问天实验舱入轨后，顺利完成状态设置，于7月25日3时13分，成功对接于天和核心舱前向端口，整个交会对接过程历时约13小时。按任务计划，神舟十四号航天员乘组随后将进入问天实验舱。更大、更强的问天实验舱背后，航天科技集团五院多家单位为“问天”之路保驾护航。
打造舒适安全的“太空之家”
问天实验舱在安装通用电子设备的同时，舱内也安装了更多的试验载荷，而舱外更是布置了各种高热耗的暴露试验载荷。为避免问天实验舱成为“大烤箱”，五院空间站问天实验舱热控团队研制了一套目前国内最大的“太空空调”系统——包括量身定制的太空外衣、密闭隔舱内的风冷系统和遍布整舱的液冷系统。
“太空空调”的核心是遍布各个位置的液冷系统。热控团队为问天实验舱研制了3套液冷系统，将各种设备和实验载荷产生的热量收集并辐射到外太空，可支持数千瓦级以上试验载荷的散热。同时，研制人员开发了大尺寸、高效界面导热材料，兼顾了舱外载荷维修和导热的双重目的。
在舱体密封方面，五院空间站结构与机构设计团队研发了高性能空间橡胶密封材料，针对大密封舱穿舱接口多、密封长度长的特点，制定了超低漏率的密封技术设计准则。在舱门密封关键部位设置了两道、三道密封冗余环节，有效提高了密封可靠性。除此之外，舱体上还集成了结构健康监测系统，对舱体结构的健康状态进行实时监控，进一步保障航天员驻留安全。
姿态控制有“神器”
此次问天实验给空间站带来了4个重达100多公斤的“大家伙“——控制力矩陀螺。中国空间站使用的是目前我国该类产品中最大的1500牛米秒控制力矩陀螺，将配备12台，此前有6台随核心舱上天，1台随天舟四号上天，后续的天舟五号还会再“捎”上去1台。多个控制力矩陀螺联合使用，就可以使总重量超过100吨的空间站的姿态控制“坐如钟、行如风”。
我国第一台进入太空的是200牛米秒控制力矩陀螺，于2011年随天宫一号上天，它的在轨应用是我国空间机电部件发展的一个里程碑，使我国成为国际上第三个掌握该技术的国家。空间站任务把控制力矩陀螺在中国航天器上的使用提高到了一个新高度。相比第一代产品，新研制的控制力矩陀螺控制精度甚至有10倍提升、响应带宽有5倍提升，并具有精度高、响应快、寿命长、可靠性高等优点，可满足我国未来数年内各类空间飞行器的姿态控制要求。
精雕细琢造“问天”
建造问天实验舱，挑战更多、难度更大，五院529厂工艺技术人员凭借技术创新开展了顽强的冲锋，创新突破了工艺瓶颈，研发了系列关键技术，保证了问天实验舱按节点高质量交付。
问天实验舱的气闸舱肩负着多种设备安装的重任，对重要承力结构件的要求很高。为此，研制人员采用了承力能力更高的内外双筋壁板结构。然而这一操作的成形实施难度很大，要求很高。研制人员开展了大量论证，进行了持续的数值仿真和试验验证，经过反复分析测试，设计出新型的模具并满足了需求。
问天实验舱的出舱舱门，其门框由焊接工艺连接，是典型的空间曲线焊缝，要求焊接变形小、质量高，以便于后续安装舱门时的顺畅和航天员在空间站中的使用。问天实验舱产品焊接厚度增加，给焊接带来了难度。研制人员采用空间曲线自动化焊接，设计了可柔性变化的焊接工装，顺利完成了密封舱舱门门框的焊接。
问天实验舱结构的增大，舱壁加热管路的数量进一步增加，对曲面贴合度提出了更高的要求。为此，研制人员创新提出了“柔性分区+整体成形”的技术手段，以管路三维曲面高精度制造，贴合在问天实验舱舱体的内表面上，保证了舱壁加热管路的制造需求。
打造通信传输“天路”
五院西安分院为问天实验舱研制中继终端、天线网络以及仪表计算机应用软件，为问天实验舱的太空之旅全程护航。
问天实验舱在进入太空后，中继终端在第一时间开机。随后，中继终端与天链中继卫星实现“太空握手”建立星间链路，搭建起从问天实验舱到中继卫星再到地面的“太空天路”。
问天实验舱发射后，需精确定位空间站天和核心舱的位置，并完成对接。天线网络通过提供专门的测控与通信信号传输通道，为问天实验舱与地面建立高速、畅通无阻的指挥和反馈信息通道，确保问天实验舱顺利找到“太空新家”。
仪表计算机应用软件作为问天实验舱仪表数据处理中枢系统，承担着仪表舱仪表与照明分系统内部和外部数据信息处理的功能。此次仪表计算机应用软件在保持天和核心舱功能不变的基础上，增加了与天和核心舱的数据交会，数据量会大大增加。
