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2026年6月,中国载人航天工程办公室放出了《天宫TV》第十一季第二集。神舟二十三号乘组在轨拍摄了一段珍贵视频,头一回把梦天实验舱载荷气闸舱的完整操作流程亮给大伙儿看。
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视频里把全过程拍得清清楚楚。先从载荷装载开始,接着内舱门关闭,气闸舱泄压,然后外侧电动滑移舱门开启,载荷转移机构把实验装置推出舱口,舱外机械臂抓取安装,最后外门关闭、气闸舱复压。一整套动作行云流水。
这段视频值得仔细看。它展示的不止是一个舱门开关的过程,而是中国空间站最核心的太空物流系统的全貌。没有这个“货运港口”,很多舱外暴露实验根本玩不转,运营效率要打大折扣。
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梦天载荷气闸舱到底是啥?说白了就是空间站尾部专门开的一个“自动送货口”。它是目前全球在轨空间站里,唯一同时拥有大尺寸方形自动舱门、专属载荷转移机构,还能把气体收回来再用的专职货物气闸舱。设计师叫它“货运港口”,很形象。
梦天实验舱采用“舱中舱”设计,在舱段尾部嵌进一段长约1.8米、直径约1.1米的气闸段,内设两道方形舱门。
内侧是手动方形密封门,连着工作舱;外侧是弧形滑移式全自动电动外舱门,宽1.2米,打开就对着太空。
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这是中国载人航天史上头一回在轨使用电动舱门,也是全球迄今最大的货运气闸舱门。
别看只是一扇门,要在真空、高低温交变、强辐射环境里反复开合不漏气,技术含量相当高。
两道门中间布置着载荷转移机构。它能沿轴线前后伸缩,还能绕轴旋转0到90度,把工作舱里的实验载荷推入气闸舱,或者把舱外回收的载荷接回来,额定运送能力400千克,单次货物包络1.15米×1.2米×0.9米,大大超过国际空间站。
放眼全球,近似功能的装置,只有国际空间站(ISS)上面的日本希望号实验舱配了科学气闸舱,但那是圆柱形结构,内径约1米,最大通过包络仅0.64×0.83×0.8米,载荷质量上限约300千克,比咱们小一圈,一次只能容纳单个实验装置。更关键的是它没有载荷转移机构,得靠航天员手动定位、机械臂取放,自动化程度差一大截。
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美国2020年加装的Bishop商用气闸舱,内直径约1.65米,是ISS最大的通用气闸舱。但它主要用于立方星部署和商业容器进出,不与暴露实验平台对接,做不了长期舱外暴露实验。ISS其他气闸舱都是供航天员出舱用的,没有专门给货物设计的自动化通道。
中国这套载荷气闸舱投入使用,给空间科学实验打开了一扇方便之门。没有它,每次舱外暴露实验的部署回收都要航天员出舱操作,风险大、耗时长,一次流程下来大半天,能安排的实验数量很有限。
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现在有了载荷气闸舱和自动转运设备,舱外暴露实验实现了常态化轮换。想换实验走一套自动化程序就行,装置该出去就出去,该回来就回来,节奏由科学家和乘组说了算。
什么样的实验非得把样品暴露在宇宙空间里?除了已知的月壤砖,这次还展示了生物学暴露实验。装置搭载纳米酶样品、放线菌菌株和植物种子,考察长期舱外辐照与高真空环境下,生物大分子保护机理、微生物适应性进化及植物遗传变异的影响。
这类实验早年靠返回式卫星和飞船做过,但那时不具备真正舱外暴露条件,周期还严重受限。飞船飞十几天就得回来,样品根本待不长。如今空间站能提供近乎无限的暴露时间,科学家可以放开手脚,不再被返航时间表捆住。
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梦天载荷气闸舱的价值远不止“把大东西送出去”。这意味着运营方式变了,从啥事都靠航天员出舱,变成“有人值守加自动载荷吞吐加机械臂协同”的新打法。航天员不用再干重复的载荷搬运和舱外拆装,可以专注复杂维修、新设备安装和实验监控,人干精活,机器干粗活。
载荷转运交给机械设备执行,人出错的可能小了,出舱风险也降了。乘组在轨时间宝贵,把人从重复劳动里解放出来,就是在放大空间站的科研产出。
还有一点容易被人忽略。梦天气闸舱配有气体复用系统,开门前会把舱内气体收集存好,不是白白排到太空。一立方米气体从地面运上来成本不菲,积少成多,一年省下的量很可观。自动化还减少了不必要出舱,舱外航天服多穿几回,延寿就是省钱。
展望未来,中国空间站将从“T”字三舱扩展为“十”字构型,远期还可能演化为六舱组合的“干”字结构。新核心舱前方节点舱还能再加挂两个科学实验舱,空间站在轨道上不断扩大规模。
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这么大的空间站必然承担更多舱外暴露实验,气闸舱使用频率只会越来越高。到时候不光梦天运转压力加大,暴露平台容量也可能不够用,排队等位置的实验越来越多,再增加一个载荷气闸舱是顺理成章的事。
哪怕只增加一个,中国空间站也将成为全球空间暴露实验能力最强的平台,攒下的大量科学数据,将让中国在空间科学领域稳稳走在前列。梦天载荷气闸舱这套太空物流系统,就是中国空间站稳站十年以上的关键底牌,越用越值钱。
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