北京時(shí)間7月24日14時(shí)22分22秒，長征五號B遙三運(yùn)載火箭在文昌航天發(fā)射場一號發(fā)射工位點(diǎn)火起飛。
火箭飛行約495秒后，將中國空間站問天實(shí)驗(yàn)艙準(zhǔn)確送入預(yù)定對接初始軌道入口，發(fā)射任務(wù)圓滿成功。
(相關(guān)資料圖)
長征五號B遙三運(yùn)載火箭點(diǎn)火瞬間｜央視新聞
問天實(shí)驗(yàn)艙分離后，太陽翼“一次展開”，隨后艙段“快速自主交會對接程序”開始，將在接下來的13個(gè)小時(shí)內(nèi)進(jìn)行數(shù)次變軌，預(yù)計(jì)在明天凌晨對接于天和核心艙節(jié)點(diǎn)艙的軸向?qū)涌凇?/p>
問天實(shí)驗(yàn)艙飛行任務(wù)標(biāo)識｜CMS
此前，空間站組合體已偏航180°，建立了倒飛姿態(tài)，等待問天實(shí)驗(yàn)艙與其交會對接。對接完成后，組合體將再次偏航180°，返回三軸穩(wěn)定對地正飛姿態(tài)。之后問天實(shí)驗(yàn)艙的太陽電池翼將完全展開。
問天實(shí)驗(yàn)艙太陽翼完全展開后的空間站組合體示意圖｜本文作者
長征五號B遙三運(yùn)載火箭從發(fā)射場技術(shù)區(qū)垂直轉(zhuǎn)運(yùn)至發(fā)射區(qū)｜新華社
長征五號B運(yùn)載火箭，是目前我國近地軌道有效載荷運(yùn)載能力最大的火箭型號。火箭由芯級外捆綁4個(gè)助推器，芯一級可直接將有效載荷送入軌道。
長征五號B遙三運(yùn)載火箭垂直轉(zhuǎn)運(yùn)精彩畫面｜新華社
本次用來發(fā)射問天實(shí)驗(yàn)艙的遙三火箭高度為53.66米、整流罩直徑為5.2米、起飛質(zhì)量為849 000千克。
由于問天實(shí)驗(yàn)艙需要與空間站組合體進(jìn)行交會對接，運(yùn)載火箭需要將實(shí)驗(yàn)艙射入特定的初始對接軌道入口，因此本次也是長征五號B運(yùn)載火箭的首次“零窗口”發(fā)射。
問天實(shí)驗(yàn)艙（實(shí)驗(yàn)艙Ⅰ）是中國空間站的第二個(gè)大型永久艙段，主要任務(wù)是核心艙平臺功能備份，支持開展密封艙內(nèi)專項(xiàng)實(shí)驗(yàn)和部分暴露平臺實(shí)驗(yàn)。
它可以對組合體進(jìn)行統(tǒng)一管理與控制，并能支持航天員在軌駐留，提供專用航天員艙外活動氣閘艙和應(yīng)急避難場所。
問天實(shí)驗(yàn)艙構(gòu)型示意圖｜航天科技集團(tuán)五院總體部
問天實(shí)驗(yàn)艙由工作艙、氣閘艙和資源艙三個(gè)主要部分組成，艙體軸向長度為17.9米，艙體最大直徑為4.2米。
問天實(shí)驗(yàn)艙｜CMS
其中工作艙長度約7.2米，氣閘艙長度約2.4米，資源艙長度約3.4米，太陽翼一次展開后翼展約23米，二次完全展開后翼展約55米。
航天員在問天實(shí)驗(yàn)地面模擬器訓(xùn)練畫面｜中國航天員科研訓(xùn)練中心
問天實(shí)驗(yàn)艙艙外配置了小機(jī)械臂，用于艙外載荷照料和支持航天員出艙。尾部采用局部桁架結(jié)構(gòu)，之上安裝的太陽電池翼采用雙自由度驅(qū)動結(jié)構(gòu)。
問天實(shí)驗(yàn)艙對空間站天和核心艙的能源管理、信息管理、姿態(tài)與軌道控制、載人環(huán)境控制等關(guān)鍵平臺功能提供備份。
空間站三艙地面聯(lián)試，左為問天實(shí)驗(yàn)艙｜航天科技集團(tuán)五院總體部
問天實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)配置了3個(gè)乘組睡眠區(qū)和1個(gè)衛(wèi)生區(qū)，艙內(nèi)還有一個(gè)額外的“太空廚房”，配置了與核心艙相同的飲水分配器、微波加熱裝置、熱風(fēng)加熱裝置、餐桌等，滿足支持后續(xù)乘組在軌輪換期間6人共同在軌的需要。
問天實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)集成了與核心艙基本一致的再生式生命保障的全部6個(gè)子系統(tǒng)單元，滿足乘組在軌輪換時(shí)的載人環(huán)境保障需求，同時(shí)也可以在核心艙載人環(huán)境系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)提供關(guān)鍵功能備份。
各再生生保子系統(tǒng)總裝集成形式｜中國航天員科研訓(xùn)練中心
問天實(shí)驗(yàn)艙也是空間站航天員的應(yīng)急避難場所。
