從外形上看，問天實驗艙與天和核心艙明顯不同。問天艙主要分為三個部分：工作艙、氣閘艙和資源艙。航天員主要的活動空間是圓柱體結構的工作艙和旁邊的氣閘艙。空間最大的工作艙，聽名字是航天員們工作的地方，但其實也是他們在太空的第二個休息區。
航天科技集團五院空間站系統技術實驗分系統主任設計師 李喆：有三個睡眠區，只不過是竪著的，但是在軌是沒有橫竪概念的，所以對航天員在軌使用來說效果是一樣的。也有一個衛生區，跟核心艙是一比一備份的。
氣閘艙有什麼作用呢？ 在此之前，神舟十二號和神舟十三號兩個飛行乘組的航天員在出艙時，都是從天和核心艙的節點艙進出，但這裡並不是今後航天員們出入空間站的主要通道。問天艙發射後，這個氣閘艙將承擔這一功能。
航天科技集團五院空間站總體研究室主任 王為：因為節點艙是空間站的樞紐，萬一出現了故障，沒辦法密封了，整個空間站的連通性就全部被破壞了。所以一開始在問天實驗艙上，就設計了專用的出艙口，一旦“問天”對上以後，主要就從這個專用出艙口出艙，用核心艙節點艙來做出艙口，就能起備份的作用。
讓不同功能實現“備份”，是航天工程保證系統的安全性和可靠性最重要的手段。問天艙的升空，除了給航天員們的生活工作提供更多支持和備份以外，更重要的是，它與天和核心艙一樣，在飛行控制、載人環境、能源管理、信息管理等方面具有完備的功能。如果說核心艙是中國空間站的最強大腦， 問天實驗艙就是時刻可以接班的“備用大腦”。
航天科技集團五院空間站總體研究室主任 王為：研製人員比較擔心核心艙單艙飛行的階段，因為它沒有備份，就這一個艙，現在飛行表現非常優異，“問天”上去以後就能起核心艙的備份作用。所以即使有些風吹草動，我們心裡也會更有底，整個可靠性會更高。
科學實驗是問天實驗艙升空的主要目的。實驗艙裡究竟要做哪些研究呢？在中國科學院空間應用工程與技術中心，記者看到了承擔國家太空實驗室裡的各類實驗的機櫃設計。
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