7月24日，我国空间站建造阶段首个实验舱——问天实验舱成功发射至预定轨道，承担本次发射任务的长征五号B遥三运载火箭，是目前我国近地轨道运载能力最大的火箭，由中国航天科技集团有限公司所属中国运载火箭技术研究院抓总研制。作为长五B的乘客，问天实验舱享受到了“头等舱、坐沙发、吹空调”的待遇。

摄影：于翔、史啸、高文豪

　　“头等舱”空间更宽敞

　　“我们根据问天舱外形包络情况，重点开展了罩内许用空间安全分析。”火箭院长五B遥三火箭结构总体设计师王乾介绍，问天实验舱是我国目前发射的重量最大、包络尺寸最大的载荷。“为保证问天舱的对接安装，我们也在整流罩、载荷支架、仪器舱的多余物清洁方面做了很多工作。确保在火箭飞行和分离动作过程中，不产生多余物。”

　　生产初期，研制团队采用三维视觉扫描等技术，对整流罩以及问天实验舱的尺寸精准仿真，反复详细校核，确认了关键位置的安全间隙，确保在飞行、分离的过程中，舱体享有足够的空间，不会在飞行过程中贴近整流罩。

　　完美的布局设计能让空间更宽敞。研制人员对整流罩内仪器线缆布局进行了重新优化，比如取消部分插头以提高整流罩分离可靠性；优化传感器和天线位置提升安全性、操作性；将发射保障必须使用的功能设备放置于操作口附近，便于随时更换、测试等。“通过这一系列的优化设计，不仅提高了分离动作的可靠性，减少合罩过程中不必要的操作，也让罩内布局更加精致宽裕，让‘乘客’更加舒适。”王乾说。

　　坐着“沙发”上太空

　　以往，我国卫星、飞船等航天器在分离时，通常采用包带分离或点式分离装置。但火箭院产品化副主任设计师孙璟表示，空间站舱段这类“乘客”具有大、高、重等特点，包带无法固定住这种庞然大物；点式分离在规模较大的应用中，可靠性会有所降低。为了让舱段安全“下车”，研制团队经过近10年的努力，研制了一项新的舱箭分离装置，既能“绑”得住大直径的空间站舱段，又能快速、可靠、无污染分离。

　　但在分离试验时，却发现新型分离装置对分离面的瞬间冲击高达3万个重力加速度，这相当于重量1吨的汽车以每小时100千米的速度撞向墙面时所产生的冲击力。空间站舱段有许多陶瓷、光学器件，对冲击的感受尤为敏感，这种量级的冲击，有可能损坏较脆的零部件。

　　为保证问天实验舱安全“到站下车”，能够迅速耗散动能的“沙发”座椅被设计出来，其引入了颗粒阻尼等新技术，让分离冲击在颗粒体的摩擦和碰撞中，迅速地耗散动能，降低冲击达10倍左右，做到了国际最优。

　　湿热环境下“吹空调”

　　长五B“腰身”粗、“个头”大，“肚子”里满满的“深低温”液氧液氢燃料占火箭体重的90%以上。大暑刚过，文昌航天发射场的气候格外湿热，推进剂加注完成后，长五B表面会凝结大量的冷凝水，这考验着火箭的防水性能。

　　为了保障问天实验舱处在适宜的温湿度环境下，型号团队为它配备了“空调房”——能保持常温干燥空调送风的超大整流罩，有上下两路送风口，并设计有排水罩、倒水孔，能持续确保罩内的温湿度条件舒适。

　　面对火箭飞行过程中要承受的恶劣热学环境、力学环境和噪声环境，长五B火箭整流罩采用流线型的冯·卡门曲线外形，头锥高度达到5米以上，能够大大降低火箭在大气飞行中的气动加热，保障整流罩内外温差较小。同时，设计人员在整流罩外侧粘接具备优良的隔热效果的软木，能有效减小因气动加热引起的罩内温度升高，避免问天舱在穿越大气层时遭受炙烤。