核心艙一旦發(fā)生失壓等緊急情況，航天員可以將核心艙的雙向承壓艙門關(guān)閉，這樣節(jié)點(diǎn)艙和問天實(shí)驗(yàn)艙作為聯(lián)通艙段，依然可以在保證航天員安全的同時(shí)，提供在軌修復(fù)故障所需要的時(shí)間。
若核心艙發(fā)生失火等緊急情況，將雙向承壓艙門關(guān)閉后，航天員依然可以通過聯(lián)通的節(jié)點(diǎn)艙進(jìn)入載人飛船，這為航天員應(yīng)急情況處置和緊急撤離等情況提供了額外的安全保障。
問天實(shí)驗(yàn)艙，顧名思義，是一個(gè)可以支持開展空間實(shí)驗(yàn)的艙段。實(shí)驗(yàn)艙支持提供的實(shí)驗(yàn)規(guī)模比核心艙大很多。
神舟十四號乘組在地面模擬艙練習(xí)科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜操作｜中國航天員科研訓(xùn)練中心
本次發(fā)射，艙內(nèi)上行了4個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)機(jī)柜，主要為空間生命科學(xué)、生物技術(shù)學(xué)科以及其它一些學(xué)科的科學(xué)實(shí)驗(yàn)提供支持設(shè)施。
這4個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)機(jī)柜分別是：
變重力科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜
變重力科學(xué)實(shí)驗(yàn)機(jī)柜｜中國科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心
變重力科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜是一個(gè)共用支持實(shí)驗(yàn)設(shè)施，它支持與重力相關(guān)的多類科學(xué)實(shí)驗(yàn)，包括空間生命科學(xué)與生物技術(shù)、微重力流體和燃燒科學(xué)等實(shí)驗(yàn)的不同重力效應(yīng)和響應(yīng)機(jī)制研究。
科學(xué)手套箱與低溫存儲柜
科學(xué)手套箱與低溫存儲柜｜中國科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心
科學(xué)手套箱與低溫存儲柜也是一個(gè)共用支持實(shí)驗(yàn)設(shè)施，它為空間生命科學(xué)與生物技術(shù)、空間材料科學(xué)等方向的實(shí)驗(yàn)提供樣品裝載、精細(xì)操作、樣品低溫存儲等支持。
科學(xué)手套箱（位于實(shí)驗(yàn)柜上部）可以提供溫濕度可控的密閉潔凈環(huán)境，內(nèi)置支持精細(xì)操作的機(jī)械臂和顯微裝置，可以支持生命、材料科學(xué)等需要用到密閉潔凈環(huán)境的科學(xué)實(shí)驗(yàn)。
低溫存儲裝置（位于實(shí)驗(yàn)柜下部）能夠提供 4 ℃、-20 ℃、-80 ℃的低溫存儲能力，可以滿足生物、試劑、材料等樣品不同低溫存儲條件，為開展長期空間實(shí)驗(yàn)提供保障。
生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)柜｜中國科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心
生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)柜主要由細(xì)胞組織培養(yǎng)模塊、蛋白質(zhì)結(jié)晶模塊、專用實(shí)驗(yàn)裝置等模塊組成，支持開展組織細(xì)胞、蛋白質(zhì)生化分子類、微生物類等多類型在軌實(shí)驗(yàn)和研究。
生命生態(tài)實(shí)驗(yàn)柜｜中國科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心
生命生態(tài)實(shí)驗(yàn)柜主要由多個(gè)通用生物培養(yǎng)模塊、小型受控生命生態(tài)實(shí)驗(yàn)?zāi)K、微生物監(jiān)測模塊和一臺離心機(jī)組成，支持在微重力和空間輻射環(huán)境下開展如生物個(gè)體（植物、小型動物等）效應(yīng)、空間輻射學(xué)、生命生態(tài)支持系統(tǒng)基礎(chǔ)、生命起源機(jī)理等主題的研究。
戳視頻，為你解答為什么要在太空做實(shí)驗(yàn)？
問天實(shí)驗(yàn)艙的氣閘艙和資源艙外，配置了多個(gè)暴露應(yīng)用載荷接口，具有較強(qiáng)的艙外應(yīng)用載荷支持能力。
