焦點訪談：“問天”升空探蒼穹

央視網(wǎng)消息（焦點訪談）：記者在北京航天飛行控制中心的大屏幕上看到，陳冬、劉洋、蔡旭哲三名航天員正在忙，可能有細心的觀眾看出來，他們工作的環(huán)境跟以前不太一樣，他們現(xiàn)在的位置是今天凌晨才剛剛和天和核心艙成功對接的問天實驗艙，此刻，正在安裝無線發(fā)射裝置。從昨天下午的成功發(fā)射，到今天的完美對接，問天實驗艙的到來，不僅為航天員們提供了更大的在軌工作、生活空間，也標志著中國空間站和國家太空實驗室的建設向前邁出了關鍵一步。

7月25日上午3點左右，搭乘長征5B火箭順利升空的中國空間站問天實驗艙經(jīng)過13個小時的在軌飛行后，追上了天和核心艙組合體。

以往，中國航天員進入太空都是“艙等人”，航天器在軌等待航天員的到訪。問天艙此次入軌對接，是中國航天員第一次在太空經(jīng)歷“人等艙”，而且等來的還是質量超過20噸的大家伙，對接難度前所未有。

另一個讓大家比較緊張的因素，來自問天艙的太陽翼。與核心艙一樣，問天艙的太陽翼也是由我國自行研制的柔性材料制成。為了保證空間站建成后有足夠的能源供應，問天艙自帶的太陽翼全部展開后長達55米，相當于20層樓的高度。

航天科技集團五院空間站系統(tǒng)GNC分系統(tǒng)副主任設計師張軍說：“會晃，交會對接精度和穩(wěn)定度要求比較高，一旦全部展開震動非常大，會把指標破壞了，所以說在入軌的時候，第一次是處在半展開的狀態(tài)，形成組合體之后做一個二次展開。”

航天科技集團五院空間站系統(tǒng)技術實驗分系統(tǒng)主任設計師李喆說：“問天艙大概是不到18米，相比核心艙從長度上來講稍微長點，跟核心艙形成組合體，活動空間從一個大開間變成兩個大開間。”

從外形上看，問天實驗艙與天和核心艙明顯不同。“問天”“天和”成功“牽手”后七個小時，三名航天員進入了問天實驗艙。問天艙主要分為三個部分：工作艙、氣閘艙和資源艙。航天員可以進入的空間主要是圓柱體結構的工作艙和旁邊的氣閘艙?？臻g最大的工作艙，聽名字是航天員們工作的地方，但其實也是他們在太空的第二個休息區(qū)。

李喆說：“有三個睡眠區(qū)，只不過是豎著的，但是在軌是沒有橫豎概念的，所以對航天員在軌使用來說效果是一樣的。也有一個衛(wèi)生區(qū)，跟核心艙是一比一備份的。”

那么，氣閘艙又有什么作用呢？在此之前，神舟十二號和神舟十三號兩個飛行乘組的航天員在出艙時，都是從天和核心艙的節(jié)點艙進出，但這里并不是今后航天員們出入空間站的主要通道。問天艙發(fā)射后，這個氣閘艙將承擔這一功能。

航天科技集團五院空間站總體研究室主任王為說：“因為節(jié)點艙是空間站的樞紐，萬一出現(xiàn)了故障，沒辦法密封了，整個空間站的連通性就全部被破壞了。所以一開始在問天實驗艙上就設計了專用的出艙口，一旦‘問天’對上以后，主要就從這個專用出艙口出艙，今后用核心艙節(jié)點艙來做出艙口就能起備份的作用了。”

讓不同功能實現(xiàn)“備份”，是航天工程保證系統(tǒng)的安全性和可靠性最重要的手段。問天艙的升空除了給航天員們的生活工作提供更多支持和備份以外，更重要的是，它與天和核心艙一樣，在飛行控制、載人環(huán)境、能源管理、信息管理等方面具有完備的功能。如果說核心艙是中國空間站的最強大腦，問天實驗艙就是時刻可以接班的“備用大腦”。

王為說：“研制人員比較擔心核心艙單艙飛行的階段，因為它沒有備份，就這一個艙，當然現(xiàn)在飛行表現(xiàn)還是非常優(yōu)異，問天艙上去以后就能起核心艙的備份作用了，所以即使有些風吹草動，我們心里也會更有底，整個可靠性會更高。”

科學實驗是問天實驗艙升空的主要目的。那么，實驗艙里究竟要做哪些研究呢？在中國科學院空間應用工程與技術中心，記者看到了承擔國家太空實驗室里的各類實驗的機柜設計。

中科院空間應用工程與技術中心應用發(fā)展中心主任張偉說：“問天艙實際上是真正第一個實驗艙，包括生命生態(tài)、生物技術、混變重力還有手套箱這四個科學實驗柜，問天艙發(fā)射成功以后將可以支持開展大量科學實驗了。”

