梦天发射，天宫空间站收官之战

2022年10月31日15时37分，中国天宫空间站第二个实验舱“梦天”成功在文昌航天发射场升空，准确进入预定轨道，即将与在轨的天宫空间站完成交会对接任务。

火箭起飞现场画面（图源：航天科技集团/宿东）

本次发射，意味着天宫空间站建设进入最后的收官阶段。三个关键问题，带你了解中国航天这次“梦天”发射。

一、“梦天”和“问天”有什么区别？

天宫空间站是中国载人航天自1992年起步以来连续发展30年的成果，它意味着中国将拥有一个航天员长期驻留的空间站平台。这里能提供长时间的微重力环境，免于绝大部分地球大气层的干扰，是一个独一无二的“太空实验室”，进行各类科学研究。而从最长远的目标来看，人类要离开地球这个“摇篮”，大型空间站也是必备的“太空之家”。

实验舱和模块化设计实验柜，是“太空实验室”的灵魂（图源：中国载人航天）

它有三个最核心的构成：“天和”核心舱、“问天”实验舱、“梦天”实验舱。核心舱是航天员们主要工作与生活的地方，也是整个空间站的控制中心。而两个实验舱，则主要负责完成复杂的空间科学实验，它们共携带了25个大型的实验柜。简而言之，只有实验舱的存在，才能让天宫空间站孕育出各类太空科技产出，从而反哺我国相关行业的发展。

两个实验舱也有各自的分工。其中“问天”可看作是核心舱的备份，具备空间站统一管理和控制能力，带有航天员生命维持系统，也可用于航天员出舱行走，同时主要负责生命科学类实验。

庞大的“梦天”实验舱出厂前场景（图源：央视）

而“梦天”则专注于各类微重力科学的研究，它带有外部实验平台和小型机械臂，自身的实验载荷气闸舱能实现大型实验设备的“出舱行走”，在飞船外部进行太空辐射和空间物理等方面的研究。一方面，“梦天”是个专业纯粹的微重力科学实验室；另一方面，它也是个独特的太空载荷布置平台，从这里布置卫星到空间站附近轨道，仅是“咫尺之遥”。

二、“梦天”的“发”、“接”、“转”太空之旅怎么完成？

“梦天”是个长17.9米、直径4.2米、重约20吨的庞然大物。要把它送入太空，必须依靠中国航天现有最强力的“太空起重机”长征五号B火箭。相比长征五号火箭，它移除了约11.5米长的芯二级，是一个典型的“一级半（芯一级+助推器）”构型，然后使用了更大更长的整流罩（长 20.5米、直径5.2米），用以保护更大的天宫空间站各舱段，是个不折不扣的“大力士”。2020年5月5日长征五号B火箭首次发射成功后，也正式标志着天宫空间站建设最需要的得力工具准备完毕。后续的三大舱段，都由它送入太空。

长征五号基本型和B型运载火箭对比图（图源：Memorian-QN）

进入太空后，实验舱就要跟踪天宫空间站并准确交会对接。一方面，火箭发射窗口必须抓稳，才能让二者的轨迹更容易重合；另一方面，“梦天”实验舱和天宫空间站都需要进行复杂的轨道和姿态控制，让二者处在最完美的姿态，在太空中准确对接。它们分别是20吨级和60吨级的大家伙，要在高速运动下做到分毫不差的对接，难度可想而知。在对接到核心舱后，“梦天”还需要让出对接口、在太空中旋转90度，实现与“问天”实验舱的对称分布，这个过程需要复杂的机械臂系统进行调节。

三、“梦天”发射后，天宫空间站何时完工？

“梦天”实验舱的发射，标志着天宫空间站建设所需的全部重要舱段都集合完毕。在未来几个月内，距离最后的全面建成，还需要几个重要步骤。

天宫空间站的最终形态（图源：中国载人航天）

1. 在未来进行“梦天”实验舱的位置转移后，天宫空间站的“T字型”核心结构将正式完成；
2. 航天员需要全面测试“梦天”实验舱的实际运营状态，进行出舱作业，完成一些外部设备的安装组建；
3. 进行新一批货运飞船补给，包括实验设备、科研材料、生活物资和加注燃料等；

4.进行航天员的轮换，正式实现空间站常态化运营。

尤其是最后一步，将是中国航天的“高光时刻”。目前，三名航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲已经在天宫中迎接“梦天”。他们是中国载人航天史上具有里程碑意义的一组航天员：一方面，他们都是新一代（第二批）航天员，是历史上首次全“新人”组合；另一方面，他们已能身兼重任，完成了天宫空间站的最核心建设任务。在他们任务结束之前，神舟十五号的三名航天员也将抵达天宫空间站，届时将会出现6名航天员同时在轨的壮观场景，天宫空间站也将达到重量和体积的最大时刻。

蔡旭哲，陈冬，刘洋（图片来源：中国载人航天）

梦天实验舱的发射成功，标志中国空间站三舱“T”字的基本构型完成。中国空间站就像拼积木一样，一步步组装建造，接下来，我们还需拭目以待！

出品：科普中国

作者：太空精酿

监制：中国科普博览