所謂“暴露”，指的是直接暴露于太空環(huán)境。一些如空間環(huán)境監(jiān)測、對地觀測等領(lǐng)域的科學(xué)實(shí)驗(yàn)載荷，以及衛(wèi)星平臺等航天器新技術(shù)領(lǐng)域的試驗(yàn)載荷，需要在艙外環(huán)境下實(shí)施開展。這些載荷就可以通過標(biāo)準(zhǔn)適配接口安裝在暴露實(shí)驗(yàn)平臺上。
這些接口采用了通用的在軌可替換單元（ORU）式接口設(shè)計(jì)，可以通過問天實(shí)驗(yàn)艙機(jī)械臂進(jìn)行安裝、照料，具有較高的操作效率。
問天實(shí)驗(yàn)艙氣閘艙外暴露應(yīng)用載荷接口和小機(jī)械臂示意圖｜航天科技集團(tuán)五院總體部
同時(shí)，問天實(shí)驗(yàn)艙艙外還預(yù)留了1個(gè)擴(kuò)展暴露平臺接口和1個(gè)大型載荷掛點(diǎn)接口，支持在軌安裝擴(kuò)展暴露載荷平臺和大型掛接載荷。
問天實(shí)驗(yàn)艙還配置了能量粒子、等離子空間環(huán)境監(jiān)測有效載荷。
問天實(shí)驗(yàn)艙機(jī)械臂｜哈爾濱工業(yè)大學(xué)
問天實(shí)驗(yàn)艙外配置了一條作業(yè)范圍約5米的7自由度小機(jī)械臂，鎖掛在氣閘艙外與實(shí)驗(yàn)艙一同發(fā)射入軌。
問天實(shí)驗(yàn)艙機(jī)械臂示意圖｜航天科技集團(tuán)五院總體部
這條小機(jī)械臂可以實(shí)現(xiàn)高精度操作，主要用來照料艙外暴露應(yīng)用載荷。
小機(jī)械臂還可以與天和核心艙的大機(jī)械臂級聯(lián)組合使用，通過神舟十三號第一次艙外活動安裝的轉(zhuǎn)接件串聯(lián)后，運(yùn)動范圍可以達(dá)到15米，具有更大的任務(wù)靈活性。
大小機(jī)械臂級聯(lián)組合后示意圖｜航天科技集團(tuán)五院總體部
機(jī)械臂還可以輔助航天員進(jìn)行艙外活動轉(zhuǎn)移、在軌巡檢等任務(wù)。
航天員蔡旭哲在問天氣閘艙地面模擬器中訓(xùn)練｜中國航天員科研訓(xùn)練中心
問天實(shí)驗(yàn)艙配置了航天員開展艙外活動（EVA）的專用氣閘艙，這是中國空間站的主份EVA氣閘艙。
此前，神舟十二號和神舟十三號任務(wù)中多次開展的艙外活動，航天員都是通過天和節(jié)點(diǎn)艙作為氣閘艙進(jìn)出空間站的。但如此一來，在進(jìn)行艙外活動的過程中，天和核心艙內(nèi)的航天員前往載人飛船的應(yīng)急通道就會被阻斷。
問天氣閘艙完成在軌功能測試后，天和節(jié)點(diǎn)艙的氣閘艙功能將轉(zhuǎn)為備份，從根本上避免了上述應(yīng)急通道被阻擋的情況。
神舟十四號航天員乘組在中性浮力水槽進(jìn)行艙外活動訓(xùn)練｜中國航天員科研訓(xùn)練中心
神舟十四號飛行乘組在任務(wù)期間預(yù)計(jì)將使用問天氣閘艙開展2至3次艙外活動。
問天實(shí)驗(yàn)艙與天和核心艙前向口對接后，航天員將進(jìn)入艙內(nèi)開展一系列解鎖、測試、試驗(yàn)等工作。此時(shí)，空間站組合體為“一”字構(gòu)型。
對接問天實(shí)驗(yàn)艙后，空間站組合體為“一”字構(gòu)型 |CMS
之后，問天實(shí)驗(yàn)艙將轉(zhuǎn)移至節(jié)點(diǎn)艙Ⅳ象限的停泊口，為夢天實(shí)驗(yàn)艙的到來空出前向?qū)涌凇?/p>
轉(zhuǎn)位過程將使用實(shí)驗(yàn)艙對接口上方配置專用的2自由度轉(zhuǎn)位機(jī)械臂完成。核心艙的大機(jī)械臂也具備輔助艙段轉(zhuǎn)位的能力，在轉(zhuǎn)位機(jī)械臂故障時(shí)作為備份方案。
問天實(shí)驗(yàn)艙轉(zhuǎn)位過程示意圖 |楊宏
轉(zhuǎn)位完成后，實(shí)驗(yàn)艙將與節(jié)點(diǎn)艙再對接，組合體變成“L”構(gòu)型。Ⅳ象限停泊口也將是空間站運(yùn)營期間問天實(shí)驗(yàn)艙的永久停泊端口。
問天實(shí)驗(yàn)艙加入中國空間站組合體后，神舟十四號乘組還將在今年10月迎來中國空間站的下一個(gè)艙段——夢天實(shí)驗(yàn)艙。到那時(shí)，中國空間站將完成現(xiàn)階段規(guī)劃的三艙組合體在軌建造任務(wù)。
中國空間站三艙組合體示意圖，左為問天，右為夢天｜CMS
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一個(gè)AI：從大開間變成兩居室啦！三室一廳還遠(yuǎn)嗎？
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