2023年9月21日下午3時45分，面向全國青少年的中國空間站天宮課堂第四課準(zhǔn)時在夢天實(shí)驗(yàn)艙開課,，主講人是神舟十六號乘組03航天員桂海潮,，02航天員朱楊柱協(xié)助，01航天員景海鵬攝像,。

就“9月21日”開課時間來看,，顯然是為了紀(jì)念三十一年前，代號為“921”的載人航天工程立項上馬,。

在這三十一年時間里,，載人航天工程如期實(shí)現(xiàn)了三步走戰(zhàn)略規(guī)劃,，先后突破了載人天地往返、多人多天,、航天員出艙行走,、空間交會對接、燃料在軌補(bǔ)加,、航天員中期駐留,、空間站在軌建造、大型組合體長期穩(wěn)定運(yùn)行等一系列核心技術(shù),，成為當(dāng)今世界唯一獨(dú)立擁有一座空間站的載人航天強(qiáng)國,。

伴飛小衛(wèi)星拍攝的天宮二號與神舟十一號組合體

太空授課看起來只是將課堂搬到了天上，然而要想做到這一點(diǎn)確實(shí)是比登天還難,，首先這個國家必須是個大國,，還得是航天強(qiáng)國，還必須是載人航天強(qiáng)國,，而放眼全球能獨(dú)享一座空間站進(jìn)行太空授課的就只有中國,，這也是中國青少年的榮光。

天宮課堂直播開始的第一幕畫面是由天和核心艙的艙外全景攝像機(jī)b拍攝,，首先映入眼簾的便是較為完整的空間站艙外畫面,，最上方向遠(yuǎn)處延伸的艙體是天和核心艙，中間呈豎直姿態(tài)對接的是與節(jié)點(diǎn)艙第一象限徑向端口對接的神舟十六號載人飛船,，右側(cè)大型艙體是問天實(shí)驗(yàn)艙,，左側(cè)大型艙體就是此次太空授課的場地——夢天實(shí)驗(yàn)艙。

可以看到此次太空授課的環(huán)境相當(dāng)整潔,，與以往看到堆滿貨包的畫面不太一樣,，話說此前天舟五號貨運(yùn)飛船已經(jīng)撤離空間站并再入大氣層銷毀,，空間站整體可用空間是減少了,，夢天實(shí)驗(yàn)艙的貨包應(yīng)該是暫時存放在其它艙段。

三十多年來,，我國載人航天工程一直以來有這么一句話,，就是“載人為建站，建站為應(yīng)用”,，也就是說,，我們發(fā)展神舟載人飛船是為了服務(wù)空間站的建造與運(yùn)營，而建造空間站則是為了科學(xué)應(yīng)用,，中國空間站的夢天實(shí)驗(yàn)艙聚焦的就是“科學(xué)應(yīng)用”,。

得益于技術(shù)的進(jìn)步，很多平臺控制設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)小型化,，在這個基礎(chǔ)上通過優(yōu)化設(shè)計,，天和核心艙這個空間站主控艙段也布置了3臺科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜,，這是人類以往空間站核心艙所沒有實(shí)現(xiàn)的能力。

問天實(shí)驗(yàn)艙的主責(zé)主業(yè)也是科學(xué)實(shí)驗(yàn),，但也備份了天和核心艙的平臺控制功能設(shè)備,，同時還有空間站的主份人員氣閘艙，該艙段有8臺科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜,。

夢天實(shí)驗(yàn)艙就不同了,，它是完全聚焦科學(xué)實(shí)驗(yàn)，布置的科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜數(shù)量最多,。

神舟十二號航天員劉伯明介紹天和核心艙的科研機(jī)柜

問天實(shí)驗(yàn)艙安裝控制力矩陀螺,，此裝置也是備份核心艙平臺控制功能的設(shè)備。

中國空間站當(dāng)前規(guī)模雖然是百噸級,，但科研設(shè)備占比已經(jīng)超過了400噸級的所謂國際空間站,，之所以加上“所謂”一詞，是因?yàn)閲H空間站名不副實(shí),，名為國際實(shí)則是門戶有別,，各參與國在國際空間站上占據(jù)的科研機(jī)柜數(shù)量不同，在這種情況下進(jìn)行對比,，事實(shí)上,，中國所掌握的在軌科研資源的量級已經(jīng)居于世界第一。

夢天實(shí)驗(yàn)艙密集布置的科學(xué)實(shí)驗(yàn)機(jī)柜

夢天實(shí)驗(yàn)艙的貨物氣閘艙

夢天實(shí)驗(yàn)艙除了擁有最大量的實(shí)驗(yàn)機(jī)柜,，還配置有尺寸規(guī)模及能力居于世界第一的貨物氣閘艙,。

夢天貨物氣閘艙進(jìn)出艙貨物最大尺寸是900mmX1150mmX1200mm，國際空間站的日本希望號實(shí)驗(yàn)艙的貨物氣閘艙進(jìn)出艙貨物最大尺寸則是576mmX830mmX800mm,，兩相對比,，顯然我們進(jìn)出艙貨物尺寸更大，尺寸規(guī)模甚至達(dá)到了米級,。

