天宮二號(hào)今晚發(fā)射！這些“秘密”你不知道怎么行！

　　“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室將于15日22時(shí)04分發(fā)射，恰逢中秋佳節(jié)，一個(gè)對(duì)中國(guó)人來(lái)說(shuō)有著特殊意義的時(shí)間。

　　太空又將迎來(lái)中國(guó)航天的使者，“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室即將奔赴太空，由此展開(kāi)的空間應(yīng)用試驗(yàn)、太空中期駐留驗(yàn)證、推進(jìn)劑補(bǔ)加等，這些對(duì)中國(guó)人意味著什么，對(duì)中國(guó)空間站的建設(shè)又意味著什么？

　　“天宮二號(hào)”：我國(guó)第一個(gè)真正意義上的太空實(shí)驗(yàn)室

　　“天宮二號(hào)”是我國(guó)第一個(gè)真正意義上的太空實(shí)驗(yàn)室，采用實(shí)驗(yàn)艙和資源艙兩艙構(gòu)型，全長(zhǎng)10.4米，最大直徑3.35米，太陽(yáng)翼展寬約18.4米，重8.6噸，設(shè)計(jì)在軌壽命2年，在“天宮一號(hào)”目標(biāo)飛行器備份產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，為滿足推進(jìn)劑補(bǔ)加驗(yàn)證試驗(yàn)需要，對(duì)推進(jìn)分系統(tǒng)進(jìn)行了適應(yīng)性改造；為滿足中期駐留需要，對(duì)載人宜居環(huán)境進(jìn)行了重大改善，具備支持2名航天員在軌工作、生活30天的能力。“天宮二號(hào)”裝載了空間冷原子鐘等14項(xiàng)應(yīng)用載荷，以及失重心血管功能研究等相關(guān)航天醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，配備在軌維修技術(shù)驗(yàn)證裝置、機(jī)械臂操作終端等在軌維修試驗(yàn)設(shè)備，將開(kāi)展空間科學(xué)及技術(shù)試（實(shí)）驗(yàn)。

　　按計(jì)劃，“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室發(fā)射升空后，將變軌進(jìn)入高度約380公里的運(yùn)行軌道，進(jìn)行在軌測(cè)試?！吧裰凼惶?hào)”載人飛船10月中下旬發(fā)射前，“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入高度為393公里的近圓對(duì)接軌道，等待交會(huì)對(duì)接。

　　“天宮二號(hào)”與“天宮一號(hào)”有何區(qū)別？

　　僅從外形上來(lái)看，“天宮二號(hào)”和“天宮一號(hào)”并無(wú)太大的區(qū)別，甚至說(shuō)她倆是“孿生姐妹”也不為過(guò)，畢竟，“天宮二號(hào)”原本就是為“天宮一號(hào)”準(zhǔn)備的備份飛行器。不過(guò)，如今的“天宮二號(hào)”，已經(jīng)過(guò)改造，搖身一變成了和“天宮一號(hào)”功能不同的空間實(shí)驗(yàn)室。

　　要搞清楚“天宮二號(hào)”在中國(guó)載人航天工程中的位置，還要從“天宮一號(hào)”，乃至“神舟五號(hào)”說(shuō)起。

　　上世紀(jì)90年代初期，我國(guó)正式啟動(dòng)載人航天工程，并確立“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略。

　　第一步可以稱作載人飛船階段，主要任務(wù)是研制載人飛船，將航天員送到太空，開(kāi)展空間應(yīng)用實(shí)驗(yàn)并返回。在此期間，2003年，“神舟五號(hào)”飛船完成首次載人飛行任務(wù)；2005年，“神舟六號(hào)”飛船完成多人多天飛行試驗(yàn)任務(wù)，至此，中國(guó)載人航天工程實(shí)現(xiàn)了第一步戰(zhàn)略任務(wù)目標(biāo)。

　　第二步是空間實(shí)驗(yàn)室階段。2008年，“神舟七號(hào)”飛行任務(wù)的圓滿成功，標(biāo)志著我國(guó)掌握了航天員出艙活動(dòng)關(guān)鍵技術(shù)，這是第二步的任務(wù)目標(biāo)之一。

