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導(dǎo)讀：10月31日，“夢(mèng)天”實(shí)驗(yàn)艙發(fā)射任務(wù)圓滿成功，這標(biāo)志著我國(guó)“天宮”空間站的建設(shè)進(jìn)入收官階段?！皦?mèng)天”艙在技術(shù)創(chuàng)新和科研任務(wù)上取得了怎樣的進(jìn)展？我國(guó)又將如何以天宮空間站為起點(diǎn)走向更廣闊的“星辰大?！?？觀察者網(wǎng)就這些問(wèn)題對(duì)話全國(guó)空間探測(cè)技術(shù)首席科學(xué)傳播專家龐之浩。

觀察者網(wǎng)：“夢(mèng)天”實(shí)驗(yàn)艙的發(fā)射任務(wù)在大家的期待中圓滿完成。對(duì)于“夢(mèng)天”的發(fā)射而言，比較良好的條件是怎樣的？

龐之浩：“夢(mèng)天”的發(fā)射需要的條件，第一要考慮天氣，不能有臺(tái)風(fēng)或雷暴等不利因素。海南天氣多變，我們需要憑借天氣預(yù)報(bào)確定合適的發(fā)射時(shí)間。今天發(fā)射的時(shí)間就是趕上了一個(gè)不錯(cuò)的天氣。

第二個(gè)條件是空間站的星下點(diǎn)軌跡合適，空間站要正好在海南上空過(guò)頂飛行，這時(shí)候發(fā)射實(shí)驗(yàn)艙兩者距離最近，就能用最少的能量把實(shí)驗(yàn)艙送到最佳的軌道上，從而用最節(jié)省能量的方式完成與空間站核心艙的交會(huì)對(duì)接。

第三，還要考慮陽(yáng)光的因素。實(shí)驗(yàn)艙發(fā)射到太空后，會(huì)展開(kāi)太陽(yáng)能電池板。充足的陽(yáng)光照射有助于實(shí)驗(yàn)艙更好地運(yùn)作。

“夢(mèng)天”實(shí)驗(yàn)艙在海南文昌成功發(fā)射（圖片來(lái)源：ICphoto）

觀察者網(wǎng)：“夢(mèng)天”艙發(fā)射成功后，將在我們的空間站承擔(dān)哪些任務(wù)？

龐之浩：“夢(mèng)天艙”是一個(gè)更加專業(yè)的實(shí)驗(yàn)艙，這是它相較于“問(wèn)天”艙最大的特點(diǎn)——“問(wèn)天”艙是“多面手”，除科研實(shí)驗(yàn)機(jī)柜外，還有3個(gè)臥室、1個(gè)衛(wèi)生間以及小機(jī)械臂和再生式生保系統(tǒng)；“夢(mèng)天”艙則是純科學(xué)實(shí)驗(yàn)艙，幾乎全部空間都用于裝載科研實(shí)驗(yàn)機(jī)柜，沒(méi)有臥室等。如果需要用機(jī)械臂，問(wèn)天艙的小機(jī)械臂可以爬到夢(mèng)天艙上作業(yè)。

“夢(mèng)天”艙最多可安置13個(gè)實(shí)驗(yàn)機(jī)柜，這次“夢(mèng)天”艙搭載了8個(gè)實(shí)驗(yàn)機(jī)柜，后續(xù)還可通過(guò)天舟貨運(yùn)飛船送上更多的實(shí)驗(yàn)機(jī)柜?？傊?，有了“夢(mèng)天”我們的科研實(shí)力得到了極大的擴(kuò)展。

第二，在實(shí)驗(yàn)方向上，“問(wèn)天”艙側(cè)重于開(kāi)展空間生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)和生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)，而“夢(mèng)天”艙則側(cè)重于開(kāi)展微重力科學(xué)實(shí)驗(yàn)，包括燃燒科學(xué)實(shí)驗(yàn)、材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)、流體科學(xué)實(shí)驗(yàn)和基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)等。

