第一篇：天宮二號(hào)實(shí)驗(yàn)方案

方案名稱：冰的完美蛻變

方案設(shè)計(jì)人：胡煜，裴華

方案摘要：在地球引力場(chǎng)內(nèi)，冰融化時(shí)，其表面有液態(tài)水殘留。在無(wú)引力情況下，可能會(huì)有水珠漂浮在空中或水珠與冰表面接觸的現(xiàn)象或其他情況，在此情況之前，水珠體積可能會(huì)逐漸增大。本實(shí)驗(yàn)用密閉透明方盒盛放冰塊，在盒子內(nèi)上方用電阻 絲對(duì)其下方冰塊加熱，使冰塊融化。用錄像機(jī)記錄融化過程，確定固液兩態(tài)水轉(zhuǎn)換 狀態(tài)的真相。

水的融化

問題：在地面上，當(dāng)水融化時(shí)，冰表面水沿冰面流下，冰面有水殘留。此現(xiàn)象由于 地球引力的存在。當(dāng)處在天宮時(shí)，為失重環(huán)境，這時(shí)水融化現(xiàn)象如何進(jìn)行？需要通 過實(shí)驗(yàn)給予答案。

假設(shè)：我們對(duì)上述問題的推想是：在無(wú)引力情況下，融化會(huì)以下列幾種可能情況出 現(xiàn)。在無(wú)引力狀態(tài)下，水會(huì)呈球狀。在冰融化成水時(shí)，水會(huì)聚集為水珠。在無(wú)外力作 用下，水珠會(huì)靜止并與冰表面接觸。在冰融化成水時(shí)，水會(huì)聚集為水珠。因水珠表面張力，使水珠離開冰的表面，漂 浮在冰的周圍。

步驟：以密閉方盒為容器，盛放冰塊。盒內(nèi)頂部裝電阻絲兩條。盒子上裝有一醫(yī)用 注射器，電阻絲加熱期間，針筒自動(dòng)調(diào)節(jié)內(nèi)外壓力，盒內(nèi)所發(fā)生的一切現(xiàn)象由一臺(tái) 自備電源相機(jī)在盒外記錄。實(shí)施步驟分兩步：

1地面測(cè)試：在飛行前實(shí)施。測(cè)定電池容量，電阻絲電阻，照明及錄像機(jī)安裝角度，保險(xiǎn)裝置及實(shí)驗(yàn)所需時(shí)間。

2飛行試驗(yàn)：記錄冰塊融化受失重環(huán)境的影響，實(shí)驗(yàn)中要觀察記錄現(xiàn)象為“水珠的 變化’’及“形成水珠與冰的位置關(guān)系’’。上述設(shè)備(除相機(jī))安裝在指定容器內(nèi)，只要 航天員幫助打開開關(guān)，不需關(guān)閉。冰完全融化后，電池用完，實(shí)驗(yàn)結(jié)束。

材料及設(shè)備：1醫(yī)用注射針筒 2透明方盒 3電阻絲 4溫度計(jì) 5蓄電池 6防水密封膠 7錄像機(jī)（自備電源）8電鈕 9照明

數(shù)據(jù)分析：確定假設(shè)之一。

得出結(jié)論：1 對(duì)無(wú)引力環(huán)境中冰的融化現(xiàn)象有所認(rèn)識(shí)。放入小學(xué)教材中，拓寬學(xué)生視野，激發(fā)同學(xué)們從小熱愛科學(xué)，探索太空 的良好素養(yǎng)。有利于拓寬人們的視野，使人們關(guān)注微觀領(lǐng)域的神奇變化。

第二篇：天宮二號(hào)中秋夜發(fā)射成功

“天宮二號(hào)”中秋夜發(fā)射升空

博文

2016年９月15日22時(shí)04分，搭載著“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室的“長(zhǎng)征二號(hào)”ＦＴ２運(yùn)載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)火發(fā)射。約575秒后，“天宮二號(hào)”與火箭成功分離，進(jìn)入預(yù)定軌道，發(fā)射取得圓滿成功。這是長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭的第236次飛行。

“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室是在“天宮一號(hào)”目標(biāo)飛行器備份產(chǎn)品的基礎(chǔ)上改進(jìn)研制而成，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，采用實(shí)驗(yàn)艙和資源艙兩艙構(gòu)型，設(shè)計(jì)在軌壽命不小于2年，主要任務(wù)是接受載人飛船和貨運(yùn)飛船訪問，開展空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)和相關(guān)技術(shù)試驗(yàn)，驗(yàn)證空間站建造和運(yùn)營(yíng)相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)。

“天宮二號(hào)”在外觀上與我國(guó)2011年發(fā)射的“天宮一號(hào)”類似，都采用實(shí)驗(yàn)艙和資源艙兩艙構(gòu)型。艙內(nèi)宇航員活動(dòng)的范圍約為16到18立方米，住兩位航天員比較寬敞。

“天宮二號(hào)”接受“神舟十一號(hào)”載人飛船訪問，完成航天員中期駐留，考核面向長(zhǎng)期飛行的乘員生活、健康和工作保障等相關(guān)技術(shù)；接受“天舟一號(hào)”貨運(yùn)飛船訪問，考核驗(yàn)證推進(jìn)劑在軌補(bǔ)加技術(shù)；開展航天醫(yī)學(xué)、空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)和空間應(yīng)用技術(shù)，以及在軌維修和空間站技術(shù)驗(yàn)證等試驗(yàn)。

