问天实验舱全长17.9米，发射质量23吨，由工作舱、气闸舱及资源舱三部分组成。外壁两侧挂着1.2吨重的太阳翼系统、头上顶着近1吨的对日定向装置与桁架组件、肚子里还装载了近2吨重的推进燃料储箱。
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“桁架式资源舱构型”方案，采用局部桁架结构承载太阳翼，采用二维驱动对日定向。问天实验舱在轨工作后，还将进一步与天和核心舱协调。
问天实验舱配置了多台科学实验机柜，许多科学实验数据都需要实时传输，问天实验舱修建了一条太空通信的“高速公路”。12个软件可实时处理30路链路数据，让航天员在空间站像在家里一样，“站”里“站”外打电话，与在途的飞船“电联”，各舱间“群聊”；需要时可给各端的小伙伴单独调整音量，精准设定单个或多个通话对象；还可以边听音乐边聊天。
“高速通信处理器”是进行空间站各类平台、载荷数据与地面系统间高速传输处理的一台关键设备。问天实验舱成功对接天和核心舱后，“太空家园”将迎来第二台高速通信处理器。
有以下一些新技术，第一是配置了生命生态、生物技术和变重力科学等实验柜。未来航天员将在这些实验柜种植植物、饲养小动物、培育微生物等。第二是中国空间站舱内可以部署25台科学实验柜，每台实验柜都是一个小型的太空实验室。实验机柜的尺寸、接口等进行了通用化和模块化设计，实验项目完成后，航天员可以进行在轨更换实验柜。第三是，问天实验舱外部还有许多挂点，可用来安装科学研究设备，开展舱外实验。
问天实验舱这对大翅膀非常硬核，背后有很多先进黑科技。
问天实验舱这对所谓“大翅膀”实际上是太阳能板，问天实验舱没有发射之前这对太阳能板是呈折叠状态悬挂在问天实验舱两侧，到了太空后太阳能板展开后非常巨大，确实如同一对大翅膀。具体来说这背后有3个黑科技：首先是定向装置，其次是砷化镓太阳能薄膜，最后是强劲蓄电池。笔者以下将会详细讲解这三点：
第一、问天实验舱最厉害黑科技就是定向装置：我们都知道，空间站并不是固定在某个点，而是环绕地球做轨道运行，这样伴随着空间站位移，问天实验舱太阳能板就不会始终正面朝向太阳。但是我国就自主研发了定性装置，可以让太阳能板正面始终朝向太阳，我国空间站是全世界唯一拥有定向装置之空间站。创造这个定向装置一共需要攻克了两个难题，首先是智能感光系统，其次是大型动力传导系统。这个两个科技都属于最先进航空科技，所以定向装置是当之无愧黑科技。
第二、问天实验舱还有砷化镓太阳能薄膜黑科技：众所周知，太空环境非常恶劣，温度极高极低来回变换，空间里到处是致死射线。普通太阳能板可以说活不过三秒。但是我国自主研发了新型太阳能薄膜，里面加入了砷化镓，这不但极大增加了太阳能薄膜韧性和强度，还丝毫不减光能转化效率，是当之无愧黑科技。
第三、问天实验舱强劲蓄电池也是黑科技之一：问天实验舱最主要功能之一就是给空间站提供电力，所以问天实验舱内部必然存在一个巨大储电设施。问天实验舱内部搭载了巨型强劲蓄电池和电能机组，占据了几层楼空间。如此庞大发电机组可谓是罕见，这也是黑科技之一。