問天實驗艙入軌后，順利完成狀態設置，于7月25日3時13分，成功對接于天和核心艙前向端口，整個交會對接過程歷時約13小時。按任務計劃，神舟十四號航天員乘組隨后將進入問天實驗艙。更大、更強的問天實驗艙背后，航天科技集團五院多家單位為“問天”之路保駕護航。
打造舒適安全的“太空之家”
問天實驗艙在安裝通用電子設備的同時，艙內也安裝了更多的試驗載荷，而艙外更是布置了各種高熱耗的暴露試驗載荷。為避免問天實驗艙成為“大烤箱”，五院空間站問天實驗艙熱控團隊研制了一套目前國內最大的“太空空調”系統——包括量身定制的太空外衣、密閉隔艙內的風冷系統和遍布整艙的液冷系統。
“太空空調”的核心是遍布各個位置的液冷系統。熱控團隊為問天實驗艙研制了3套液冷系統，將各種設備和實驗載荷產生的熱量收集并輻射到外太空，可支持數千瓦級以上試驗載荷的散熱。同時，研制人員開發了大尺寸、高效界面導熱材料，兼顧了艙外載荷維修和導熱的雙重目的。
在艙體密封方面，五院空間站結構與機構設計團隊研發了高性能空間橡膠密封材料，針對大密封艙穿艙接口多、密封長度長的特點，制定了超低漏率的密封技術設計準則。在艙門密封關鍵部位設置了兩道、三道密封冗余環節，有效提高了密封可靠性。除此之外，艙體上還集成了結構健康監測系統，對艙體結構的健康狀態進行實時監控，進一步保障航天員駐留安全。
姿態控制有“神器”
此次問天實驗給空間站帶來了4個重達100多公斤的“大家伙“——控制力矩陀螺。中國空間站使用的是目前我國該類產品中最大的1500牛米秒控制力矩陀螺，將配備12臺，此前有6臺隨核心艙上天，1臺隨天舟四號上天，后續的天舟五號還會再“捎”上去1臺。多個控制力矩陀螺聯合使用，就可以使總重量超過100噸的空間站的姿態控制“坐如鐘、行如風”。
我國第一臺進入太空的是200牛米秒控制力矩陀螺，于2011年隨天宮一號上天，它的在軌應用是我國空間機電部件發展的一個里程碑，使我國成為國際上第三個掌握該技術的國家。空間站任務把控制力矩陀螺在中國航天器上的使用提高到了一個新高度。相比第一代產品，新研制的控制力矩陀螺控制精度甚至有10倍提升、響應帶寬有5倍提升，并具有精度高、響應快、壽命長、可靠性高等優點，可滿足我國未來數年內各類空間飛行器的姿態控制要求。
精雕細琢造“問天”
建造問天實驗艙，挑戰更多、難度更大，五院529廠工藝技術人員憑借技術創新開展了頑強的沖鋒，創新突破了工藝瓶頸，研發了系列關鍵技術，保證了問天實驗艙按節點高質量交付。
問天實驗艙的氣閘艙肩負著多種設備安裝的重任，對重要承力結構件的要求很高。為此，研制人員采用了承力能力更高的內外雙筋壁板結構。然而這一操作的成形實施難度很大，要求很高。研制人員開展了大量論證，進行了持續的數值仿真和試驗驗證，經過反復分析測試，設計出新型的模具并滿足了需求。
問天實驗艙的出艙艙門，其門框由焊接工藝連接，是典型的空間曲線焊縫，要求焊接變形小、質量高，以便于后續安裝艙門時的順暢和航天員在空間站中的使用。問天實驗艙產品焊接厚度增加，給焊接帶來了難度。研制人員采用空間曲線自動化焊接，設計了可柔性變化的焊接工裝，順利完成了密封艙艙門門框的焊接。
問天實驗艙結構的增大，艙壁加熱管路的數量進一步增加，對曲面貼合度提出了更高的要求。為此，研制人員創新提出了“柔性分區+整體成形”的技術手段，以管路三維曲面高精度制造，貼合在問天實驗艙艙體的內表面上，保證了艙壁加熱管路的制造需求。
打造通信傳輸“天路”
五院西安分院為問天實驗艙研制中繼終端、天線網絡以及儀表計算機應用軟件，為問天實驗艙的太空之旅全程護航。
問天實驗艙在進入太空后，中繼終端在第一時間開機。隨后，中繼終端與天鏈中繼衛星實現“太空握手”建立星間鏈路，搭建起從問天實驗艙到中繼衛星再到地面的“太空天路”。
問天實驗艙發射后，需精確定位空間站天和核心艙的位置，并完成對接。天線網絡通過提供專門的測控與通信信號傳輸通道，為問天實驗艙與地面建立高速、暢通無阻的指揮和反饋信息通道，確保問天實驗艙順利找到“太空新家”。
儀表計算機應用軟件作為問天實驗艙儀表數據處理中樞系統，承擔著儀表艙儀表與照明分系統內部和外部數據信息處理的功能。此次儀表計算機應用軟件在保持天和核心艙功能不變的基礎上，增加了與天和核心艙的數據交會，數據量會大大增加。