　　直到2011年，輪到“天宮一號(hào)”出場(chǎng)，這個(gè)目標(biāo)飛行器，先后與“神舟八號(hào)”、“神舟九號(hào)”和“神舟十號(hào)”先后開(kāi)展了交會(huì)對(duì)接試驗(yàn)并取得成功，自動(dòng)及手動(dòng)控制交會(huì)對(duì)接技術(shù)得到驗(yàn)證。

　　同時(shí)，“天宮一號(hào)”經(jīng)過(guò)對(duì)接后，被改造成為太空中一個(gè)短期有人照料的空間實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，多名航天員短期駐留太空，參與完成多項(xiàng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)，載人航天工程取得關(guān)鍵性進(jìn)展，第二步的第一階段任務(wù)圓滿收官。

　　此后，擺在航天人面前的，是補(bǔ)給以及循環(huán)利用技術(shù)，這些技術(shù)關(guān)系到未來(lái)空間站的組裝、航天員在空間站的生存等問(wèn)題。第二步的第二階段就是要驗(yàn)證這些技術(shù)，發(fā)射空間實(shí)驗(yàn)室，搭建起一個(gè)平臺(tái)，開(kāi)展技術(shù)、應(yīng)用等各類試驗(yàn)，為載人航天工程 第三步，即建造中國(guó)空間站打下基礎(chǔ)。

　　空間站，和空間實(shí)驗(yàn)室還不是一回事。它指的是可供多名航天員巡訪、長(zhǎng)期工作和居住生活的載人航天器。前蘇聯(lián)發(fā)射建造的“禮炮”空間站與“和平號(hào)”空間站，以及由美國(guó)、俄羅斯、日本、加拿大、巴西和歐洲空間局共同建造的國(guó)際空間站就是其中比較知名的。

　　如今，中國(guó)走到的空間實(shí)驗(yàn)室階段，更像是空間站階段的前身，是從載人飛船過(guò)渡到載人航天基礎(chǔ)設(shè)施的試驗(yàn)性航天器?！疤鞂m二號(hào)”挑起了其中的重?fù)?dān)。

　　未來(lái)我國(guó)的空間站長(zhǎng)什么樣？

　　在“天宮二號(hào)”發(fā)射運(yùn)行一段時(shí)間后，“神舟十一號(hào)”也將進(jìn)入太空與之會(huì)合，屆時(shí)“神舟十一號(hào)”將搭乘兩名航天員，與“天宮二號(hào)”形成組合體，重點(diǎn)開(kāi)展人在太空的中期駐留試驗(yàn)。

　　而當(dāng)“神舟十一號(hào)”與“天宮二號(hào)”完成對(duì)接及其他各項(xiàng)試驗(yàn)返回之后，“天宮二號(hào)”則繼續(xù)駐留太空，等待第一艘貨運(yùn)飛船“天舟一號(hào)”的到來(lái)，開(kāi)展推進(jìn)劑補(bǔ)加等相關(guān)試驗(yàn)。

　　我國(guó)計(jì)劃在2020年前后建成的空間站總體構(gòu)型是三個(gè)艙段，一個(gè)核心艙，兩個(gè)實(shí)驗(yàn)艙，每個(gè)艙都是20噸級(jí)，整體呈T字構(gòu)型。

　　這其中核心艙有5個(gè)對(duì)接口，可以對(duì)接一艘貨運(yùn)飛船、兩艘載人飛船和兩個(gè)實(shí)驗(yàn)艙，另有一個(gè)供航天員出艙活動(dòng)的出艙口。

　　隨著空間實(shí)驗(yàn)室任務(wù)的陸續(xù)展開(kāi)，我國(guó)載人航天進(jìn)入了應(yīng)用發(fā)展新階段，未來(lái)空間站的實(shí)景，也將越來(lái)越清晰地展現(xiàn)在人們面前。

　　“天宮二號(hào)”上那些“不明覺(jué)厲”的實(shí)驗(yàn)

　　“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室將開(kāi)展十四項(xiàng)空間科學(xué)和應(yīng)用實(shí)驗(yàn)。不僅如此，與實(shí)驗(yàn)有關(guān)的各種設(shè)備可謂是既富科幻色彩，又不失使用價(jià)值。例如“空間冷原子鐘”，光是聽(tīng)一聽(tīng)名字就覺(jué)得很厲害了…

