7月24日14时22分，长征五号B遥三运载火箭在文昌航天发射场，将我国空间站问天实验舱精准送入预定轨道。7月25日3时13分，问天实验舱成功对接于天和核心舱前向端口，这是我国空间站有航天员在轨驻留期间首次进行交会对接。7月25日10时03分，神舟十四号飞行乘组成功开启问天实验舱舱门，顺利进入问天实验舱。

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。

9月2日在北京航天飞行控制中心拍摄的神舟十四号航天员刘洋（左）结束出舱任务正在返回的画面。

新华社发（李杰摄）

比天和核心舱更高、更大、更重

中国空间站问天实验舱全长17.9米，直径4.2米，发射重量23吨，“体型”大致相当于一节地铁车厢，是全世界现役在轨最重的单舱主动飞行器。

对在轨的3位航天员来说，问天实验舱的到来可谓是“新房上线”。结构上，问天实验舱由工作舱、气闸舱及资源舱3部分组成。其中，工作舱用来完成科学实验，气闸舱用来支持太空出舱，资源舱用来储备上行物资。

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。这里，还是航天员的生活工作场所。完成对接后，中国空间站的“床位”数增加到6个，静候神舟十四号、神舟十五号两乘组6名航天员的“太空会师”。

问天实验舱的一大特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。出舱气闸外面的方形外壳，是舱外暴露实验平台，上面配置了22个标准载荷接口。未来，空间站搭载的科学实验载荷，可以通过机械臂精准“投送”到自己对应的标准载荷接口位置，“即插即用”，航天员不需要出舱进行人工操作了。

实施精准“投送”的机械臂，是问天实验舱携带的一套5米长的“小臂”。这套机械臂小巧、精度高，方便抓取中小型设备，进行更为精细的操作。“小臂”还可以与核心舱的“大臂”联成15米长的组合臂，便于覆盖空间站的各个位置，开展更多舱外操作。届时，组合臂能够在空间站天和、问天、梦天三舱组合体之间活动，能控制的舱外范围更大。

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138平方米。为了让“柔性翅膀”24小时不间断追踪太阳，保持最高状态的发电效率为空间站保障用电，问天实验舱首次采用了太阳翼双自由度同时转动，确保每一缕阳光都垂直照射在太阳翼上。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。

神十四乘组首次出舱

9月1日18时26分，中国空间站上的神舟十四号乘组航天员陈冬成功开启问天实验舱气闸舱出舱舱门。至19时09分，航天员陈冬和刘洋成功出舱。

9月2日0时33分，经过约6小时的出舱活动，航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲密切协同，完成出舱活动期间全部既定任务，陈冬、刘洋安全返回问天实验舱，出舱活动取得圆满成功。此次是航天员首次从问天实验舱气闸舱出舱、由小机械臂辅助实施的出舱活动。

航天员出舱活动期间，天地间周密协同、舱内外密切配合，先后完成了问天舱扩展泵组安装、问天舱全景相机抬升、舱外自主应急返回验证等任务，全过程顺利圆满，检验了航天员与小机械臂协同工作的能力，验证了相关支持设备的功能性能。

在中国空间站时代之前的出舱活动中，连接航天员与空间站的“生命线”——安全系绳长度有限。例如神舟七号航天员翟志刚完成我国首次太空出舱活动时，使用的是固定长度的系绳，其有效长度仅1米多。但在空间站建造任务中，航天员要完成空间站设备安装、检修等出舱任务，出舱范围更大、操作难度更高、安全要求更严格，需要长度更长且可伸缩的安全系绳机构。

为此，研制团队研发了适用于空间站出舱任务的新型可伸缩安全系绳机构。这种安全绳能保证航天员与空间站舱体间超过10米的安全连接，又不会对航天服产生钩挂和干涉航天员的运动，还要经受住太空中近200℃大温差、空间辐照、空间粒子等恶劣环境考验。同时，考虑到人机工效学的要求，产品还可以实现恒力输出，以保证其收放力不对航天员运动产生影响。

空间生命科学研究的主要场所

问天实验舱携带8个实验机柜、22个舱外载荷适配器，仿佛把一个大型科学实验室搬到了太空。航天员出了“卧室”就能“上班”，可以在太空开展大规模的空间科学实验。

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。通过这些科学项目的实施，关注生命生长发育和人的健康，探索人类长期太空生存所面临的一系列科学问题。

作为空间站内进行空间生命科学研究的主要场所，问天实验舱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。

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”。

按照任务时间表，中国空间站的另一个20吨级的航天器——梦天实验舱将在今年10月择机发射。到那时，天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱三舱将形成“T”字基本构型，中国空间站在轨建造将最终完成。

来源/人民日报、科技日报

延伸阅读

空间站水稻“生长状态良好”

随着重返月球、登陆火星、建立月球或火星基地成为人类空间探索的重要目标，各国科学家都在为长期在太空生存做粮食准备。

正是在这种背景下，空间站种水稻等一系列太空种植实验应运而生。2022年7月24日，我国空间站问天实验舱成功发射。7月28日，载有实验样品水稻种子的实验单元，被航天员安装至问天实验舱的生命生态通用实验模块中，7月29日正式启动实验。

目前，高秆水稻幼苗已长至30厘米左右高，矮秆水稻也有5-6厘米高，生长状态良好。待后续成功结出种子后，将由航天员采集样品、冷冻保存，最终随航天员返回地面进行分析。

人类已成功在太空收获油菜、小麦、豌豆等

公开资料显示，1982年，礼炮7号空间站的温室中种植了拟南芥，并第一次实现了从种子到种子的太空种植。拟南芥是双子叶、长日、十字花科植物的代表，很多蔬菜，比如青菜、油菜等都属于十字花科，因此这一进展对太空种菜意义非凡。

1997年，“超矮小麦”在和平号空间站中首次完成了从种子到种子的实验。人类太空生存的“主食”保卫战告一大捷。

早期人们的空间植物培养实验主要目标是如何在空间环境中养活植物，今天科学家的研究重点逐渐扩展至种子生产研究。

目前，只有油菜、小麦和豌豆少数几种作物在空间完成了从种子到种子的实验。同时，在空间条件下，植物开花时间延迟、开花数目少、种子结实率低和种子质量下降等问题仍然没有克服。因此，此次问天舱的水稻等相关实验，主要致力于研究开花调控的分子机理。

“太空味道”飞入寻常百姓家

太空种植只是太空农业的一角，科学家还期待利用空间环境育种，为地球作物改良品种。

科学家通过飞行器把地球种子送上太空，利用太空高真空、微重力、空间射线等条件诱发其遗传基因发生改变，回到地面，再想办法将那些好的改变“固定”下来，从而改良农作物品种的特定性状。

通过这种方式，我国1987年第九颗返回式卫星搭载着精挑细选的小麦、水稻、青椒等百余个品种的农作物种子，顺利完成了我国首次航天育种“太空之旅”。

经过30多年的实践，航天育种成果层出不穷，我国通过航天育种已筛选新材料1200多份，培育出新品种260多个，不少科研成果已经从实验室搬到了普通人的餐桌上。

我国在20世纪90年代已经实现了水稻、小麦等作物航天育种品种的产业化。比如华航31号水稻经过空间诱变后，产量提升了约10%，成为广东省农业主导品种。而北京市场约30%的草莓则是“航天草莓”。

来源/中国青年报