2022年7月24日14时22分，搭载问天实验舱的长征五号B遥三运载火箭，在我国文昌航天发射场准时点火发射，约495秒后，问天实验舱与火箭成功分离并进入预定轨道，发射取得圆满成功。7月25日6时56分，问天实验舱与天和核心舱组合体在轨完成交会对接，10时21分，神舟十四号航天员乘组将进入问天实验舱，中国空间站喜迎“新居”。

此次发射的问天实验舱是中国空间站第二个舱段，也是首个科学实验舱。由工作舱、气闸舱和资源舱组成，主要用于支持航天员驻留、出舱活动和开展空间科学实验，同时可作为天和核心舱的备份，对空间站进行管理。

2022年7月24日14时22分，搭载问天实验舱的长征五号B遥三运载火箭，在我国文昌航天发射场准时点火发射

运载火箭长征五号B

运载火箭是航天事业的基石，决定了一国航天发展的能力上限。本次将问天实验舱送入太空的是长征五号B型火箭，该型火箭是在基本型的基础上扩展而来，核心目标就是服务于重型的天宫空间站发射任务，去年的天和核心舱也是用长征五号B发射上去的。

长征五号B型火箭全长约53.7米，芯一级直径5米，捆绑4个直径3.35米助推器，整流罩长20.5米、直径5.2米，采用无毒无污染的液氧、液氢和煤油作为推进剂，起飞质量约849吨，最大近地轨道运载能力约25吨，是目前我国近地轨道运载能力最大的火箭。

为满足入轨精度、分离安全等方面的更高要求，长征五号B火箭通过采用姿态控制增益优化和复合制导方法，提高了火箭姿态控制精度，降低了制导误差对精度的影响，使火箭在分离时处于最佳“姿态”和最准位置。同时，增加了2枚反推火箭，使火箭一级箭体可以及时避开空间站舱段的轨道面，提高了舱箭分离的安全裕度。

此外，长征五号B还应用了起飞时间修正技术，让火箭的控制系统可以自动计算偏差、调整目标轨道，最大修正时间为2.5分钟。“即使火箭没能完全按照预定窗口发射，只要在2.5分钟这个窗口时间里，都能通过后期的轨道修正精准完成入轨和交会对接。”航天科技集团一院长征五号B运载火箭副总师娄路亮说。

担任此次问天实验舱发射任务的是长征五号B遥三运载火箭

为提高火箭的可靠性，安全、精准地将问天实验舱送到目的地，型号队伍还对长五B进行了有针对性的“增肌瘦身”，在生产工艺等方面进行了30多项改进。而且随着发射次数增多，科研人员对火箭技术状态的认识也不断深入。此前，长五B在发射场的发射准备时间约为60天。本次任务进一步优化到了53天，为后续提高火箭发射效率、应对高密度常态化发射奠定了基础。

问天试验舱

问天实验舱由工作舱、气闸舱和资源舱三部分组成，舱体总长17.9米，直径4.2米，发射重量约23吨，比空间站天和核心舱更高、更大、更重，将为航天员提供专用的生活和工作场所。

问天实验舱的工作舱长达9米，是目前我国航天器中体型最大、承载最重的密封舱，也是世界第二大单密封舱体，这里是航天员的生活工作场所。工作舱的储物空间也不小，达60立方米以上。设计人员还在舱壁上设计了防护结构，使得密封舱能够在严酷的太空环境中坚固耐用、稳定运行。

实验舱的主要任务自然是进行各种科学实验，载人航天工程空间应用系统副总师、中科院空间应用中心研究员吕从民介绍，问天实验舱以生命科学和生物技术研究为主，在空间生命科学与生物技术、微重力流体物理、空间材料科学、空间应用新技术试验等领域规划部署了研究主题。

为此，问天实验舱内配置了生命生态实验柜、生物技术实验柜、科学手套箱与低温存储柜、变重力科学实验柜等科学实验设施，就像把一个大型科学实验室搬到了太空。其中，两个生命科学实验柜和变重力科学实验柜是开展科学实验的场所，科学手套箱为航天员对科学样品精细操作提供安全、高效支持，低温装置用于实验样品在轨存储。