“天宮二號(hào)”空間應(yīng)用系統(tǒng)總體部，將應(yīng)用任務(wù)進(jìn)行了科學(xué)合理的分解，設(shè)置了17個(gè)分系統(tǒng)，分系統(tǒng)又分解為科學(xué)研究、載荷研制等多個(gè)子系統(tǒng)。空間應(yīng)用系統(tǒng)安排了有效載荷運(yùn)控在軌支持設(shè)備，對(duì)應(yīng)用項(xiàng)目進(jìn)行統(tǒng)一的供配電、測(cè)控、數(shù)據(jù)采集管理傳輸?shù)裙ぷ鳌?/p>

“天宮二號(hào)”對(duì)飲食居住環(huán)境進(jìn)行改善，為航天員營(yíng)造家的感覺。艙內(nèi)色彩、光線、降低噪音等都做了人性化的環(huán)境布置；空間實(shí)驗(yàn)室可收到地面電視信號(hào)，能跟家人進(jìn)行天地通話和私人通信；配置了力量訓(xùn)練設(shè)備，并定期對(duì)航天員心血管和身體醫(yī)學(xué)指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

中國(guó)對(duì)空間碎片問題高度重視，“天宮二號(hào)”在軌任務(wù)末期，將受控離軌，隕落至太平洋海域，不會(huì)成為太空垃圾。“天宮二號(hào)”預(yù)計(jì)2017年隕落，大部分結(jié)構(gòu)部件將在隕落過程中燒蝕銷毀，對(duì)航空活動(dòng)以及地面造成危害的概率很低，可能性極小。

因?yàn)椤疤鞂m二號(hào)”只有一個(gè)交會(huì)對(duì)接口，必須等“神舟十一號(hào)”載人飛船撤離太空后，在明年才會(huì)與“天舟一號(hào)”貨運(yùn)飛船交會(huì)對(duì)接。“天宮二號(hào)”任務(wù)密度較大，將進(jìn)行在軌維修和空間站技術(shù)驗(yàn)證等試驗(yàn)，這將是我國(guó)建設(shè)空間站之前進(jìn)行最后一次全面的技術(shù)驗(yàn)證。

空間站建設(shè)是我國(guó)載人航天工程戰(zhàn)略的第三步，計(jì)劃于2020年左右建成，2022年全面運(yùn)行。未來(lái)空間站的“塊頭”將比“天宮二號(hào)”大很多，將長(zhǎng)期在軌運(yùn)行十幾年，航天員在空間站駐留可能達(dá)到一年以上。

第三篇：神舟十一號(hào)與天宮二號(hào)對(duì)接成功

神舟十一號(hào)與天宮二號(hào)對(duì)接成功，中國(guó)將穩(wěn)步進(jìn)入空間站建設(shè)階段

2015級(jí)物聯(lián)網(wǎng)工程一班

王冰玉

北京時(shí)間19日凌晨3點(diǎn)多，天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室與神舟十一號(hào)載人飛船成功實(shí)施了交會(huì)對(duì)接。這是中國(guó)首次模擬未來(lái)空間站的交會(huì)對(duì)接方式，即載人飛船利用自身機(jī)動(dòng)能力去主動(dòng)追蹤空間站。這次交會(huì)對(duì)接的成功為我國(guó)未來(lái)建設(shè)自己的空間站打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

在航天歷史上，中國(guó)是世界上第三個(gè)完整掌握空間交會(huì)對(duì)接技術(shù)的國(guó)家。2011年11月3日，神舟八號(hào)與天宮一號(hào)于北京時(shí)間凌晨1點(diǎn)36分完成了中國(guó)航天史上的首次交會(huì)對(duì)接。2012 年6月18日14點(diǎn)14分，神舟九號(hào)與天宮一號(hào)成功對(duì)接，完成了中國(guó)航天史上的首次載人交會(huì)對(duì)接。2013年6月13日13時(shí)18分，神舟十號(hào)與天宮一號(hào)成功對(duì)接，完成了中國(guó)首次載人交會(huì)對(duì)接應(yīng)用性飛行任務(wù)。三年內(nèi)三次飛行任務(wù)，中國(guó)共在軌完成了8次交會(huì)、6次對(duì)接，覆蓋了自動(dòng)和手動(dòng)、前向和后向、陽(yáng)照區(qū)和陰影區(qū)等多種交會(huì)對(duì)接模式，系統(tǒng)突破并掌握了交會(huì)對(duì)接技術(shù)。