別小看了進(jìn)出艙貨物尺寸的大小差異,，其所體現(xiàn)的是總體結(jié)構(gòu)、艙門設(shè)計與制造工藝的差別,。

國際空間站的貨物氣閘艙

中國空間站夢天實(shí)驗(yàn)艙氣閘艙有兩道艙門,，天宮課堂直播畫面中的大型矩形艙門是內(nèi)艙門，還有一道隔絕艙內(nèi)外空間的外艙門,，外艙門關(guān)閉,，內(nèi)艙門開啟，此時可以將出艙載荷安裝在轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)上,，然后內(nèi)艙門關(guān)閉,，貨物氣閘艙泄壓，當(dāng)艙內(nèi)外壓力平衡時,，呈弧形狀的外艙門滑移開啟,，轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)將載荷轉(zhuǎn)移至艙外,，再由機(jī)械臂抓取載荷安裝至艙外載荷掛點(diǎn)。

夢天實(shí)驗(yàn)艙貨物氣閘艙結(jié)構(gòu)圖

轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)攜出艙載荷進(jìn)入貨物氣閘艙

轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)調(diào)整至外艙門一側(cè)

航天員關(guān)閉貨物氣閘艙內(nèi)艙門

外艙門開啟,，貨物出艙,，機(jī)械臂準(zhǔn)備捕獲抓取。

機(jī)械臂抓取出艙載荷

上述流程反向操作,，也可實(shí)現(xiàn)艙外載荷自動進(jìn)艙,，這個功能也很科幻。

天宮課堂第四課的內(nèi)容很豐富,，除了夢天實(shí)驗(yàn)艙介紹與天地互動環(huán)節(jié),，有球形火焰實(shí)驗(yàn)、奇妙“乒乓球”實(shí)驗(yàn),、動量守恒實(shí)驗(yàn),、又見陀螺實(shí)驗(yàn)四個實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，其中球形火焰實(shí)驗(yàn)的風(fēng)險系數(shù)最高,，我們的空間站,、航天員能從容地進(jìn)行這項科普實(shí)驗(yàn)，體現(xiàn)了在技術(shù)層面的高度自信,。

在空間站艙內(nèi)點(diǎn)火,，當(dāng)然我們也做了充分的準(zhǔn)備，比如點(diǎn)燃火柴時,，桂海潮手中有濕巾隨時可以掐滅火焰,，在空間站由于重力環(huán)境與地面不同，所以熄滅火柴的方法與地面也有所差異,。

球形火焰實(shí)驗(yàn)的風(fēng)險點(diǎn)就是實(shí)驗(yàn)本身,，五十六年前阿波羅一號任務(wù)的教訓(xùn)還歷歷在目，維吉爾·格里森,、愛德華·懷特,、羅杰·查菲三名宇航員在一次例行測試任務(wù)中遭遇了前所未有的挑戰(zhàn)，指令艙起火,，最終導(dǎo)致三名宇航員葬身火海,，當(dāng)時指令艙內(nèi)的空氣是純氧環(huán)境,，又有大量易燃織物,，加上電路短路起火，后來人們吸取教訓(xùn),，載人航天器不再使用純氧環(huán)境,，而是用與地面相同的大氣環(huán)境。

阿波羅一號指令艙（返回艙）

談到阿波羅一號,，就不得不提到我們的神舟七號出艙任務(wù),，當(dāng)時執(zhí)行出艙任務(wù)的航天員是翟志剛與劉伯明,，留守返回艙的航天員正是如今已四度飛天，在天宮課堂第四課中承擔(dān)攝像任務(wù)的神舟十六號乘組指令長景海鵬,。

彼時,，當(dāng)?shù)灾緞傎M(fèi)盡九牛二虎之力打開出艙艙門后，將身體探出艙外時,，軌道艙突然響起了火情報警,，翟志剛說，當(dāng)時第一反應(yīng)是頭皮都發(fā)涼,，劉伯明對翟志剛說,，對于我們乘組來講，對于你我來講,，其實(shí)個人的生死跟國家民族大義相比,，輕如鴻毛。

兩名出艙航天員對留守返回艙的景海鵬說,，如果有著火的趨勢,，你要把我和志剛所在的軌道艙要把它分離出去。（分離之后,，軌道艙兩名執(zhí)行出艙任務(wù)的航天員就只剩犧牲一條路可走,。）

景海鵬說，那個時候含著眼淚,，我說不可以,，我也不會這么做，如果說把你們倆留在天上,，我一個人回去了,，我怎么面對大家，絕對不可能,。

兩名出艙航天員經(jīng)過短暫溝通后,，決定更改出艙流程，原本應(yīng)該先將艙外實(shí)驗(yàn)載荷拿回艙內(nèi),，再展示國旗,，他們決定先展示國旗，即便最終出艙任務(wù)不成功,，也要讓五星紅旗閃耀太空,。

事后原因查明，是軌道艙誤報的虛警,，包括軌道艙出艙艙門由于殘存壓差導(dǎo)致的難打開問題,，這些經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的積累與總結(jié)，才是載人航天工程從勝利走向勝利的基石,。比如,，如今中國空間站氣閘艙出艙艙門配置有專用助力手柄,，就是對應(yīng)神七當(dāng)年出艙艙門難打開問題。

中國空間站氣閘艙出艙艙門助力手柄

“我已出艙,，感覺良好”,，當(dāng)?shù)灾緞傉f出這句經(jīng)典的出艙開場白時，其實(shí)他們正在承受著前所未有的壓力,。兩彈一星精神孕育的載人航天精神一脈相承,，為祖國無私奉獻(xiàn)的品質(zhì)是刻入航天人的基因里的。

經(jīng)歷過神舟七號出艙任務(wù)如今又是神舟十六號指令長的景海鵬,，當(dāng)他在中國空間站內(nèi)看到球形火焰實(shí)驗(yàn)時,，想必也會有苦難輝煌的感想。

如今的中國空間站在前人總結(jié)積累的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了大踏步跨越式發(fā)展,，下一站,，我們的目標(biāo)是：載人登月。