我国首个科学实验舱发射成功襄阳造再作贡献

7月24日，搭载问天实验舱的长征五号B遥三运载火箭，在我国文昌航天发射场点火发射 新华社发

7月24日14时22分，搭载问天实验舱的长征五号B遥三运载火箭，在我国文昌航天发射场准时点火发射，约495秒后，问天实验舱与火箭成功分离并进入预定轨道。此时，中国航天科技集团有限公司四院42所（简称航天四院42所）的相关研发人员都长长地舒了口气。

此次问天实验舱顺利出征，航天四院42所的研发人员功不可没，他们参与提供了全部舱体动、静结构密封产品以及消氢点火装置的研制生产任务。

消氢点火装置：护航问天实验舱发射任务

问天实验舱是我国空间站第一个实验舱，也是当今世界长度最长、直径最大单体载人航天器。问天实验舱的主要任务是开展大量的科学实验，同时作为天和核心舱关键平台功能的备份，为航天员提供生活和工作的空间。它的长度达到17.9米，比天和核心舱还要长1.3米，相当于6层楼房高度，最大直径达到4.2米，重约22吨。

此次问天实验舱顺利进入太空，航天四院42所研制的消氢点火装置，一如既往全力护航长征五号B遥三运载火箭再次出征并顺利完成使命。

长征五号B遥三运载火箭在发动机点火前会向发射平台周围环境排放低温氢气，这些氢气与空气混合形成的可燃气团在浓度达到一定范围时，一旦遇到静电或明火就会产生爆炸或爆轰，不仅损坏发射场的设备和设施，甚至会导致星箭俱毁的严重后果。

航天四院42所研制生产的长征五号B遥三运载火箭排氢燃烧系统点火装置，可以在火箭氢氧发动机工作前2至3秒内点燃火箭发射的“第一把火”，利用燃烧产生的高温、高速燃气金属粒子流，来消除火箭发射前排出的大量低温氢气，以保证运载火箭发射的安全性。

该装置具有高安全性、高可靠性的特点，采用了高安全性的药剂材料和先进的精确控制技术，确保能够“准时、准确”点火，待消除氢气后又能及时“熄火”。

更让人称奇的是，该装置实施双层保护设计，不仅能承受运载火箭点火时产生的高热流冲击，而且具有防爆功能，能避免装置万一失效可能发生的人员伤亡、设备损毁等安全事故。

为了确保发射万无一失，航天四院42所系统中心研制人员杨育文提前一个月入驻发射基地，为发射任务保驾护航。

据悉，消氢点火装置是航天四院42所沉淀50多年的固体推进剂核心技术转化，依靠自主创新研发生产，突破多项关键技术。目前，该技术已达到世界前沿、国内领先水平，为我国航天事业的发展提供了源源动力。

密封件橡胶系列：误差不超过0.01毫米

“不管是神舟、天舟，还是问天实验舱，密封产品都有我们的产品，产品质量成熟、稳定。”航天四院42所绝热层及密封件橡胶系列产品副总师王江告诉记者。

问天实验舱发射后，将和天和核心舱对接，并进行舱段转位，因此空间站面积扩大了，就像一个小型的豪华“别墅”。航天四院42所为问天实验舱提供了全部舱体动、静结构密封产品，这些产品能经受住零下90℃到200℃高低温交替变化等严苛环境的考验，并可安全使用25年。

“与之前的任务相比，由航天四院42所研制提供的全部舱体动、静结构密封产品构成了飞船、空间站的舱体结构密封系统，特别是问天和梦天，这些密封产品除了配方成熟稳定外，特点在于规格、大小不同，它们对隔离舱体与外层空间、支撑舱内环境起着至关重要的作用。”王江介绍，这些密封件产品最大的直径接近3米、周长9米，但是不能超过0.01毫米的误差，相当于一根头发丝的1/5的精度。

据介绍，自1999年神舟载人飞船飞行以来，航天四院42所已经为飞船总体单位提供数万件密封产品，一次性检验率为100%。

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7月24日14时22分，中国空间站问天实验舱在海南文昌航天发射场由长征五号B运载火箭托举升空。

作为我国空间站建设的第二个舱段，问天实验舱将为空间站带去哪些新装备？航天员在太空的工作生活会迎来怎样的变化？

功能强、装备全：中国空间站喜迎“新居”

“问天实验舱由工作舱、气闸舱和资源舱三部分组成，舱体总长17.9米，直径4.2米，发射重量约23吨。相关指标比天和核心舱更高，是我国目前最重、尺寸最大的单体飞行器。”航天科技集团五院空间站系统副总设计师刘刚说。

不仅有着大块头的体格，问天实验舱更是一个集平台功能与载荷功能于一体的“全能型”选手。

据介绍，问天实验舱与天和核心舱互为备份，关键平台功能一致，可以完全覆盖空间站组合体工作要求，既发挥定海神针般的双保险作用，也为空间站未来15年可靠运行打下坚实基础。

“两舱对接组成组合体后，由天和核心舱统一管理和控制整个空间站的载人环境，一旦天和核心舱出现严重故障，问天实验舱能够快速接管，主控空间站。”航天员中心问天实验舱环控生保分系统主任设计师罗亚斌说。