在中國(guó)之前，世界上只有美國(guó)和俄羅斯系統(tǒng)地掌握了完整的交會(huì)對(duì)接技術(shù)。當(dāng)時(shí)，處于冷戰(zhàn)時(shí)期的蘇聯(lián)看到美國(guó)已經(jīng)在載人航天上取得了第一，于是改變發(fā)展思路，下大力氣開展空間站領(lǐng)域的研究，最終成為了世界上第一個(gè)成功發(fā)射了國(guó)際空間站的國(guó)家，即禮炮1號(hào)。或許是由于禮炮1號(hào)的發(fā)射，繼承前蘇聯(lián)大部分資源的俄羅斯成為了目前世界上進(jìn)行航天器空間交會(huì)對(duì)接次數(shù)最多的國(guó)家。從1971年4月6日成功發(fā)射禮炮1號(hào)空間站開始，到在軌運(yùn)行達(dá)15年之久的和平號(hào)空間站，歷時(shí)23年，期間共發(fā)射三代空間站。進(jìn)行了近百次的交會(huì)對(duì)接任務(wù)，成功率超過90%，約有8次失敗，且主要發(fā)生在初期。

美國(guó)在載人航天計(jì)劃中不斷研究、發(fā)展，和完善了自己的交會(huì)對(duì)接技術(shù)。早在阿波羅登月計(jì)劃中，為了發(fā)展和驗(yàn)證交會(huì)對(duì)接中的關(guān)鍵技術(shù)，美國(guó)研制并發(fā)射了雙子星座號(hào)系列飛船。并且在1965年12月15日，美國(guó)“雙子星座6”號(hào)和“雙子星座7”號(hào)飛船在航天員的參與下，成功實(shí)現(xiàn)了世界上第一次有人參與的太空對(duì)接交會(huì)。在隨后的1995-1998年間，美國(guó)后續(xù)發(fā)射的航天飛船成功完成了與和平號(hào)空間站的9次交會(huì)對(duì)接任務(wù)。

與美蘇兩國(guó)相比，中國(guó)的交會(huì)對(duì)接技術(shù)起步較晚，技術(shù)積累也比較薄弱，但是憑借清晰的發(fā)展規(guī)劃和艱苦的努力，僅通過幾次發(fā)射就實(shí)現(xiàn)了從載人航天到空間實(shí)驗(yàn)室對(duì)接的高速發(fā)展。就像中國(guó)載人航天工程總設(shè)計(jì)師周建平說(shuō)的：“未來(lái)，隨著空間實(shí)驗(yàn)室技術(shù)的進(jìn)一步成熟，我國(guó)自己的大規(guī)模空間站建設(shè)也將進(jìn)入一個(gè)高速的發(fā)展的時(shí)期。”

這次神舟十一號(hào)和天宮二號(hào)交會(huì)對(duì)接的成功也是我國(guó)航天史上的一個(gè)重要里程碑，其重要意義有一下幾個(gè)方面：

1、迄今持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)的載人飛行！景海鵬和陳冬將在軌飛行30天

此次神舟十一號(hào)的一個(gè)重要任務(wù)，就是為天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室在軌運(yùn)營(yíng)提供人員和物資天地往返運(yùn)輸服務(wù)，考核驗(yàn)證空間站運(yùn)行軌道的交會(huì)對(duì)接和載人飛船返回技術(shù)。

據(jù)介紹，執(zhí)行神舟十一號(hào)飛行任務(wù)的各系統(tǒng)已完成綜合演練，航天員飛行乘組狀態(tài)良好，發(fā)射前各項(xiàng)準(zhǔn)備已基本就緒。神舟十一號(hào)飛船入軌后，2天內(nèi)完成與天宮二號(hào)的自動(dòng)交會(huì)對(duì)接，形成組合體，航天員進(jìn)駐天宮二號(hào)，組合體在軌飛行30天。

期間，2名航天員將按照飛行手冊(cè)、操作指南和地面指令進(jìn)行工作和生活，按計(jì)劃開展有關(guān)科學(xué)實(shí)驗(yàn)。完成組合體飛行后，神舟十一號(hào)撤離天宮二號(hào)，并于1天內(nèi)返回至著陸場(chǎng)，天宮二號(hào)轉(zhuǎn)入獨(dú)立運(yùn)行模式。

2、實(shí)現(xiàn)與天宮二號(hào)交會(huì)對(duì)接，為中國(guó)空間站建設(shè)打基礎(chǔ)

神舟十一號(hào)載人飛船的另一大核心任務(wù)是，與天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室對(duì)接形成組合體，進(jìn)行航天員中期駐留，考核組合體對(duì)航天員生活、工作和健康的保障能力，以及航天員執(zhí)行飛行任務(wù)的能力。

據(jù)神舟十一號(hào)飛船總設(shè)計(jì)師張柏楠介紹，這次的神舟十一號(hào)任務(wù)是我國(guó)神舟飛船的第二次應(yīng)用飛行，這也是未來(lái)我國(guó)空間站建設(shè)和運(yùn)營(yíng)的重要基礎(chǔ)。根據(jù)中國(guó)航天工程三步走計(jì)劃，從實(shí)現(xiàn)航天員的天地往返，到發(fā)射空間實(shí)驗(yàn)室，下一次的任務(wù)就是建造空間站。神舟十一號(hào)任務(wù)是神舟飛船在建造空間站之前的最后一次載人飛行，也是我們最后一次驗(yàn)證相關(guān)技術(shù)的機(jī)會(huì)。