此次发射的问天实验舱，长17.9米，最大直径4.2米

生命生态实验柜以多种类型的生物个体为实验样品，将开展拟南芥、线虫、果蝇、斑马鱼等生物的空间生长实验，揭示微重力对生物个体生长、发育、代谢的影响，促进人类对生命现象本质的理解，这意味着空间站里也会“种草”“养鱼”。在问天实验舱舱外，还部署了能量粒子探测器、等离子体原位成像探测器等，用于获取空间环境要素数据，为航天员健康、空间站安全运营提供保障支持，并用于空间环境基础研究。

除了完善的实验机柜，问天实验舱的另一大亮点是配置了全新的出舱气闸舱，这是未来空间站完全建成后航天员的主用出舱口。此前，航天员在天和核心舱只能通过节点舱实现出舱。节点舱作为空间站的交通枢纽，空间较小，航天员每次出舱前还需要关闭各个对接通道的舱门，进行大量准备工作。未来，气闸舱将成为航天员在空间站的主要出舱通道，一旦气闸舱出现问题，航天员还可以从作为备份出舱口的节点舱返回，确保出舱活动的安全。

新的气闸舱出舱口朝下，更为宽敞，航天员出舱更方便。而且与以往传统密封舱不同，气闸舱首次采用“外方内圆”的构型方案，视觉效果十分独特，是空间站系统唯一一个看上去是方形的舱体，里面则为圆柱状。平时气闸舱可支持舱外航天服贮存、在轨检测、航天员训练等。

与目前使用的节点舱相比，新的气闸舱空间更大，从原来的七八立方米增加到了十二三立方米，而且内部设计更加简洁，舱内只配置了与出舱相关的设备，没有其他管路电缆的羁绊，出舱口的舱门也更大，保护装置配备更齐全，航天员通过新的气闸舱进行出舱准备和舱外返回时，可以更舒展、更从容，出舱活动、开展舱外实验更为便利。由于出舱口变宽，航天员还能携带大个头的设备出舱工作，舱外工作能力大大提升。

在气闸舱外的暴露实验平台上，还配置了22个标准载荷接口。在空间站搭载的科学实验载荷，可以通过机械臂精准投送到自己对应的载荷接口位置，不再需要航天员出舱进行人工操作，既降低了航天员的工作强度和风险，又可以灵活高效支持舱外载荷试验。

为了更好地支持舱外作业，问天实验舱的气闸舱外，配置了一个5米长的小型机械臂。这套7自由度的机械臂小巧、精度高，最大负荷能力达3吨，虽然拖动能力小于核心舱的大机械臂，但方便抓取中小型设备，操作更为灵巧。既可以单独使用，也可以跟核心舱的大机械臂组合为15米长的组合臂，能在整个空间站不同舱段之间“爬行”，共同完成航天员的出舱、舱外设施照料、巡检等任务。

问天实验舱内的科学实验柜。（中国载人航天工程办公室、中国 科学院供图）

与天和核心舱相比，问天实验舱还具备更强的超万瓦级的供电能力、千兆级的信息传输能力。问天实验舱同时具备对空间站组合体的管理和控制功能，可以接管对空间站组合体的操作，从而在整体上提高空间站的可靠性。

问天实验舱配置的是目前国内研制的最大面积可展收柔性太阳翼，单翼全展开状态下最长达27米，展开面积可达110平方米。无论是展开面积还是供电能力，这对“翅膀”都达到了天和核心舱太阳翼的两倍之多。在太空运行中，问天实验舱的这对太阳能帆板能以最佳角度面向太阳，避免飞行过程中被其他舱段遮挡阳光。问天实验舱的每天平均发电量，能为空间站运行提供充足的能源，足够一个普通家庭用上一个半月。

结语

作为中国空间站首个科学实验舱，也是国家太空实验室的重要组成部分，问天实验舱将为航天员在轨工作生活提供更大空间，也为空间科学研究提供更大平台。在轨期间，问天实验舱除了进行大量的科学实验工作，还将按计划开展组合体姿态融合控制、小机械臂爬行和大小臂组合测试等在轨工作，并利用问天舱气闸舱和小机械臂进行航天员出舱活动等。