为战胜三项“大考”，航天科技集团五院总装与环境工程部建成了容积天下第三大的空间环境仿照器KM8、天下最大推力的140吨电动振动台、容积天下第二大的4000立方米年夜声强混响室，在地面对梦天实验舱发射过程中的环境进行有效复现。
磨练一：真空热试验
天和核心舱、问天实验舱和梦天实验舱“身材”高大，大型空间环境仿照设备KM6、KM7和KM7A等空间环境仿照器的尺寸不足，为知足以空间站工程为代表的大型航天器总装集成测试需求，航天科技集团五院总装与环境工程部在天津AIT中央建成了容积天下第三大的空间环境仿照器KM8。
据先容，KM8拥有独立自主知识产权，设计直径17米、高度达32米，不仅个子大，很多设计理念也是国内外创始。2022年6月，在试验团队的操作下，KM8对空间环境进行了有效复现。
中国空间站运行在距地面约400公里高度的轨道上，将长期处于高真空、冷黑的环境中。为了能在巨大容积内有效仿照太空中的高真空环境，KM8真空系统配备30多台真空泵，可担保容器内部6000多立方米空间真空度达到哀求。
为了仿照冷黑空间，KM8内壁装有一层近2200平方米可充气充液的密闭“内壳”——热沉。热沉通入液氮可持续进行冷却从而仿照出“冷”；同时，在热沉表面刷一层接管率很高的黑漆仿照出“黑”。KM8拥有强大的低温系统，坚持液氮在热沉内永劫光稳定循环，来担保将近2200平方米的热沉表面的均匀温度指标低于-180℃。
空间站在轨翱翔过程中，由于没有大气层的保护，空间站舱体表面处于阳照阴影交变状态。在太阳光直射下，空间站表面温度最高可达150℃以上，在背阳面，温度最低可达-100℃以下。为真实仿照“冷热交替”的环境磨练，试验团队通过严密的热仿真剖析，为梦天实验舱量身定制了一套专用“外衣”，即红外加热笼。
红外加热笼是一种以电阻片做辐射源的红外仿照器，通过掌握所加电流改变电阻片的温度，从而实现“外衣”温度的交替变革。梦天实验舱尺寸弘大、形状繁芜、表面凸出构造多，要在KM8容器狭小的作业空间下用最短的韶光完成近百余片红外笼的吊装事情，犹如在洞穴内给“刺猬”穿衣服，还要担保不能与“刺猬”的身体发生打仗。
未来在轨运行期间，航天员须要多次出舱实行任务，同时，空间站时候面临着空间微流星以及空间碎片撞击的威胁，因此，梦天实验舱的压力坚持系统必须具备在规定韶光内有效坚持空间站内部压力状态的能力。KM8通过自身的压力掌握系统仿照舱内压力非常变革的情形，在地面提前对梦天实验舱进行严格磨练，为航天员的生命安全保驾护航。
磨练二：振动
空间站舱段在进行地面振动环境考察时所需的最大推力约120吨，而此前世界上最大的单个激振器推力只能达到35吨。基于现有能力、环绕技能指标，航天科技集团五院研制团队经由深入磋商，确定了四台激振器并联事情的基本方案，就像为振动台装上了四只手，通过相互合营来实现140吨的最大推力。
力学试验职员把140吨电动振动台称为“动地”。“动地”的“手劲儿”已经可以知足技能哀求，为了精准掌握四只“手”能够通过并联办法同步施力、避免效果相互抵消，研制团队为其装上足够聪明的“大脑”，通过差异化一次性幅值相位同步补偿技能，有效担保了四个激振器能“劲往一处使”。
此外，为使激振器的推力有效地通报给空间站舱体，放置航天器的台面须要重量轻且基频只管即便高。针对台面刚度、质量和尺寸之间存在相互制约的难题，研制团队在“夹缝中”找到了问题的办理方案，提出了网格状封闭式扩展台面构型和分区优化设计等方法，成功研制了海内单体最大的镁铝合金台面，担保仿照效果尽可能贴近实际发射环境。
磨练三：噪声
外号“胖五”的长征五号运载火箭采取新型的大推力火箭发动机，发射时产生的噪声比其他火箭更高，其高音部（4000~10000赫兹）特殊高亢洪亮（是其他火箭声压的4倍），受高音影响，空间站如何担保构造和功能无缺？
据先容，由航天科技集团五院总装与环境工程部自主研制的“惊天”——4000立方米年夜声强混响室，有效空间长14.5米、宽11.5米、高24米，容积是海内原有最大混响室的两倍，专门用于考察大型航天器承受年夜声强噪声环境的能力。
模拟起飞时的声音，既要学好“腔调”，又要掌握好“嗓门”。此前，国内外还没有知足这种“腔调”和“嗓门”的声源，给“演奏”带来极大难度。由此，研制团队提出了20个“歌唱家”齐上阵的设计方案，在混响室墙面支配了不同频率的喇叭，研制过程中，团队成员不仅对每个喇叭的发声性能进行严格把关，还为全体“合唱队”精心分配声部、排布站位，实现了最大声压级158分贝的混响声场。
此外，精良的合唱团离不开专业的指挥家——噪声试验掌握系统。研制团队对声源的发声机理进行深入研究，揭示了声源输出与气源压力、驱动电流、掌握频率带宽等参数的规律，通过这套系统，实现了试验声场全频段、永劫光精准稳定掌握。
4000立方米混响室的大门达到10米宽、24米高、0.7米厚，担保梦天实验舱等大型航天器轻松出入。如果按传统的钢筋混凝土隔声门工艺，全体大门的重量将超过600吨，这将给地基处理、大门施工带来巨大的难度和本钱投入。为此，团队进行大胆创新，采取具有完备知识产权的混响室钢构造大门专利，通过优化设计使大门重量减轻到180吨。结合增加外部轻质卷帘门的双层构造，担保系统的隔声量超过70分贝，不会影响到混响室附近事情区员工的身心康健。
新京报 张建林
编辑 白爽 校正 卢茜