3、“黑科技”很多，將這樣影響你我生活

作為我國(guó)第一個(gè)真正意義上的太空實(shí)驗(yàn)室，天宮二號(hào)在與神舟十一號(hào)進(jìn)行對(duì)接后，將開展航天醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)、空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)、在軌維修等技術(shù)試驗(yàn)等多項(xiàng)試驗(yàn)。

比如，首次開展我國(guó)航天飛行中的醫(yī)學(xué)超聲檢查，可以實(shí)時(shí)檢測(cè)航天員心肺功能；他們將參與多項(xiàng)應(yīng)用載荷技術(shù)試驗(yàn)，更換空間材料制備樣品，進(jìn)行太空植物栽培試驗(yàn)等；還將開展在軌維修操作，進(jìn)行人機(jī)協(xié)同驗(yàn)證。

同時(shí)，天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室還裝載了寬波段成像光譜儀、三維成像微波高度計(jì)等新一代對(duì)地觀測(cè)遙感儀器和地球科學(xué)研究?jī)x器，這些載荷的應(yīng)用，將提高我國(guó)在全球氣候變化研究、大氣污染和大氣成分監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域的技術(shù)水平。

4、神舟十一號(hào)之后，中國(guó)明年將進(jìn)入“空間站時(shí)間”

天宮二號(hào)和神舟十一號(hào)載人飛行任務(wù)，被業(yè)內(nèi)認(rèn)為是載人航天工程“第二步走”關(guān)鍵一環(huán)。接下來(lái)，天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船預(yù)計(jì)將于明年上半年訪問天宮二號(hào)，為其補(bǔ)加推進(jìn)劑并驗(yàn)證空間站貨物運(yùn)輸系統(tǒng)技術(shù)。只要明年空間實(shí)驗(yàn)室任務(wù)一完成，我國(guó)就進(jìn)入了空間站建設(shè)階段，真正進(jìn)入“空間站時(shí)間”。

據(jù)中國(guó)航天科技集團(tuán)董事長(zhǎng)雷凡培透露，2018年前后，我國(guó)計(jì)劃發(fā)射空間站核心艙；2022年前后發(fā)射20噸級(jí)艙段組合的空間站。屆時(shí)，中國(guó)將成為繼俄羅斯之后，以一國(guó)之力獨(dú)自完成空間站建設(shè)的國(guó)家，航天員在空間站駐留可達(dá)一年以上。

第四篇：天宮二號(hào)及神舟十一號(hào)紀(jì)念金銀條

天宮二號(hào)及神舟十一號(hào)紀(jì)念金銀條

中藏聯(lián)盟唯一正品首發(fā)，中藏網(wǎng)，匯收藏。

2016年是中國(guó)航天事業(yè)發(fā)展的第60個(gè)年頭。同年，中國(guó)第一個(gè)載人空間站天宮二號(hào)首飛，這是中國(guó)空間站建設(shè)的第一步。它為我國(guó)空間實(shí)驗(yàn)室大系統(tǒng)打基礎(chǔ)，筑夢(mèng)太空，圓夢(mèng)中國(guó)。

為了紀(jì)念這一特別偉大的時(shí)刻，祝賀天宮二號(hào)、神舟十一號(hào)首飛成功，激發(fā)全民科學(xué)探索的興趣，特發(fā)行天宮二號(hào)及神舟十一號(hào)紀(jì)念金/銀條，為天宮二號(hào)及神舟十一號(hào)對(duì)接圖案。金條為足金999.9材質(zhì)，全套2根，每根15克，共30克；銀條為足銀999材質(zhì)，全套2根，每根50克，共100克。產(chǎn)品做工精良、題材嚴(yán)肅，線條雕刻細(xì)膩，搭配協(xié)調(diào)自然，彰顯科技中國(guó)的強(qiáng)大發(fā)展實(shí)力！

第五篇：“天宮二號(hào)”是一座真正意義上的空間實(shí)驗(yàn)室

“天宮二號(hào)”是一座真正意義上的空間實(shí)驗(yàn)室

“天宮二號(hào)”是一座真正意義上的空間實(shí)驗(yàn)室(2016-09-17 01:40:00)中國(guó)首個(gè)空間實(shí)驗(yàn)室天宮二號(hào)將做哪些太空實(shí)驗(yàn)？

天宮二號(hào)是我國(guó)首個(gè)真正意義上的空間實(shí)驗(yàn)室，搭載51件有效載荷，將完成十余項(xiàng)高精尖的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，是載人航天歷次任務(wù)中應(yīng)用項(xiàng)目最多的一次。

這些實(shí)驗(yàn)有的是要探索宇宙最深處的奧秘，有的是幫助人們更好地認(rèn)識(shí)海洋和大氣，有的甚至想要解決將來(lái)星際旅行時(shí)的食物問題……下面就讓我們一探究竟。天宮二號(hào)效果圖 51件有效載荷：涉及應(yīng)用項(xiàng)目最多