第三個(gè)突出的區(qū)別在于“問(wèn)天”的氣閘艙是人員氣閘艙，用于航天員進(jìn)出；而“夢(mèng)天”的氣閘艙是貨物氣閘艙，用于貨物進(jìn)出。在結(jié)構(gòu)上，人員氣閘艙是外方內(nèi)圓；而貨物氣閘艙則是圓形“套娃”，載荷艙套著氣閘艙。在尺寸上，人員氣閘艙相對(duì)較大；貨物氣閘艙則不需要太大尺寸，否則（可能導(dǎo)致）開(kāi)艙門時(shí)會(huì)放跑艙內(nèi)較多氣體、增加不必要的成本。另外，貨物氣閘艙的自動(dòng)化程度也很高，艙內(nèi)的載荷轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)可以使得貨物可以自動(dòng)進(jìn)出艙，從而節(jié)省了航天員的時(shí)間和體力。

不僅如此，“夢(mèng)天”艙還有小衛(wèi)星釋放機(jī)構(gòu)。載荷轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)與小衛(wèi)星釋放機(jī)構(gòu)關(guān)聯(lián)后，可將后者送至艙外，再由“問(wèn)天”艙的機(jī)械臂抓住小衛(wèi)星，以類似“彈弓”的方式將其釋放出去。這個(gè)過(guò)程是非常有趣的。

另外，“夢(mèng)天”艙外還配置有1個(gè)固定平臺(tái)和2個(gè)展開(kāi)平臺(tái)。

觀察者網(wǎng)：也就是說(shuō)“夢(mèng)天”艙的設(shè)計(jì)基本上是從純粹的工作狀態(tài)來(lái)考慮的？

龐之浩：是的?！皦?mèng)天”艙相當(dāng)于一個(gè)專門做科研的“夢(mèng)工廠”。

觀察者網(wǎng)：相較于“問(wèn)天”、“天舟”等“天字輩”前輩，“夢(mèng)天”在對(duì)接方面有哪些新的技術(shù)難點(diǎn)呢？

龐之浩：“夢(mèng)天”艙的對(duì)接方式和“問(wèn)天”艙基本是一樣的。首先，要與核心艙的節(jié)點(diǎn)艙前向?qū)涌谶M(jìn)行軸向?qū)?。這時(shí)，實(shí)驗(yàn)艙的太陽(yáng)能電池翼不可完全展開(kāi)，單翼展開(kāi)6米多，否則交會(huì)對(duì)接時(shí)會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)艙產(chǎn)生擾動(dòng)，影響對(duì)接。

對(duì)接完成之后，實(shí)驗(yàn)艙的太陽(yáng)翼將完全展開(kāi)，展開(kāi)后雙翼總長(zhǎng)有50多米，能提供將近7000瓦的功率。

最后，實(shí)驗(yàn)艙將通過(guò)轉(zhuǎn)位機(jī)械臂轉(zhuǎn)為T字構(gòu)型。T字構(gòu)型有兩個(gè)好處：第一是使空間站對(duì)稱；第二是使空間站質(zhì)心居中。這樣可以減少因姿態(tài)控制而消耗的能量。形成T字型后，空間站上的供電，信息和熱控等系統(tǒng)才能進(jìn)入最佳工作狀態(tài)，整個(gè)空間站就能發(fā)揮更大的作用。

觀察者網(wǎng)：據(jù)媒體報(bào)道，“夢(mèng)天”對(duì)接可以說(shuō)是空間站的“收官之戰(zhàn)”，空間站的主體至此基本完成。之后，空間站還會(huì)有新的建設(shè)嗎？

龐之浩：2024年我們將發(fā)射巡天光學(xué)艙。我們最初的計(jì)劃是將巡天光學(xué)艙對(duì)接在空間站上，之后為了減少人員擾動(dòng)而決定讓其單獨(dú)飛行。巡天光學(xué)艙將與空間站共軌飛行，在需要加注燃料、升級(jí)設(shè)備或更換設(shè)備時(shí)它可以與空間站對(duì)接，由航天員為巡天光學(xué)艙為其服務(wù)。

我們的空間站將會(huì)成為世界第一個(gè)“航天器母港”。根據(jù)空間站的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，空間站以后還可以根據(jù)需要擴(kuò)展為十字形或“干”字形，以進(jìn)一步增大活動(dòng)空間。我們的空間站后續(xù)還會(huì)根據(jù)需要進(jìn)一步擴(kuò)大，陸續(xù)發(fā)射新的科學(xué)實(shí)驗(yàn)艙。

去年是空間站的關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證階段，今年是空間站建造階段，明年就要進(jìn)入空間站發(fā)展應(yīng)用階段了。所以今年的另兩個(gè)重大任務(wù)是天舟4號(hào)的發(fā)射、神舟15號(hào)航天員與神舟14號(hào)航天員的交班，由此逐步過(guò)渡到應(yīng)用發(fā)展階段。