　　追求極度精準(zhǔn)的量天尺

　　中科院上海光機(jī)所研制的“空間冷原子鐘”搭載“天宮二號(hào)”發(fā)射升空，將成為國(guó)際上首臺(tái)在軌運(yùn)行并開(kāi)展科學(xué)實(shí)驗(yàn)的“空間冷原子鐘”,同時(shí)也是目前在空間運(yùn)行的最高精度的原子鐘。

　　“空間冷原子鐘”將激光冷卻技術(shù)和空間微重力環(huán)境結(jié)合，有望實(shí)現(xiàn)10^-16量級(jí)的超高精度（約3000萬(wàn)年誤差1秒），將目前人類在太空中的時(shí)間計(jì)量精度提高1~2個(gè)數(shù)量級(jí)。

　　百變金剛

　　開(kāi)展大Prandtl數(shù)液橋熱毛細(xì)對(duì)流穩(wěn)定性相關(guān)問(wèn)題的研究，研究在空間微重力環(huán)境下熱毛細(xì)對(duì)流的失穩(wěn)機(jī)理問(wèn)題，拓展流體力學(xué)的認(rèn)知領(lǐng)域，取得具有國(guó)際先進(jìn)水平的研究成果。突破并掌握微重力環(huán)境下的液橋建橋、液面保持和失穩(wěn)重建等空間實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵技術(shù)，進(jìn)一步提升我國(guó)微重力流體科學(xué)的空間實(shí)驗(yàn)?zāi)芰图夹g(shù)水平。

　　系列英雄材料

　　該平臺(tái)此次的任務(wù)時(shí)研究半導(dǎo)體光電子材料、金屬合金及亞穩(wěn)材料、納米以及復(fù)合材料等制備基理，揭示在地面重力環(huán)境下難以獲知的材料物理化學(xué)過(guò)程的規(guī)律。預(yù)期可獲得高質(zhì)量的空間材料樣品，作為模型材料的結(jié)構(gòu)、功能、工藝參數(shù)等方面獲得有價(jià)值的科學(xué)研究成果。

　　天宮之爐

　　即將上天的這個(gè)爐子就是工程人員歷經(jīng)三年多的攻關(guān)，專門研制的一套綜合材料實(shí)驗(yàn)裝置（簡(jiǎn)稱“實(shí)驗(yàn)裝置”）。

　　這套實(shí)驗(yàn)裝置由“材料實(shí)驗(yàn)爐”（簡(jiǎn)稱“爐子”）、“材料電控箱”和“材料樣品工具袋”三個(gè)單機(jī)構(gòu)成。整個(gè)裝置共約27.6kg重，最大功耗不到200W（而一般電水壺的功率也要1000～1800W），相當(dāng)于2個(gè)100W白熾燈，卻能實(shí)現(xiàn)真空環(huán)境下最高950℃的爐膛溫度，是不是令人驚嘆？

　　海之情

　　“天宮二號(hào)”三維成像微波高度計(jì)是國(guó)際上第一次實(shí)現(xiàn)寬刈幅海面高度測(cè)量并能進(jìn)行三維成像的微波高度計(jì)。它采用小角度、高精度干涉測(cè)量技術(shù)，能精確獲得海面的干涉條紋信息，進(jìn)而獲得三維海面形態(tài)，再經(jīng)過(guò)復(fù)雜的定標(biāo)最終獲得寬刈幅范圍內(nèi)的海平面高度測(cè)量。

　　天宮守護(hù)者

　　“天宮二號(hào)”伴隨衛(wèi)星是一顆微納衛(wèi)星，是“天宮二號(hào)”試驗(yàn)任務(wù)的一部分。伴隨衛(wèi)星由上海微小衛(wèi)星工程中心研制，采用了小型化，輕量化，高功能密度的設(shè)計(jì)?！疤鞂m二號(hào)”伴隨衛(wèi)星搭載多個(gè)試驗(yàn)載荷，并具備較強(qiáng)的變軌能力，具備了開(kāi)展空間任務(wù)的靈活性與機(jī)動(dòng)性。