“航天調音師”有妙招
在問天實驗艙內部，安裝有大量壓氣機、泵、風扇等設備，且由于空間生命科學研究任務所需，搭載了“太空冰箱”等諸多“不太安靜”的設備，這些設備工作的噪聲疊加在一起，就構成了空間站內的復雜噪聲環境。
五院總裝與環境工程部空間站力學試驗團隊化身“航天調音師”，對問天實驗艙噪聲進行評估與治理，為航天員打造安靜舒適的“太空之家”。
解決噪聲問題分為兩步，第一步就是要找準“大嗓門”。由于問天實驗艙內部設備較多，噪聲環境復雜，試驗人員在地面模擬艙內噪音源，并找出那些噪聲最大、影響最明顯的設備，進行更精準、更嚴格的噪聲治理。第二步就是要讓設備“靜下來”。艙內設備的噪聲成因、安裝位置、體積大小各不相同，試驗團隊“對癥下藥”：對噪聲較大的“太空冰箱”的關鍵泵機進行了開創性的設計，并選用新型附著材料提升結構的阻尼，降低各環節的噪聲；給以振動為主的噪聲源穿上金屬橡膠定制的松軟舒適的“鞋子”；把以聲輻射為主的噪聲源放在隔聲比較好的盒子里……經過噪聲治理，問天實驗艙工作區噪聲可保持在60分貝以下，睡眠區可保持在50分貝以下，滿足相關醫學標準要求。
小小“天眼”攜“臂”行
問天實驗艙發射后，面對后續天和核心艙與問天實驗艙的轉位對接任務，核心艙大機械臂上的5臺小相機隨時準備著。
空間站核心艙機械臂上安裝有5臺小相機，均來自于五院508所。按照功能不同，分別分布于機械臂的“肩關節”、“腕關節”、“肘關節”和空間站核心艙上，用9只“眼睛”服務于核心艙與實驗艙的轉位對接等任務。目前，它們已順利完成在太空的艙外巡檢、機械臂在軌操控、航天員出艙等工作，隨時準備迎接轉位對接等后續任務的到來。
其中，兩臺腕部相機分別安裝于機械臂的“腕關節”和“肩關節”。如同手持式的智能攝像機，當機械臂距離物體較近時，它們需要清晰“看到”物體的彩色影像，同時還要基于預設的視覺標記實時計算出與物體之間三維距離和三維角度，進而引導機械臂靠近并最終捕獲目標物體。第三臺相機被稱為“肘部”相機，位于機械臂正中心“肘部關節”位置，主要用于遠距離全局成像，實現整臂工作區域監視。其余兩臺相機則被固定安裝于核心艙周向對接口附近，被稱為對接相機，主要是服務于機械臂開展實驗艙轉位及輔助對接任務。
計量技術護航“問天”
五院514所在問天實驗艙任務中承擔了靜電防護、設備研制和計量保障等工作。靜電放電是航天器在軌安全運行不能忽視的因素。研制團隊研制了空間環境靜電放電威脅偵測定位技術能力及模擬測試驗證裝置，對應用于此次問天實驗艙任務的多型宇航電子器件進行了驗證性測試；同時，五院還承擔了問天實驗艙部分科學實驗柜、實驗裝置的電磁兼容測試任務，解決了多項可能引發科學實驗柜、實驗裝置功能故障的電磁安全問題，保障問天實驗艙在軌穩定、可靠運行。
本次任務中，514所還承擔了綜合測試數管對接模擬源測試設備以及綜合測試地面供配電專用測試電纜兩項研制工作。項目團隊完成了百余根電纜的三防工藝設計、防火工藝設計等，確保了產品指標可靠、質量合格，有效保障了型號測試任務的順利進行。
精巧配件作用大
在問天實驗艙中，許多看似小巧的設備也發揮著重要的作用。
其中，510所為問天實驗艙研制了音頻單元、問天載荷適配器和艙外透光照明子系統。音頻單元可以支持多類型、多通道音頻終端的輸入輸出，用于接收整個空間站的報警信息，實現對航天員的語音報警提示，并為航天員在軌通話提供了多種模式。問天載荷適配器是未來開展艙外暴露實驗的重要環節，為中小型標準艙外載荷提供通用化的機械、供電、信息和熱接口。艙外透光照明子系統由投光燈單元、云臺機構、無源展開機構及控制器組成，通過多自由度云臺的動態特性提供空間站艙外的動態照明，將主要用于支持航天員出艙活動和監視攝像。
問天實驗艙搭載了許多實驗設備，五院518所承擔了其中低溫存儲裝置設備平板熱管和隔振彈簧生產的加工任務。平板熱管是一種具備均溫傳熱功能的結構件，作用主要是充當“底座”，保證溫度控制在一定范圍內。隔振彈簧是連接零下80攝氏度冰箱和低溫存儲裝置的結構件，用于實現針對制冷機的隔振效果，可有效保護產品。針對加工過程中的難點，五院518所設計人員反復研究、精細操作，確保了任務的順利完成。
