7月24日，問天實驗艙在中國文昌航天發射場發射升空，這是我國空間站建造階段三個艙段中的第二個艙段，也是中國空間站的首個實驗艙。中國空間站“問天實驗艙”是當今世界現役最大單體載人航天艙段，其發射質量23噸，軸向總長17.9米，艙體最大直徑4.2米，較之“天和”重量和長度都創造了單體載人航天器的“歷史記錄”。
問天艙分為工作艙、氣閘艙、資源艙三部分，不僅配置了與“天和”一樣的航天員在軌生活的居住區和生活區，充分滿足航天員的“吃穿住行”。
此次“問天”任務，中國航天科技集團有限公司五院510所（以下簡稱510所）研製的艙外投光照明子系統、照明設備等一系列火爆“單品”，將乘坐“問天”到達宇宙深處，發揮探索浩瀚星空的重要作用。
太空實驗室的艙外“照明燈”——艙外投光照明子系統
當前，神舟十四號乘組的3名航天員正在中國空間站執行任務，“問天”的到來也意味着中國空間站首次在有航天員的狀態下迎接航天器的來訪，這又將是一個見證歷史的重要時刻。
後續航天員還將首次從問天實驗艙氣閘艙出艙，艙外活動的開展離不開“照明燈”，而510所研製的艙外投光照明子系統將會發揮重要作用。艙外投光照明子系統屬於複雜的艙外機、電、光一體化設備，由投光燈單元、雲台機構、無源展開機構及控制器組成，依靠多自由度雲台的方位角度、俯仰角度動態特性提供空間站艙外的動態照明、伴隨照明，用於支持航天員出艙活動和監視攝像。該設備在“問天”發射時為機構摺疊壓緊狀態,在軌之後將轉換為機構展開到位並鎖定狀態。該設備雲台的轉動範圍大，能實現“太空實驗室”艙外不同照度需求下的亮度調整，並具備在軌維修功能。
圖為艙外投光照明子系統-雲檯燈。
為適應艙外環境，如紫外輻照、總劑量輻照、原子氧輻照等，510所“艙外投光照明子系統”的研製團隊分別從材料、工藝、結構設計等幾個方面開展攻關，在經歷了一次次的失敗，一次次的重來之後，成功攻克了四大關鍵技術，設計出了能夠抵禦空間輻照的燈體結構以及光學照明系統，順利通過了特殊空間環境地面試驗，保證了在軌長時間高效率工作。其可在軌維修更換功能也是經歷了多輪迭代優化設計，才得以實現的。510所研發的“艙外投光照明子系統”在“太空實驗室”建成后將不僅為航天員長期在軌駐留及開展艙外維修、科研活動提供良好的照明，也為出艙活動任務提供了美輪美奐的光影效果，我們看到的每一張“太空大片”都是通過它的默默打光得以呈現的。
圖為艙外投光照明子系統-雲台控制器。
航天員的艙內“太空家居”照明體驗——照明設備
空間站是長期在軌駐留的載人飛行器，航天員在艙內工作、生活及出艙活動都離不開照明設備。510所承擔了“問天實驗艙”大部分照明產品研製工作，配套照明類產品共計7種，36餘台/套。其中全新設計的照明產品主要包括情景照明產品、便攜照明產品和艙外泛光照明產品。
艙內情景照明產品包括通道照明、生活照明、閱讀照明、維修用頭燈、照明控制器等5類20餘台產品。這是我國首次在空間飛行器上應用情景模式可調照明技術，也是全球首次在大型載人航天器內部全範圍應用情景照明技術。由於航天員長期在軌生活，以前載人飛船單一的照明模式會造成航天員工作效率降低，生物鐘紊亂以及睡眠障礙等問題，情景照明產品通過對色溫、亮度、照明區域的可控調節，可解決上述問題。照明模式可精確到工作模式、就餐模式、娛樂模式、睡眠模式等；照明區域也可細分為工作區、生活區、閱讀區、維修區等；操作方式包括手持移動設備Wi-Fi無線控制、照明開關板有線控制等，這些設計都極大地提升了航天員在軌工作、生活的便利性和舒適性。
空間站便攜照明設備主要用於艙外精準維修照明和艙內母線掉電時航天員轉艙或逃逸的應急照明，目前在國外空間領域並無同類產品。便攜照明設備滿足了在艙內、艙外工況下連續工作6小時的苛刻需求，也是國內首次將鋰電池應用於艙外便攜式產品設計中。針對鋰電池短路可能導致的起火、爆炸問題，510所研製的“便攜照明設備”採取了多項技術，確保了鋰電池空間應用的可靠性。
圖為問天艙照明設備。
艙外泛光照明提供航天員出艙時行走路徑上的輔助泛光照明以及艙外攝像照明。是我國首次在軌應用的艙外空間環境長壽命照明產品。它的研製攻克解決了空間電離總劑量輻照環境、紫外輻照環境、原子氧腐蝕環境長時間耐受的技術難題，讓航天員在地球的陰影區也能正常進行艙外活動。除此之外，問天艙照明產品還有報警燈、專用照明燈、專用照明控制板等特殊場景燈具，它們共同構建了一個明亮、舒適的中國空間站光環境。
在空間站“問天”發射任務中，510所繼續發揮自身技術優勢，集全所科研力量再次出擊，用科技創新精神引領科研工作，以腳踏實地團結協作的品格，為我國航天事業的空間站建設貢獻了屬於510所的磅礴力量。
（受訪者供圖）