目前位于空間站的第一、第二批航天員是“飛行專家”，也就是航天駕駛員。之后，我們還會(huì)上“任務(wù)專家”，也就是航天工程師和載荷專家，他們將被派往空間站進(jìn)行更復(fù)雜的空間站維護(hù)、升級(jí)和更復(fù)雜的科學(xué)研究。我國(guó)第四批航天員的選拔將于今年開(kāi)始。港澳的科學(xué)家也可以報(bào)名參加載荷專家的選拔。

實(shí)驗(yàn)艙三艙聯(lián)試（圖片來(lái)源：中國(guó)航天科技集團(tuán)五院）

觀察者網(wǎng)：隨著空間站趨于完成，我們普通人也心潮澎湃。幾十年前，空間站好像離我們中國(guó)人很遙遠(yuǎn)，但是現(xiàn)在，我們已經(jīng)擁有了屬于自己的完整的空間站。與之前的其他國(guó)際空間站相比，中國(guó)的空間站有哪些不一樣？未來(lái)，中國(guó)的“星辰大?！敝愤€將有哪些長(zhǎng)期目標(biāo)和宏偉愿景？

龐之浩：中國(guó)空間站起步晚，但起點(diǎn)高。我們利用后發(fā)優(yōu)勢(shì)，沒(méi)有走美國(guó)和蘇聯(lián)的老路。

美蘇最初的空間站都是單艙式空間站；而中國(guó)利用后發(fā)優(yōu)勢(shì)，直接發(fā)射了多艙式空間站，我國(guó)建造的第一座空間站時(shí)就達(dá)到了世界第三代空間站以上的水平。

不同于多個(gè)國(guó)家共同完成的國(guó)際空間站，中國(guó)空間站由中國(guó)獨(dú)立研發(fā)，采用一體化設(shè)計(jì)，成本更低，可靠性更高。

另外，我國(guó)空間站采用了很多先進(jìn)技術(shù)，比如大型柔性太陽(yáng)電池翼、可再生式生命保障系統(tǒng)、達(dá)到世界第三代水平的可以行走的大型7自由度機(jī)械臂、電推進(jìn)系統(tǒng)等。

中國(guó)空間站的規(guī)模雖然比國(guó)際空間站小，但效益比它高。中國(guó)空間站中科研實(shí)驗(yàn)設(shè)備重量占整個(gè)空間站重量的占比高于國(guó)際空間站高，用于科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的電源占整個(gè)空間站電源的占比也高于國(guó)際空間站。所以，我國(guó)可以在空間站上開(kāi)展更高效的科學(xué)實(shí)驗(yàn)。目前，中國(guó)空間站上共開(kāi)展了11個(gè)方向的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，均瞄準(zhǔn)世界先進(jìn)水平。我們不僅要在空間站上開(kāi)展航天醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)、空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)，還要開(kāi)展航天技術(shù)的新實(shí)驗(yàn)，為日后的載人登月乃至載人登火項(xiàng)目奠定基礎(chǔ)。

觀察者網(wǎng)：今天建成的空間站將成為下一步探索的起點(diǎn)和基地。

龐之浩：對(duì)，空間站是一個(gè)國(guó)家級(jí)的太空實(shí)驗(yàn)室，它上面的很多技術(shù)不僅對(duì)科研有很大推動(dòng)，對(duì)國(guó)計(jì)民生也有很大的幫助。比如，空間站上的燃燒科學(xué)實(shí)驗(yàn)很可能有助于提高地面燃燒的效率，從而減少污染；材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)有可能利用太空特殊環(huán)境推動(dòng)新材料的研發(fā)；還有很多其他技術(shù)將來(lái)也可能轉(zhuǎn)向民用領(lǐng)域，例如光電轉(zhuǎn)換效率高達(dá)30%以上的柔性太陽(yáng)電池翼將來(lái)可能用于地面發(fā)電，等等。

觀察者網(wǎng)：所以，我國(guó)空間站雖然起步晚，但站位特別高。未來(lái)，我們會(huì)把一個(gè)全新的空間站展現(xiàn)在人類面前。

龐之浩：是的。另外，我們還會(huì)利用空間站開(kāi)展科普教育及國(guó)際合作，這也將有助于科技發(fā)展、有助于人類共享太空成果。

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