图为三舱基本构型的中国空间站结构示意图。
中科院空间应用工程与技术中心供图
资料来源：中国载人航天官方网站
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三舱基本构型的中国空间站迎来最后一个舱段。北京时间10月31日15时37分，梦天实验舱由长征五号B运载火箭在我国文昌航天发射场成功发射。
梦天实验舱成功进入400公里的预定轨道，与空间站组合体交会对接后，还需要按计划实施转位，届时会与天和核心舱、问天实验舱一起，形成三舱结构的“T”字基本构型空间站，向着建成空间站的目标迈出关键一步。
梦天实验舱由工作舱、载荷舱、货物气闸舱和资源舱组成
梦天实验舱是组成中国空间站基本构型的3个舱段之一，也是继问天实验舱之后的第二个科学实验舱。它由工作舱、载荷舱、货物气闸舱和资源舱组成，舱体全长17.88米、直径4.2米，起飞重量约23吨，主要用于开展空间科学与应用实验。
由于空间站大量基础设施建设都由天和核心舱与问天实验舱承担，梦天实验舱工作舱不需要部署睡眠区、卫生间等生活设施，因而有充足的空间部署科学实验设施，也称得上是“空间站在轨科学实验工作的核心载体”。
据负责梦天实验舱抓总研制的中国航天科技集团八院专家介绍，梦天实验舱原取名为“巡天”，计划安装我国最大、最先进的巡天光学望远镜。之后由于巡天光学望远镜采用了独立飞行器方案，将与空间站保持长期共轨飞行，研制团队从理念和设计上创新，又提出“货物进出气闸”功能，新研制了货物气闸舱，可支持货物自动进出舱。
和问天实验舱相比，梦天实验舱的货物气闸舱不再供航天员出舱使用，而是专供货物出舱。梦天实验舱货物气闸舱通过内部配置的一台载荷转移机构，运送能力可达400公斤，单次运送货物包络可以达到1.15米×1.2米×0.9米。
为满足将来更大尺寸、更大重量货物的进出舱需求，梦天实验舱货物气闸舱上还安装了一款独一无二的外舱门，宽度达1.2米，采用全自动弧形滑移设计，既便利货物进出舱，也是隔离舱内与舱外空间环境的关键设备。航天员不用身穿舱外航天服，在舱内就可以完成载荷、货物的舱外安装操作。
中国航天科技集团八院专家介绍，以往开展舱外科学试验时，需要航天员出舱，但这受到航天员出舱次数、载荷数量与大小的限制，航天员频繁进行出舱活动也将面临更复杂的安全考验。随着国家太空实验室的建成，空间站进入常态化运营阶段，将会开展较大规模的科学研究。梦天实验舱货物气闸舱的应用，将为空间站后续更加高效、安全地开展各类舱外科学实验提供强大支持，进一步提升我国空间站的科学应用能力。
先期携带8个科学实验柜，主要面向微重力科学研究
建设中国天宫空间站的主要目的，就是建成水平先进的国家太空实验室，为科学服务，产出重大科技成果。梦天实验舱具备强大的科学和应用能力，在3个舱段中具有最强的支持载荷能力。
空间站系统空间应用系统副总师、中科院空间应用中心研究员刘国宁介绍，问天实验舱主要面向空间生命科学研究，梦天实验舱则主要面向微重力科学研究。通过梦天实验舱先期携带的8个科学实验柜，能够在微重力基础物理、空间材料科学、微重力流体物理与燃烧科学等方向开展相关的科学和应用研究，预期能够做出具有国际水平的科学成果。目前，已在相关研究方向规划安排了约40项在轨科学实验项目。
据高温材料科学实验柜科学实验系统主任设计师、中科院上海硅酸盐研究所研究员刘学超介绍，X射线透射成像实时观察太空材料实验，是高温材料科学实验柜的一大特色，这是国际上第一次在空间站这样的载人航天器中使用X射线实验装置，是一个具有历史意义的科学装置。
除了舱内科学实验柜之外，梦天实验舱还配置有两块可在轨展开的暴露载荷实验平台，进一步增强了空间站的载荷支持能力。
由“长五B”火箭护送入轨，与空间站组合体交会对接
将梦天实验舱送入预定轨道的，仍是专为空间站建设而研制的长征五号B运载火箭。“长五B”的运载能力为我国现役火箭中最大，近地轨道运载能力达到25吨，是发射20吨以上空间站舱段的最佳选择。尤其是它拥有目前我国最长最大的火箭整流罩，这个相当于“乘客”的“客舱”有着宽敞空间，为发射空间站舱段量身打造。
据中国航天科技集团火箭研究院专家介绍，梦天实验舱是我国迄今为止发射的最重最大载荷，因此“长五B”整流罩根据梦天实验舱的形状、重量进行了定制化设计。例如，为了满足梦天实验舱上升段无线通信的需求，在火箭整流罩上专门设计了相应的透波口。
梦天实验舱进入轨道后与空间站组合体实现精准交会对接，前提之一是火箭以更高的发射和飞行可靠性实现准点发射、准确入轨，这对“长五B”火箭提出了“零窗口”发射的要求。中国航天科技集团火箭研究院长征五号B运载火箭控制系统主任设计师苏磊介绍，“长五B”火箭不仅具备“零窗口”发射能力，而且通过“起飞时间修正技术”，即便火箭没能实现“零窗口”发射，只要在2分30秒这个窗口范围内发射出去，都能通过火箭控制系统自动计算偏差、精准修正轨道，保证入轨和交会对接。
“如果说问天实验舱的交会对接是‘难’，那么梦天实验舱的交会对接是‘难上加难’。”中国航天科技集团五院502所空间站实验舱主任设计师宋明超说，由于梦天实验舱发射时太阳入射角度过大，不利于太阳翼发电，如果和空间站组合体不能在规定时间内完成交会对接，就需要中断自主交会对接过程而紧急调整梦天实验舱的姿态，既保证再次交会对接，又保证充足的发电能力。为此，技术团队特别定制了交会对接任务故障预案，确保万无一失。
中国空间站三大舱段都从文昌航天发射场飞向太空，使得文昌航天发射场赢得了中国空间站建造母港的美誉。作为我国新一代大推力运载火箭发射场，从2020年5月5日长征五号B火箭首飞至今，文昌航天发射场连续实施13次重大任务发射，将包括“天问一号”“嫦娥五号”和中国空间站3个舱段在内的多个航天器顺利送入太空。
西昌卫星发射中心主任邓洪勤说：“空间站建造任务百分之百成功发射要求极高，这一成就展现出文昌航天发射场日益重要的作用，也反映了我们航天发射能力的不断提高。”
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