當(dāng)前，我國(guó)載人航天工程已進(jìn)入應(yīng)用發(fā)展新階段。“我們?cè)谏钊胙芯繃?guó)際空間科學(xué)和應(yīng)用技術(shù)發(fā)展態(tài)勢(shì)的基礎(chǔ)上，充分利用天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)支持能力和優(yōu)勢(shì)環(huán)境條件，安排了一批體現(xiàn)科學(xué)前沿和戰(zhàn)略高技術(shù)發(fā)展方向的科學(xué)與應(yīng)用任務(wù)。”天宮二號(hào)空間應(yīng)用系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師趙光恒說(shuō)，這些任務(wù)涉及微重力基礎(chǔ)物理、微重力流體物理、空間材料科學(xué)、空間生命科學(xué)、空間天文探測(cè)、空間環(huán)境監(jiān)測(cè)、對(duì)地觀測(cè)及地球科學(xué)研究應(yīng)用以及應(yīng)用新技術(shù)試驗(yàn)等8個(gè)領(lǐng)域。

其中空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)與探測(cè)項(xiàng)目包括空間冷原子鐘實(shí)驗(yàn)、液橋熱毛細(xì)對(duì)流實(shí)驗(yàn)、綜合材料制備實(shí)驗(yàn)、高等植物培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)、伽瑪暴偏振探測(cè)等；對(duì)地觀測(cè)及地球科學(xué)研究項(xiàng)目包括寬波段成像光譜儀、三維成像微波高度計(jì)、紫外臨邊成像光譜儀；應(yīng)用新技術(shù)試驗(yàn)項(xiàng)目包括空地量子密鑰分配試驗(yàn)、伴隨衛(wèi)星飛行試驗(yàn)等。

“這些應(yīng)用任務(wù)共10余項(xiàng)，直接承研單位28家，裝器有效載荷51件。”趙光恒表示，通過實(shí)施這些任務(wù)，期望在空間科學(xué)前沿探索部分重點(diǎn)領(lǐng)域方向進(jìn)入世界先進(jìn)行列，作出具有國(guó)際影響的重要發(fā)現(xiàn)；在空間應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，突破并掌握一些核心關(guān)鍵技術(shù)，為解決國(guó)家迫切需求的重大應(yīng)用問題提供和驗(yàn)證先進(jìn)的解決方法和手段。

航天員將直接參與“種菜”實(shí)驗(yàn)

天宮二號(hào)將與擬于10月中下旬發(fā)射的神舟十一號(hào)載人飛船對(duì)接。航天員將進(jìn)入天宮二號(hào)，參與操作高等植物培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)和綜合材料制備實(shí)驗(yàn)。人類未來(lái)要星際旅行、移民外星球，首要任務(wù)是解決食物自給、氧氣和循環(huán)水等問題。高等植物培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)就是要研究地球上的植物是否可以克服太空微重力等極端環(huán)境影響，在太空環(huán)境中正常生長(zhǎng)。

高等植物擬南芥和水稻將隨天宮二號(hào)進(jìn)入太空，科學(xué)家將研究植物種子在太空中萌發(fā)、生長(zhǎng)、開花、結(jié)籽的全過程，從而了解和掌握未來(lái)太空農(nóng)業(yè)發(fā)展的可能。航天員將回收部分植物樣品供地面進(jìn)一步分析研究。

綜合材料制備實(shí)驗(yàn)選用多種新型結(jié)構(gòu)與類型的材料樣品進(jìn)行研究，如新型納米復(fù)合光學(xué)材料、高性能熱電轉(zhuǎn)換材料、多元復(fù)相合金等。科學(xué)家們將揭示這些材料在地面重力環(huán)境下難以獲知的物理和化學(xué)規(guī)律和性質(zhì)。

值得一提的是，研究人員歷經(jīng)三年多研制的綜合材料實(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，只用了電水壺功耗的1/9至1/5（不到200W），卻能實(shí)現(xiàn)真空環(huán)境下最高950攝氏度的爐膛溫度。航天員將對(duì)材料實(shí)驗(yàn)爐進(jìn)行開蓋換樣操作，這將是我國(guó)首次實(shí)現(xiàn)空間材料實(shí)驗(yàn)的航天員在軌操作。

“天極”望遠(yuǎn)鏡：唯一的國(guó)際合作項(xiàng)目

“天極”望遠(yuǎn)鏡的全稱是“天極”伽瑪暴偏振探測(cè)儀，由中科院高能物理研究所牽頭，瑞士日內(nèi)瓦大學(xué)、瑞士保羅謝爾研究所、波蘭核物理研究所等參與，是天宮二號(hào)上唯一的國(guó)際合作項(xiàng)目。

伽瑪暴是宇宙伽瑪射線暴的簡(jiǎn)稱，它的起源及相應(yīng)的物理過程一直是天文學(xué)最前沿課題之一。這十幾年來(lái)，人們對(duì)伽瑪暴的研究取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，但有關(guān)伽瑪暴的一些基本問題還是沒有得到很好解決。

作為國(guó)際上最靈敏的伽瑪暴偏振探測(cè)儀，“天極”的探測(cè)效率比國(guó)際同類儀器高幾十倍，它預(yù)期運(yùn)行兩年，可以探測(cè)到大約100個(gè)伽瑪射線暴，為更好地理解宇宙中極端天體物理環(huán)境下最劇烈的爆發(fā)現(xiàn)象的產(chǎn)生機(jī)制作出重要貢獻(xiàn)。

