2022年7月24日14点22分，中国载人航天工程问天实验舱与长征五号B遥三运载火箭组合体，从海南文昌航天发射场成功发射升空！发射后498秒舱箭分离，问天实验舱准确进入预定轨道，向着中国空间站飞去，发射任务取得圆满成功！问天实验舱的成功发射，意味着中国空间站正式进入太空搭建阶段，载人航天工程开始由在轨运行阶段转入全面科学应用阶段，中国太空实验室正式上线啦！
问天发射
从中国空间站开始建设以来，空间站目前一直处于三舱组合体状态，分别是核心舱-天和、天地往返载人飞船-神舟、货运飞船-天舟。神舟飞船用于运输航天员进行天地往返，天舟飞船用于将补给和设备从地球送到空间站，而天和核心舱则是空间站的基础舱段。天和核心舱相当于整个空间站的控制和保障中心，负责空间站的空地通讯、导航和姿态控制，承担航天员的主要生活保障任务，并提供未来扩建的接口和航天员出舱行走的支援保障。
目前的空间站状态
在问天实验舱安装到位之前，中国空间站暂时还只能进行长期在轨运行，虽然天和核心舱也有一定的开展空间科学实验能力，但用于科学实验的空间、设备并不多。而问天实验舱则是一个主要用于开展空间科学实验的舱段，将为空间站提供强大的在轨科学实验能力，使中国空间站真正做到实用化。
问天实验舱在长5B内的安装示意图
问天实验舱由工作舱、气闸舱、资源舱构成，其主要任务是开展密封舱内空间科学应用实验和舱外试验，同时存放航天员消耗品、空间站备品备件和补给货物。其发射质量为20吨级，最大直径约4.2米，轴向长度约17.9米，是目前全球最长的单体载人航天器。它是中国空间站的第一个实验室舱模块，也是第一个扩展现有天河站核心模块的模块。
问天实验舱示意图
问天实验舱开展空间科学实验的主要场所是工作舱，其中共有22个实验柜，在实验舱外部还设置有30个暴露载荷接口，并且还预留1个扩展平台接口和1个载荷挂点接口，可以为各类需要在微重力、真空环境中进行的科学实验提供了充裕的设备支持。另外在问天实验舱还计划在2028年安装一个高能宇宙辐射探测(HERD) 扩展模块，该模块总重约2300千克，是一个国际合作科研项目，西班牙、意大利和瑞士的科研机构将参与到这项计划中。
实验舱搭载的实验模块
为了支持大量科学实验设备的能源需求，问天实验舱的太阳能电池帆板将会是中国有史以来所有航天器中最大的，其完全展开的最大翼展约为60米左右。为了便于发射，太阳能电池帆板采用了柔性帆板设计，需要进行两次动作才能全部展开。第一次是发射入轨以后到和空间站对接，展开翼展约为23米，主要为实验舱的变轨飞行和对接提供电力保障，并避免因展开过大而影响对接作业。在完成对接后才会进行二次展开，并打开到最大尺寸。整套太阳能电池帆板将产生约50KW的电力供应。
问天实验舱装有一套小机械臂，完全展开约5米长，基础设计和天合核心舱的大机械臂类似，同样具有七自由度动作能力，并且可与大机械臂组合成长15米的机械臂。这套机械臂同样具备舱外爬行功能，可实现空间站外表面的全方位覆盖。
问天实验舱全貌
问天实验舱同时还将成为天和核心舱的备份舱段。该舱段将为天和核心舱提供额外的导航、推进和方向控制能力，如核心舱遭遇暂时无法修复的故障，或者遭遇空间碎片撞击时，航天员可以撤离核心舱进入问天实验舱，在那里控制整个空间站的在轨运行。另外航天实验舱配置了与核心舱一样的航天员生活设施，包括3个睡眠区、1个卫生区和厨房等设施，可以保障航天员生活。它还可以与核心舱一起来支持航天员轮换期间，两艘载人飞船共6名航天员的生活保障。预计下一艘载人飞船神舟十五号就将进行6名航天员的在轨轮换，6名航天员将共同在空间站进行约一个月的在轨飞行，这也就需要空间站具备额外的生活保障能力。
完成后的中国空间站全貌
目前问天实验舱正在紧锣密鼓地进行空间对接前的准备工作，此次对接采用了6.5小时的快速对接方式，并将首次实现空间站有在轨航天员情况下的空间对接，为此空间站还进行了相应变轨来迎接它的到来。问天在完成对接调整后将按计划开始进行各种科学实验，预计在下一个梦天实验舱发射以前，将暂时驻留在核心舱前端，形成一字型的组合体状态。在拥有更多实验设备的梦天实验舱发射以后，问天、梦天两个实验舱将移到左右两边，和天和核心舱形成T字型布局，从而实现5舱组合体长期驻留太空，完成中国空间站的第一期建设计划！