這一次，問天實驗艙內的四個實驗柜，主要開展的都是面向空間生命科學的研究。在生命生態(tài)實驗柜里，兩種植物將是最早開始實驗的對象。

中科院上海技物所空間生命科學儀器團隊負責人張濤說：“科學的目標是希望在微重力環(huán)境條件下，從種子長成幼苗，到長成植株，最后開花結籽，在天上是微重力，可能還有輻射，地面沒有這些因素，生長的周期，生長的結果，甚至開花的周期，結籽的情況都會有差異，從過程來說，對科學研究是很有價值的。”

此次升空的水稻，是中國農(nóng)科院專門培育的一個矮稈水稻品種“小薇”，和傳統(tǒng)的水稻相比，它的身型更適合在空間站種植。

中國科學院院士、中國農(nóng)科院作科所所長錢前說：“它矮小，大概有20公分，最高到30公分，最早是為了理論研究，做出微小的，讓大家能在任何地方種。這次渴望它成功，到太空以后就開始生根發(fā)芽，逐漸全生命周期都能夠實現(xiàn)。”

如果實驗結果順利的話，這一次，在空間站值班的航天員可能還要時不時抽身干點農(nóng)活，在太空里種上幾茬水稻。

中國科學院空間應用工程與技術中心研究員倉懷興說：“把植物在空間相關規(guī)律研究透徹以后，可以進一步培育適合在空間種植生長的糧食作物。未來不管是月球，甚至移民火星，將來到火星去進行糧食作物的種植，都是非常有意義的。”

在問天艙里，僅僅這一個生命生態(tài)實驗柜，就可以提供五種實驗平臺，每一個平臺里還可以有多種實驗對象。

倉懷興說：“可以開展斑馬魚和金魚藻，兩種生物構成一個非常迷你型的小生態(tài)單元研究。還有一個項目，要在上面進行肺細胞的培養(yǎng)實驗，有可能在天上輻射會使肺細胞產(chǎn)生變化，最后演變成腫瘤細胞，從細胞層面來說得了癌癥了，研究這個也是非常有意義的。”

除了生命科學專用的實驗柜以外，此次升空的還有一些提供特殊研究條件的“公共”實驗柜，包括變重力科學實驗柜和科學手套箱與低溫存儲柜，他們能夠為太空科學實驗提供更細致的實驗條件。

除了艙內的實驗柜以外，在艙外還布置了許多空間暴露平臺，供科學家在更開放的宇宙環(huán)境下做實驗。目前整個空間站已經(jīng)規(guī)劃了近千個科學研究項目滾動開展。

王珂說：“在天宮一號的時候，目標飛行器有一個生命科學實驗，當時花了好幾十公斤的代價，整個任務不到五百公斤，它就占了將近十分之一，只有一個植株。現(xiàn)在放到空間站怎么做呢？只需要把這個植物生長的單元帶上去就行了，只幾公斤的代價就可以了，光照、環(huán)境控制、數(shù)據(jù)處理，這一系列我們實驗柜全部提供，這一個柜就相當于一個領域實驗室，一個實驗柜可以滾動支持幾百項科學實驗。”

為了讓航天員能夠高效完成這些任務，中國空間站在地面搭建了有效載荷運行控制中心，設計太空實驗的科學家可以通過空間站下傳的視頻等信息，實時監(jiān)看設備調試、實驗操作進度，在線為航天員提供指導。

中科院空間應用中心研究員郭麗麗說：“我們叫遙科學，或者叫遙操作，現(xiàn)在用得比較好是通過中繼衛(wèi)星實現(xiàn)上下行網(wǎng)絡通行過程，實時地能看到實驗的進展情況，可以通過實驗的進展情況發(fā)現(xiàn)一些現(xiàn)象，及時調整策略、方案或者是參數(shù)，獲得更好的成果。”

而對“神十四”航天員來說，國家太空實驗室建造的任務也還未結束。3個月后，第二個實驗艙夢天艙也發(fā)射在即。夢天艙到位后，國家太空實驗室的科研能力也將再次大幅提升。

張偉說：“我們期待能在太空生出第一只小鼠，太空生命孕育，希望能制備出一大批新材料，解決國家的需求，同時未來空間天文觀測，希望在宇宙起源與演化這些重大問題上提出新的發(fā)現(xiàn)或者揭示新的規(guī)律。”

一個半月前的6月5日，神舟十四號乘組出發(fā)時，大家都說這是任務最重的一個乘組，現(xiàn)在看來確實如此。他們在問天實驗艙里進行設備安裝、設置，整理物資的同時，還要準備迎接十月份即將到來的夢天實驗艙。屆時，整個空間站將進行前所未有的轉位加對接過程，最終形成T字形結構的中國空間站。“神十四”乘組除了對兩個實驗艙進行裝修以外，還有太空授課、出艙活動等任務。

神舟十四號乘組出發(fā)時，大家都說這是任務最重的一個乘組，現(xiàn)在看來確實如此。今天凌晨3點半交會對接結束，航天員才休息了4個多小時，8點就開始一天的工作。因為在這間太空新居，有大量狀態(tài)要設置、測試要展開。艙內的這些貨包隨后要拆包、設備要安裝。這工作安排得滿滿當當。盼望著盼望著問天小伙伴來了，再過幾個月，夢天小伙伴也即將上天，我們共同期待三艙會合的那一天。