空間物理學(xué)：有望取得重大突破

天宮二號(hào)搭載了多項(xiàng)空間物理實(shí)驗(yàn)，如空間冷原子鐘實(shí)驗(yàn)、空地量子密鑰分配試驗(yàn)等，均屬國(guó)際科學(xué)前沿，科學(xué)意義重大。

冷原子鐘是一種高精度的計(jì)時(shí)裝置。科學(xué)家們將激光冷卻原子技術(shù)與空間微重力環(huán)境相結(jié)合研發(fā)成功的空間冷原子鐘，將成為國(guó)際上第一臺(tái)空間運(yùn)行的冷原子鐘，可以使飛行器自主守時(shí)精度提高兩個(gè)量級(jí)。該實(shí)驗(yàn)在原子物理研究方面具有重大意義，在國(guó)防安全、高精度星鐘等方面具有廣泛應(yīng)用價(jià)值。

量子密鑰分配試驗(yàn)將在基于載人航天空間平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)天－地量子密鑰傳輸試驗(yàn)，以及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)天地激光通信。該實(shí)驗(yàn)將為未來(lái)建立不可破譯的信息安全系統(tǒng)、在國(guó)際上率先建立實(shí)用化的保密通信網(wǎng)絡(luò)奠定基礎(chǔ)。

對(duì)地觀測(cè)儀器：全方位“感知”地球

我國(guó)載人航天的歷次巡天任務(wù)都少不了在浩瀚的宇宙中從各個(gè)方位“感知”地球。天宮二號(hào)也搭載了多個(gè)新一代對(duì)地觀測(cè)遙感器和地球科學(xué)研究?jī)x器。

如寬波段成像光譜儀、三維成像微波高度計(jì)、紫外臨邊成像光譜儀等，突破了系列關(guān)鍵技術(shù)，在資源環(huán)境、生態(tài)環(huán)境、農(nóng)林應(yīng)用、海洋環(huán)境、大氣污染和大氣成分監(jiān)測(cè)以及全球變化研究等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。伴隨衛(wèi)星：天宮二號(hào)的守護(hù)者

天宮二號(hào)飛行期間還將在軌釋放一顆伴隨衛(wèi)星。伴隨衛(wèi)星飛行試驗(yàn)將進(jìn)一步驗(yàn)證小型高功能密度衛(wèi)星、在軌釋放、駐留伴隨飛行等技術(shù)，并為未來(lái)新型航天器編隊(duì)飛行技術(shù)奠定基礎(chǔ)。

這顆伴隨衛(wèi)星搭載了高分辨率全畫幅可見光相機(jī)，將在空間繞飛試驗(yàn)過程中對(duì)天宮二號(hào)與神舟十一號(hào)組合體進(jìn)行高分辨率成像，堪稱天宮二號(hào)和神舟飛船的“自拍神器”。

空間環(huán)境監(jiān)測(cè)：為天宮二號(hào)保駕護(hù)航

航天員和航天器進(jìn)入太空面臨著外層空間環(huán)境的影響。在太空中，能量很高的帶電粒子輻射可能導(dǎo)致航天器材料性能下降或損壞，也可能破壞航天員的器官組織，嚴(yán)重時(shí)甚至有生命危險(xiǎn)。另外大氣環(huán)境也會(huì)對(duì)運(yùn)行其中的航天器產(chǎn)生影響。天宮二號(hào)空間環(huán)境分系統(tǒng)由帶電粒子輻射探測(cè)器、軌道大氣環(huán)境探測(cè)器和空間環(huán)境控制單元3臺(tái)儀器組成。它們將實(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。

天宮二號(hào)上的“天極”望遠(yuǎn)鏡和它的小目標(biāo)

作為“天宮一號(hào)”的“繼承者”，天宮二號(hào)上即將進(jìn)行的各類實(shí)驗(yàn)達(dá)到了史無(wú)前例的14項(xiàng)，堪稱中國(guó)航天史上“最忙碌”的空間實(shí)驗(yàn)室。

根據(jù)計(jì)劃，天宮二號(hào)上將開展地球觀測(cè)和空間地球系統(tǒng)科學(xué)、空間應(yīng)用新技術(shù)、空間技術(shù)和航天醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用和試驗(yàn)，因此可以說(shuō)天宮二號(hào)也是中國(guó)第一個(gè)真正意義上的空間實(shí)驗(yàn)室。

除此之外，天宮二號(hào)還將身負(fù)神秘任務(wù)，它將攜帶國(guó)際首個(gè)專用的高靈敏度伽馬射線暴偏振測(cè)量?jī)x器——“天極”望遠(yuǎn)鏡進(jìn)入太空展開科學(xué)探索實(shí)驗(yàn)。

這項(xiàng)由中國(guó)－瑞士合作開展的“伽馬暴偏振探測(cè)項(xiàng)目”（POLAR）是中國(guó)空間天文“黑洞探針”計(jì)劃的組成部分，該計(jì)劃以黑洞等極端天體作為恒星和星系演化的探針，理解宇宙極端物理過程和規(guī)律，解答宇宙組成和演化。這表示天宮二號(hào)上將攜帶世界上伽馬暴和黑洞探測(cè)在伽瑪射線偏振探測(cè)方面能力最專業(yè)的設(shè)備，極有可能為我國(guó)天體物理學(xué)的發(fā)展帶來(lái)重要的突破。更多關(guān)于“天極”的專業(yè)資訊，我們邀請(qǐng)到了中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所研究員，中國(guó)科學(xué)院粒子天體物理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任張雙南教授來(lái)解答。中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所研究員，中國(guó)科學(xué)院粒子天體物理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任張雙南 伽瑪暴

