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梦天实验舱作为中国空间站“天宫”三大舱段的梦天收官之作，也是实验上海上海实验室科学实验支持能力最为强大的核心模块。要在长17.88米、舱获直径4.2米的科技紧凑空间内，兼顾大规模科学实验支持、进步高效货物进出舱等多重复杂需求，等奖打造顶级挑战极大。航天为构建具备世界级科研能力的人年太空实验室，上海航天技术研究院团队历经12年技术攻关，太空突破多项瓶颈。梦天近日，实验上海上海实验室“空间站梦天实验舱关键技术及应用”项目正式荣获上海市科技进步奖一等奖。舱获 创新构型设计，科技确立国际领先优势梦天实验舱总设计师罗斌指出，进步这是等奖打造顶级上海企业首次承担国家重大专项载人航天工程飞行器的总体研制任务。从2010年项目启动至2022年发射成功，团队用12年时间诠释了责任与创新。
梦天实验舱整体构型 项目团队主要攻克三大技术难题： 罗斌分析道，国外空间站如俄罗斯“和平号”采用舱段堆叠，易造成设备遮挡；国际空间站采用大型桁架，虽视野开阔但建造复杂、周期漫长。 基于此，上海研发团队提出融合总体构型方案，有机整合工作舱、货物气闸舱、载荷舱和资源舱四大功能模块。在实验舱尾部设置对日定向装置与支撑结构，将太阳翼“架”出，宛如撑开一把巨型太阳伞。中国空间站形成T字组合体后，太阳翼有效受晒面积比例高达95%，显著减少了对舱外设备的遮挡，为科学实验平台提供了开阔的工作视场与布局空间。 更为精妙的是其“双层嵌套”设计。在仅4.5米长的空间内，团队将载荷舱与货物气闸舱采用类似俄罗斯套娃的结构嵌套，并在载荷舱对天、对地两面设置大型开口及展开式实验平台。入轨后，展开式实验平台如巨窗般开启，一次性建成8个对地实验工位和16个对天实验工位，形成总面积达15平方米的3个科学实验平台。梦天实验舱通过单次发射、单一舱段即满足所有功能布局，综合效益达到国际领先水平。 货物支持能力超越国际空间站梦天实验舱内部集成了千余件设备、电缆束及管路，需同时满足失重环境下的人机工效、设备维修性、舱外航天服操作便利性等多重约束，实现布局最优化，难度极高。 为此，研发团队建立了基于航天员在轨操作优先准则的多约束布局优化设计方法，创新布局设计流程及评估体系。通过引入标准区域六面布局共用维修空间，对电缆走向、分束及重量进行三维全自动优化，并应用新型轻质材料，实现了布局综合效率的最优化。 应用上述方法后，梦天实验舱实现了航天员维护设备可操作率100%（无需拆移其他设备），科学实验载荷/质量比远超国外同类舱段。在有限空间内，成功集成了13个舱内科学实验柜、37个舱外科学实验工位及货物气闸舱。
梦天实验舱发射前完成总装，研制团队合影 团队在国际上首创“五位一体”科学实验支持体系，涵盖：货物自动进出舱、飞行器在轨释放、舱内载荷实验、舱外暴露实验、可变环境实验。其中，“货物自动进出舱”功能备受瞩目。团队研发了“轴进侧出”模式及多功能货物转移装置，最大允许货物尺寸为1.20米×1.15米×0.90米，承载能力达400公斤。与国际空间站货物气闸舱相比，其支持能力提升195%，达到国际领先水平。 多项国际首次太空实验落地2022年10月31日，长征五号B遥四运载火箭将重达23.3吨的梦天实验舱送入轨道。两天后完成交会对接，11月3日顺利转位停泊，标志着中国空间站T字基本构型在轨组装完成。 入轨以来，梦天实验舱已完成数十次货物在舱内外的自动转运部署。能量粒子谱仪、空间辐射生物学暴露实验装置等载荷被快速部署至舱外工位，年均使用频次超15次，大幅降低了航天员出舱任务的风险与频次。 根据中国载人航天工程办公室发布的2025年度《中国空间站科学研究与应用进展报告》，截至2025年12月，在空间生命与人体研究、微重力物理科学、空间新技术与应用三大领域，已在轨部署和实施265项科学与应用项目。在梦天实验舱的支撑下，中国实现了首次小鼠空间科学实验、国际首次空间站亚磁-微重力复合太空环境生物学研究、国际首次空间站管道检测机器人在轨试验等一系列开创性实验，为我国基础科学研究和前沿技术探索提供了极具价值的科学数据。
2023年9月21日，中国航天员在梦天实验舱为学生演示多种太空实验。新华社发 报告显示，2025年度在轨科学与应用项目获取科学数据超过150TB。海量数据背后，凝聚着上海航天人12年的艰辛付出，有力证明了中国不仅能建造空间站，更能打造孕育众多科技成果的卓越太空科研基地。
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