　　“天宮二號(hào)”伴隨衛(wèi)星將在在軌任務(wù)期間開(kāi)展對(duì)空間組合體的飛越觀測(cè)等試驗(yàn)，為主航天器的技術(shù)試驗(yàn)提供支持，并拓展空間技術(shù)應(yīng)用。

　　偏愛(ài)伽瑪暴的小蜜蜂

　　“天極”望遠(yuǎn)鏡是搭載在“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室上的伽瑪射線偏振探測(cè)儀，是中歐國(guó)際合作項(xiàng)目。

　　“天極”望遠(yuǎn)鏡的主要科學(xué)目標(biāo)是探測(cè)研究遙遠(yuǎn)宇宙中突然發(fā)生的伽瑪射線暴現(xiàn)象，并在國(guó)際上首次對(duì)伽瑪暴的偏振性質(zhì)實(shí)現(xiàn)高精度、系統(tǒng)性地測(cè)量，從而深入地研究恒星演化、黑洞形成以及伽瑪暴爆發(fā)的物理機(jī)制，為更好地理解極端天體物理環(huán)境下產(chǎn)生的這種宇宙中最劇烈的爆發(fā)現(xiàn)象做出重要貢獻(xiàn)。

　　天之情與氣之情

　　空間環(huán)境分系統(tǒng)(全稱：空間環(huán)境監(jiān)測(cè)及物理探測(cè)分系統(tǒng))主要用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)“天宮二號(hào)”軌道上的輻射環(huán)境和大氣環(huán)境，實(shí)現(xiàn)艙外16個(gè)方向的電子、質(zhì)子等帶電粒子的強(qiáng)度和能譜監(jiān)測(cè)，以及軌道大氣密度、成分及其時(shí)空變化與空間環(huán)境污染效應(yīng)監(jiān)測(cè)等。

　　現(xiàn)代迷你太空溫室

　　隨著人類空間活動(dòng)的深入開(kāi)展，人類需要飛出地球，在地外空間長(zhǎng)期生活和工作。綠色植物可為人類和動(dòng)物提供必需的食物和氧氣。

　　在“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室中將開(kāi)展兩種代表性的植物——擬南芥和水稻的培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，著重探索在太空環(huán)境中如何控制植物開(kāi)花結(jié)種的技術(shù)與方法，為建立保障人類長(zhǎng)期空間生存所必需的生命生態(tài)支持系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)。中國(guó)科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所提供的高等植物培養(yǎng)箱具備在軌培養(yǎng)單元和樣品返回單元，能夠?yàn)橹参锷L(zhǎng)提供必需的水分供給以及光照、溫度控制，具備實(shí)時(shí)可見(jiàn)光圖像和熒光圖像獲取功能，構(gòu)成了現(xiàn)代的迷你太空溫室，為研究植物在太空的生長(zhǎng)發(fā)育提供支持。

　　天宮里的尖端“數(shù)碼相機(jī)”

　　作為太空實(shí)驗(yàn)室里的尖端“數(shù)碼相機(jī)”，寬波段成像光譜儀擁有相當(dāng)深厚的“內(nèi)力”。相機(jī)被安裝在太空實(shí)驗(yàn)室對(duì)地觀測(cè)面的“肚子”上，有了它，“天宮二號(hào)”可謂擁有了“火眼金睛”的本領(lǐng)，看海洋，看大氣，樣樣精通。

　　天機(jī)不可泄露

　　研制“天宮二號(hào)”載荷“量子密鑰分配試驗(yàn)空間終端”。通過(guò)高精度自動(dòng)跟瞄（ATP）系統(tǒng)與量子密鑰分配地面終端配合，在地面站與目標(biāo)飛行器之間建立起量子信道，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行空-地量子密鑰分配試驗(yàn)。目標(biāo)為實(shí)現(xiàn)世界上首個(gè)基于載人航天空間平臺(tái)的空-地量子密鑰分配演示實(shí)驗(yàn)。為載人航天的空地間量子保密通信，以及未來(lái)的實(shí)用化天地一體廣域量子保密通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)打下基礎(chǔ)。

　　來(lái)源：新華網(wǎng)綜合新華社、中科院網(wǎng)站、央視新聞、中國(guó)青年報(bào)報(bào)道

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