恒星的“生命之花”

天宮二號(hào)上即將進(jìn)行的各類實(shí)驗(yàn)達(dá)到了史無(wú)前例的14項(xiàng)，堪稱中國(guó)航天史上“最忙碌”的空間實(shí)驗(yàn)室。

其攜帶的高靈敏度伽馬射線暴偏振測(cè)量?jī)x器——“天極”望遠(yuǎn)鏡，就如同小蜜蜂的“復(fù)眼”一般，捕捉遙遠(yuǎn)宇宙中突然發(fā)生的伽瑪射線暴（簡(jiǎn)稱伽瑪暴）現(xiàn)象。那么什么是伽馬射線？伽瑪暴又是怎樣的物理現(xiàn)象？

張雙南研究員解釋說(shuō)，伽馬射線與我們所熟悉的可見光一樣，也是電磁波的一種。電磁波按波長(zhǎng)（即相鄰兩個(gè)波峰的距離）從長(zhǎng)到短，可分為無(wú)線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X射線和伽瑪射線等等。

因此，伽瑪射線是波長(zhǎng)最短、能量最高的電磁波，它的能量比可見光大幾十萬(wàn)倍以上。伽瑪暴是伽馬射線暴的簡(jiǎn)稱，恒星在演化到最后的時(shí)候內(nèi)部將發(fā)生劇烈的爆發(fā)，而這種爆發(fā)的過程中可能伴隨著強(qiáng)烈的伽馬射線的爆發(fā)。

雖然這種強(qiáng)烈的伽馬射線輻射持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)則不過幾千秒，短則不足百分之一秒，然而其亮度卻超過全宇宙其它天體的總和，輻射能量比太陽(yáng)一生輻射的總能量還多得多，猶如恒星最后的“生命之花”，將一生的輝煌在一瞬間綻放。另外，當(dāng)兩個(gè)黑洞或者中子星最后并合在一起的時(shí)候，也會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的伽馬射線的爆發(fā)，這種爆發(fā)的能量通常比我們一般所知道的超新星爆發(fā)它的總能量要高成千上萬(wàn)倍，也被稱為是宇宙大爆炸之后最劇烈的天體的爆發(fā)現(xiàn)象。伽瑪暴正面示意圖 天極

捕捉宇宙中最美的瞬間

從1973年公布發(fā)現(xiàn)伽瑪暴以來(lái)，關(guān)于伽瑪暴的研究一直是天文學(xué)和物理學(xué)中一個(gè)極其活躍的前沿領(lǐng)域。自1997年以來(lái)，伽瑪暴的觀測(cè)研究四次被美國(guó)的《科學(xué)》雜志評(píng)為世界十大科技成就之一。但是因?yàn)榧夹g(shù)的限制，對(duì)于伽馬射線偏振現(xiàn)象的研究一直沒有突破性的進(jìn)步，甚至說(shuō)仍舊是一個(gè)空白的領(lǐng)域。

張雙南表示，關(guān)于伽瑪射線偏振的研究之所以進(jìn)展緩慢，主要是因?yàn)橘ゑR射線偏振的測(cè)量與一般的測(cè)量方法非常不同，除了需要測(cè)量光子到達(dá)的方向、能量和時(shí)間以外，還需要經(jīng)過伽瑪射線探測(cè)器中的多個(gè)作用過程才能夠獲取偏振的測(cè)量信息，這個(gè)在技術(shù)上的難度非常大。但是，偏振信息卻是研究伽瑪暴現(xiàn)象的重要參考信息，它對(duì)于理解伽瑪暴的產(chǎn)生原因、產(chǎn)生環(huán)境的磁場(chǎng)和幾何結(jié)構(gòu)起著關(guān)鍵性作用。那么作為高靈敏度伽馬射線暴偏振測(cè)量?jī)x器——“天極”望遠(yuǎn)鏡又有怎樣的獨(dú)特之處呢？

張雙南解釋說(shuō)，“天極”探測(cè)器與普通的探測(cè)器或者望遠(yuǎn)鏡不同，一般的望遠(yuǎn)鏡會(huì)有一個(gè)鏡頭，鏡頭下面就是膠片或者CCD（電荷耦合器件），但是“天極”是由一個(gè)陣列的探測(cè)器共同組成，一共25個(gè)單元，每個(gè)單元內(nèi)都有64個(gè)不同的探測(cè)器，所以“天極”是由總共1600個(gè)敏感元件組成的探測(cè)器，這樣的組合就如同自然界中蜜蜂等昆蟲的“復(fù)眼”一般，所以我們給“天極”起了一個(gè)小名叫“小蜜蜂”，“天極”望遠(yuǎn)鏡就是利用這么多不同的“眼睛”來(lái)“觀測(cè)”伽馬射線的偏振現(xiàn)象的。▲伽瑪暴偏振探測(cè)器—OBOX實(shí)物圖 探索 非同凡響

