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我国空间站以天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱三舱为基本构型。天和核心舱是空间站发射入轨的首个舱段，也是目前我国自主研制的规模最大、系统最复杂的航天器，起飞质量22.5吨。天和核心舱主要用于空间站统一控制和管理，具备长期自主飞行能力，可支持航天员长期驻留，开展航天医学、空间科学实验和技术试验。
问天实验舱主要面向空间生命科学研究，配置了生命生态、生物技术和变重力科学等实验柜，能够支持开展多种类植物、动物、微生物等在空间条件下的响应机理研究，以及密闭生态系统的实验研究，可支持分子、细胞、组织、器官等多层次生物实验研究，并可开展不同重力条件下生物体生长机理的对比研究。
问天实验舱轴向全长17.9米（相当于6层楼房高度），这一长度超越了国际空间站的任意舱段，比之天和一号核心舱16.6米的轴向长度还要长1.3米，该舱段与梦天实验舱同为当今世界轴向长度最长的单体载人航天器。
问天实验舱末端短桁架是一个非常巧妙的设计，它与国际空间站桁架用于太阳翼安装目的相同，同时利用问天舱与梦天舱对置布局形成的近40米横向跨度，起到类似国际空间站桁架结构的作用，使得太阳翼有效化解了相互遮挡的难题。
短桁架末端还可以用于核心舱太阳翼的转位安装，从而最大限度提高天宫空间站太阳翼整体受晒率，进而提高空间站整站三舱的发供电能力。
梦天实验舱由中国航天科技集团有限公司八院抓总研制，是新时代的“大国重器”，其在轨任务主要在微重力基础物理、空间材料科学、微重力流体物理与燃烧科学等方面开展科学研究和实验，其由加压密封舱（工作舱）、货物气闸舱、载荷舱、资源舱四部分组成，其中加压密封舱是主舱室，是进行舱内科研实验的主场地，配置有大量的科学研究机柜。货物气闸舱则是一个创新性设计，由内舱门（位于货物气闸舱与密封舱之间）、外舱门（打开可通向舱外）、载荷转移机构和泄压复压装置四部分构成，它的体积很大，其内舱门采用大开口方形设计，这方便大尺寸货物运送，有数据透露显示进出舱货物的整体最大尺寸为0.9米×1.15米×1.2米，这比目前国际空间站上希望号货物气闸舱进出舱货物尺寸大多了，其货物整体允许最大尺寸为0.576米×0.83米×0.8米。气闸舱的载荷转移机构是货物进出该舱段的搬运装置，具备伸缩、旋转和微调等多种功能，出舱的货物可由机械臂抓取并转移至可展开式暴露实验平台上，也可转移到预定舱外载荷挂点上。
梦天号的货物气闸舱还自带多块大面积可展开式暴露实验平台，这也使得它在太空中的体积更大，其有的面向天顶方向，方便接收宇宙射线，另一个则面向地球一侧，数量比问天号上还多，相比国际空间站上的希望号货物气闸舱的效率更高且成本更低。另外，梦天舱还有大载重、多点装夹、带有旋转功能的载荷转移机构等，这都是载人航天领域的创新亮点。
问天实验舱主要面向空间生命科学研究，配置了生命生态、生物技术和变重力科学等实验柜，能够支持开展多种类植物、动物、微生物等在空间条件下的响应机理研究，以及密闭生态系统的实验研究，可支持分子、细胞、组织、器官等多层次生物实验研究，并可开展不同重力条件下生物体生长机理的对比研究。
问天实验舱轴向全长17.9米（相当于6层楼房高度），这一长度超越了国际空间站的任意舱段，比之天和一号核心舱16.6米的轴向长度还要长1.3米，该舱段与梦天实验舱同为当今世界轴向长度最长的单体载人航天器。
问天实验舱末端短桁架是一个非常巧妙的设计，它与国际空间站桁架用于太阳翼安装目的相同，同时利用问天舱与梦天舱对置布局形成的近40米横向跨度，起到类似国际空间站桁架结构的作用，使得太阳翼有效化解了相互遮挡的难题。
短桁架末端还可以用于核心舱太阳翼的转位安装，从而最大限度提高天宫空间站太阳翼整体受晒率，进而提高空间站整站三舱的发供电能力。
梦天实验舱由中国航天科技集团有限公司八院抓总研制，是新时代的“大国重器”，其在轨任务主要在微重力基础物理、空间材料科学、微重力流体物理与燃烧科学等方面开展科学研究和实验，其由加压密封舱（工作舱）、货物气闸舱、载荷舱、资源舱四部分组成，其中加压密封舱是主舱室，是进行舱内科研实验的主场地，配置有大量的科学研究机柜。货物气闸舱则是一个创新性设计，由内舱门（位于货物气闸舱与密封舱之间）、外舱门（打开可通向舱外）、载荷转移机构和泄压复压装置四部分构成，它的体积很大，其内舱门采用大开口方形设计，这方便大尺寸货物运送，有数据透露显示进出舱货物的整体最大尺寸为0.9米×1.15米×1.2米，这比目前国际空间站上希望号货物气闸舱进出舱货物尺寸大多了，其货物整体允许最大尺寸为0.576米×0.83米×0.8米。气闸舱的载荷转移机构是货物进出该舱段的搬运装置，具备伸缩、旋转和微调等多种功能，出舱的货物可由机械臂抓取并转移至可展开式暴露实验平台上，也可转移到预定舱外载荷挂点上。
梦天号的货物气闸舱还自带多块大面积可展开式暴露实验平台，这也使得它在太空中的体积更大，其有的面向天顶方向，方便接收宇宙射线，另一个则面向地球一侧，数量比问天号上还多，相比国际空间站上的希望号货物气闸舱的效率更高且成本更低。另外，梦天舱还有大载重、多点装夹、带有旋转功能的载荷转移机构等，这都是载人航天领域的创新亮点。
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