“航天调音师”有妙招
在问天实验舱内部，安装有大量压气机、泵、风扇等设备，且由于空间生命科学研究任务所需，搭载了“太空冰箱”等诸多“不太安静”的设备，这些设备工作的噪声叠加在一起，就构成了空间站内的复杂噪声环境。
五院总装与环境工程部空间站力学试验团队化身“航天调音师”，对问天实验舱噪声进行评估与治理，为航天员打造安静舒适的“太空之家”。
解决噪声问题分为两步，第一步就是要找准“大嗓门”。由于问天实验舱内部设备较多，噪声环境复杂，试验人员在地面模拟舱内噪音源，并找出那些噪声最大、影响最明显的设备，进行更精准、更严格的噪声治理。第二步就是要让设备“静下来”。舱内设备的噪声成因、安装位置、体积大小各不相同，试验团队“对症下药”：对噪声较大的“太空冰箱”的关键泵机进行了开创性的设计，并选用新型附着材料提升结构的阻尼，降低各环节的噪声；给以振动为主的噪声源穿上金属橡胶定制的松软舒适的“鞋子”；把以声辐射为主的噪声源放在隔声比较好的盒子里……经过噪声治理，问天实验舱工作区噪声可保持在60分贝以下，睡眠区可保持在50分贝以下，满足相关医学标准要求。
小小“天眼”携“臂”行
问天实验舱发射后，面对后续天和核心舱与问天实验舱的转位对接任务，核心舱大机械臂上的5台小相机随时准备着。
空间站核心舱机械臂上安装有5台小相机，均来自于五院508所。按照功能不同，分别分布于机械臂的“肩关节”、“腕关节”、“肘关节”和空间站核心舱上，用9只“眼睛”服务于核心舱与实验舱的转位对接等任务。目前，它们已顺利完成在太空的舱外巡检、机械臂在轨操控、航天员出舱等工作，随时准备迎接转位对接等后续任务的到来。
其中，两台腕部相机分别安装于机械臂的“腕关节”和“肩关节”。如同手持式的智能摄像机，当机械臂距离物体较近时，它们需要清晰“看到”物体的彩色影像，同时还要基于预设的视觉标记实时计算出与物体之间三维距离和三维角度，进而引导机械臂靠近并最终捕获目标物体。第三台相机被称为“肘部”相机，位于机械臂正中心“肘部关节”位置，主要用于远距离全局成像，实现整臂工作区域监视。其余两台相机则被固定安装于核心舱周向对接口附近，被称为对接相机，主要是服务于机械臂开展实验舱转位及辅助对接任务。
计量技术护航“问天”
五院514所在问天实验舱任务中承担了静电防护、设备研制和计量保障等工作。静电放电是航天器在轨安全运行不能忽视的因素。研制团队研制了空间环境静电放电威胁侦测定位技术能力及模拟测试验证装置，对应用于此次问天实验舱任务的多型宇航电子器件进行了验证性测试；同时，五院还承担了问天实验舱部分科学实验柜、实验装置的电磁兼容测试任务，解决了多项可能引发科学实验柜、实验装置功能故障的电磁安全问题，保障问天实验舱在轨稳定、可靠运行。
本次任务中，514所还承担了综合测试数管对接模拟源测试设备以及综合测试地面供配电专用测试电缆两项研制工作。项目团队完成了百余根电缆的三防工艺设计、防火工艺设计等，确保了产品指标可靠、质量合格，有效保障了型号测试任务的顺利进行。
精巧配件作用大
在问天实验舱中，许多看似小巧的设备也发挥着重要的作用。
其中，510所为问天实验舱研制了音频单元、问天载荷适配器和舱外透光照明子系统。音频单元可以支持多类型、多通道音频终端的输入输出，用于接收整个空间站的报警信息，实现对航天员的语音报警提示，并为航天员在轨通话提供了多种模式。问天载荷适配器是未来开展舱外暴露实验的重要环节，为中小型标准舱外载荷提供通用化的机械、供电、信息和热接口。舱外透光照明子系统由投光灯单元、云台机构、无源展开机构及控制器组成，通过多自由度云台的动态特性提供空间站舱外的动态照明，将主要用于支持航天员出舱活动和监视摄像。
问天实验舱搭载了许多实验设备，五院518所承担了其中低温存储装置设备平板热管和隔振弹簧生产的加工任务。平板热管是一种具备均温传热功能的结构件，作用主要是充当“底座”，保证温度控制在一定范围内。隔振弹簧是连接零下80摄氏度冰箱和低温存储装置的结构件，用于实现针对制冷机的隔振效果，可有效保护产品。针对加工过程中的难点，五院518所设计人员反复研究、精细操作，确保了任务的顺利完成。