一个更重要的细节是，问天实验舱配备了目前国内最大的柔性太阳翼，双翼全部展开后可达55米。太阳翼可以双自由度***太阳，每天平均发电量超过430度，将为空间站运行提供充足的能源。

问天实验舱是空间站系统中舱外活动部件最多的舱体，大量的舱外设施设备能够更好地保障出舱活动，也为更精细的舱外操作提供支持。

在问天实验舱的气闸舱外，还有一套5米长的小机械臂。这套7自由度的机械臂小巧、精度高，操作更为精细。未来，小臂还可以与核心舱大臂组成15米长的组合臂，在空间站三舱组合体开展更多舱外操作。

时间紧、难度高：“胖五”进行“增肌瘦身”

作为我国空间站建造工程的“运载专列”，被人们昵称为“胖五”的长征五号系列运载火箭此前已成功将天和核心舱送入太空，此次则是首次执行交会对接任务。

此次长五B不仅要发射我国迄今为止最重的载荷，还面临着低温推进剂加注问题和复杂的射前流程，难度可想而知。

点火阶段，型号队伍对射前10分钟的发射流程进行了优化，将部分流程前置。在距离发射数分钟时，火箭就已完成发射前各项准备工作，具备了点火发射能力，为突发情况留出决策、处置的时间。

长五B还应用了起飞时间修正技术，让火箭的控制系统可以自动计算偏差、调整目标轨道，最大修正时间为2.5分钟。

“即使火箭没能完全按照预定窗口发射，只要在2.5分钟这个窗口时间里，都能通过后期的轨道修正精准完成入轨和交会对接。”航天科技集团一院长征五号B运载火箭副总师娄路亮说。

为不断提高火箭可靠性，安全、精准地将问天实验舱送到目的地，型号队伍还对长五B进行了有针对性的“增肌瘦身”，在生产工艺等方面进行了30多项改进。

随着发射次数增多，科研人员对火箭技术状态的认识也不断深入。此前，长五B在发射场的发射准备时间约为60天。本次任务进一步优化到了53天，为后续提高火箭发射效率、应对高密度常态化发射奠定了基础。

大吨位、半自主：“太空之吻”有新看点

问天实验舱入轨后，将与核心舱组合体实施交会对接——23吨的问天实验舱与40多吨的核心舱组合体，将是我国目前最大吨位的两个航天器之间的交会对接，也是中国空间站首次在有人的状态下迎接航天器的来访。

重量重、尺寸大、对接靶子小、柔性太阳翼难控制……对所面临的一系列棘手难题，航天科技集团五院问天实验舱GNC分系统副主任设计师宋晓光打了个形象的比方：“如果按重量来看，载人飞船对接像开小跑车，可控性强；货运飞船对接像开小卡车；而到了问天和梦天实验舱，就如同要把一辆装备豪华的大房车停到一个小车位里。”

为成功实现“太空之吻”，设计团队从问天实验舱初样研制起就经过几轮实测，对问天实验舱的数据参数精准把握，并提升算法达到更强的适应能力和纠偏能力。同时，采用半自主交会对接方案，实现交会对接过程中的稳定控制。

在轨期间，问天实验舱还将实现平面转位90度，让原本对接在节点舱前向对接口的问天实验舱，转向节点舱的侧向停泊口，并再次对接，从而腾出核心舱的前向对接口，为梦天实验舱的到访做好充分准备。这将是我国首次航天器在轨转位组装，也将是国际上首次探索以平面式转位方案进行航天器转位。

更舒适、更安全：太空生活“条件升级”

对在轨航天员来说，两舱对接形成组合体，意味着我们的太空家园从“一居室”升级到更宽敞的“两居室”。

问天实验舱的工作舱内设有3个睡眠区和1个卫生区。完成对接后，空间站后续可以支撑神舟十四号、十五号两个乘组6名航天员实现“太空会师”和在轨轮换，在太空面对面交接工作。

航天员中心舱外服总体试验主任设计师李金林说，在天和核心舱的基础上，问天实验舱在吸音、降噪、减震等方面也进行了优化升级。

此前，航天员在天和核心舱只能通过节点舱实现出舱。节点舱作为空间站的交通枢纽，空间较小，航天员每次出舱前还需要关闭各个对接通道的舱门，进行大量准备工作。

此次问天实验舱则配置了一个出舱人员专用的气闸舱。一方面，气闸舱的空间和出舱舱门的尺寸都比节点舱更大，航天员进出更舒展从容，也更易携带大体积的设备出舱工作。另一方面，从气闸舱出舱时，只需关闭一道舱门，操作更便捷。

未来，气闸舱将成为航天员在空间站的主要出舱通道，一旦气闸舱出现问题，航天员还可以从作为备份出舱口的节点舱返回，确保出舱活动的安全。

在气闸舱外的暴露实验平台上，还配置了22个标准载荷接口。“在空间站搭载的科学实验载荷，可以通过机械臂精准‘投送’到自己对应的载荷接口位置，不再需要航天员出舱进行人工操作，既降低了航天员的工作强度和风险，又可以灵活高效支持舱外载荷试验。”航天科技集团五院问天实验舱空间技术试验分系统主任设计师赵振昊说。

来源：新华社 襄阳日报 襄阳晚报　刘倩  席玲                                责任编辑：刘红岩