天和一号核心舱太阳翼可在轨转位至此处安装
天和核心舱太阳翼完成在轨转移后的天宫空间站构型
紧贴资源舱外表面安装的“箱板结构”是收拢起来的实验舱大型柔性太阳翼 , 该太阳翼采用二次展开设计 , 入轨后先行解锁一次展开 , 展开方式与核心舱太阳翼类似 , 独立运行期间进行单自由度运动对太阳指向 , 此时太阳翼依托短桁架运行于二四象限 , 目的是为了不干扰资源舱轨控发动机作业 。
问天实验舱太阳翼
实验舱太阳翼压紧安装构型示意图
待问天实验舱与天和核心舱前向对接口对接后 , 实验舱太阳翼二次展开到位 , 此时实验舱姿轨控动力系统不再作业 , 实验舱太阳翼可以依托短桁架进行双自由度运动对太阳指向 , 进一步提高太阳翼受晒率 。
实验舱太阳翼二次展开
实验舱太阳翼双自由度对太阳指向示意图
紧贴资源舱外表面安装设备除了柔性太阳翼 , 还有偏置中继天线 。 它可以与天和一号核心舱中继天线、梦天实验舱偏置中继天线融合作业 , 进而使得天宫空间站测控覆盖率达到近100% , 从而消除目前天宫空间站的几分钟测控盲区 , 届时只会在天线转换过程中出现以秒为单位计算短暂的测控中断 。
问天实验舱偏置中继天线
再向下看 , 紧挨着资源舱的是问天实验舱“人员专用气闸舱” , 完成实验舱转位组装后它将是天宫空间站的主份人员气闸舱 , 是在轨航天员进行出舱活动的首选场所 。 之所以选择该气闸舱为主份气闸舱 , 是因为该舱段位于实验舱加压密封舱末端 , 进行出舱行走时不会阻断其他舱段之间的交通 。
人员专用气闸舱及舱外暴露实验载荷接口
照片拍摄方向不能看到人员专用气闸舱的出舱口 , 因为这里是第三象限 , 出舱口在第一象限 , 在轨期间出舱口将朝向地球一侧 , 航天员由此进出舱时太阳光照干扰影响可以降至最低 , 这一点恰恰是天和一号核心舱气闸舱做不到的(该气闸舱出舱口朝向天顶方向 , 航天员受太阳光照干扰问题较为突出) 。
问天实验舱气闸舱出舱口
天和核心舱气闸舱出舱口朝向天顶一侧
“问天实验舱气闸舱”还可以与“天和核心舱气闸舱”形成互为备份的任务协作关系 , 这里的备份可以是出舱任务实施之前 , 也可以是出舱任务实施的过程中 。 例如 , 航天员由问天舱气闸舱出舱后 , 该气闸舱若出现故障 , 此时舱外航天员还可以自主转移至天和气闸舱回舱 。
舱外航天员可从不同气闸舱回舱
【天宫空间站第2个大型舱段亮相:问天号实验舱,有6层楼房高度】人员专用气闸舱外表面的方形装置是问天实验舱的外部暴露实验载荷接口 , 此处的暴露实验载荷可以由出舱航天员携带出舱安装 , 也可以由问天实验舱机械臂直接在舱外进行照料 , 同时也可以由梦天实验舱货物专用气闸舱转移出舱 , 再由机械臂转移至接口安装 。
问天实验舱机械臂安装位置
问天实验舱随舱上行携带了一部展开长度为5米的七自由度小型机械臂 , 从公布照片上目前还看不到 , 因为它的安装位置在人员专用气闸舱外表面一二象限交汇处 。 该机械臂承载力是3吨 , 虽然不及天和机械臂的25吨承载力 , 然而前者有着更高的操控精度 , 可以执行更为精细的作业任务 。
问天舱机械臂
问天舱机械臂还可以与天和机械臂进行级联组合 , 从而构成展开长度达15米的超长机械臂 , 依托后者的舱体爬行功能 , 可以实现空间站外表面全触达 。
天和机械臂与问天机械臂级联组合地面试验
双臂级联组合转接件
再向下看 , 与人员专用气闸舱接壤的是问天实验舱大柱段 。 从照片上看 , 该大柱段比天和一号核心舱大柱段略长一些 , 大概是因为问天实验舱的控制力矩陀螺没有像天和舱那样外置 , 而是内置于舱内 。
问天实验舱大柱段
问天舱控制力矩陀螺是天宫空间站姿态控制系统的重要备份装备 , 除此之外该舱段还将在能源管理系统、信息管理系统、载人环境系统等关键平台功能上进行备份 , 进而提高整站功能冗余能力 。
问天舱内置安装控制力矩陀螺(蓝色箭头标记处)
问天舱大柱段是科学研究机柜的主要安装场所之一 , 也是在轨航天员进行科研实验的主要场所之一 , 天宫空间站三舱合计可以安装多达25台科学研究机柜 , 实验设备占整站规模比值刷新了人类历史纪录 , 远高于国际空间站 。
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