“天極”望遠(yuǎn)鏡的英文名叫做POLAR，除了具有“極化”的含義之外，它其實(shí)也是“Polarization偏振”這個(gè)單詞的縮寫，所謂天極就是天體的極化，而極化就是偏振。伽瑪暴的起源及相應(yīng)的物理過程一直是天文學(xué)家們研究的最前沿課題之一。它涉及宇宙學(xué)距離上的恒星級(jí)過程，能夠?qū)⑻祗w物理中最重要的三個(gè)層次-恒星、星系以及宇宙學(xué)聯(lián)系起來(lái)。

雖然這十幾年來(lái)人們對(duì)伽瑪暴的研究取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但是有關(guān)伽瑪暴的一些基本問題還是沒有得到很好的解決。對(duì)伽瑪暴伽瑪射線偏振的研究可以為許多伽瑪暴問題提供新的線索。

但是由于儀器能力的限制，目前國(guó)際上的觀測(cè)結(jié)果還非常少，而且沒有任何一個(gè)測(cè)量結(jié)果達(dá)到了科學(xué)意義上的確認(rèn)程度。也就是嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，目前世界上還沒有對(duì)伽瑪暴伽瑪射線偏振的有效測(cè)量結(jié)果。

張雙南表示，作為國(guó)際上最靈敏的伽瑪射線暴偏振探測(cè)儀器，“天極”能夠獲得高精度伽瑪射線偏振測(cè)量的最大樣本，它的主要科學(xué)目標(biāo)是觀測(cè)伽瑪射線暴并且測(cè)量伽瑪射線暴的偏振性質(zhì)，預(yù)期運(yùn)行兩年“天極”可以探測(cè)到大約100個(gè)伽瑪射線暴。

通過系統(tǒng)地測(cè)量伽瑪射線暴的偏振，能夠從觀測(cè)上對(duì)伽瑪射線暴的輻射機(jī)制模型加以限制或約束，為更好的理解宇宙中極端天體物理環(huán)境下的這種最劇烈的爆發(fā)現(xiàn)象產(chǎn)生的機(jī)制做出重要的貢獻(xiàn)。伽瑪暴偏振探測(cè)器—OBOX設(shè)計(jì)原理圖 伴隨著天宮二號(hào)的發(fā)射升空，“天極”望遠(yuǎn)鏡將正式展開伽瑪射線偏振性質(zhì)的測(cè)量研究工作，這將為伽瑪暴研究打開一扇新的窗口，有望取得新的進(jìn)展和發(fā)現(xiàn)。作為天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室（TG-2）搭載的所有實(shí)驗(yàn)中唯一的國(guó)際合作項(xiàng)目，我們也期待著“天極”將帶領(lǐng)人類開辟出天體物理學(xué)的一片嶄新天地。

中國(guó)具備開展載人登月基本能力

天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室于9月15日22時(shí)04分成功發(fā)射。發(fā)射前夕，就天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室以及中國(guó)空間站建設(shè)等任務(wù)情況，采訪了中國(guó)載人航天工程總設(shè)計(jì)師周建平。“天宮二號(hào)是真正意義上的空間實(shí)驗(yàn)室，肩負(fù)著驗(yàn)證中國(guó)空間站建造重要技術(shù)的重任。”周建平說(shuō)，按照載人航天工程“三步走”戰(zhàn)略，我國(guó)將在2020年前后建成空間站。“這個(gè)國(guó)人曾經(jīng)需要使勁跳才可能夠得著的夢(mèng)想，如今觸手可及。”他說(shuō)。

對(duì)于中國(guó)載人航天來(lái)說(shuō)，這是一步步圓夢(mèng)的過程，更是一步步追夢(mèng)的征途。

我們與周建平之間的對(duì)話，就圍繞著夢(mèng)想展開。天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室于9月15日22時(shí)04分成功發(fā)射

夢(mèng)之圖：載人航天好戲連臺(tái)，明年進(jìn)入“空間站時(shí)間” 記者：天宮二號(hào)和神舟十一號(hào)載人飛行任務(wù)大幕已經(jīng)開啟，業(yè)內(nèi)認(rèn)為這是載人航天工程“第二步走”關(guān)鍵一環(huán)。如何解讀天宮二號(hào)在其中的使命和價(jià)值？

周建平：作為我國(guó)載人航天工程空間實(shí)驗(yàn)室任務(wù)的一部分，天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室的主要任務(wù)是：接受載人飛船和貨運(yùn)飛船訪問，考核驗(yàn)證航天員中期駐留、推進(jìn)劑補(bǔ)加等空間站工程相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)，并開展航天醫(yī)學(xué)、空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)和空間應(yīng)用技術(shù)試驗(yàn)，以及在軌維修試驗(yàn)和空間站技術(shù)驗(yàn)證試驗(yàn)。記者：5年前，天宮一號(hào)成功發(fā)射，媒體打了一個(gè)形象的比喻：太空有了“中國(guó)家”。如今，太空即將迎來(lái)新的“中國(guó)家”，請(qǐng)問，這個(gè)新“家”新在哪里？

周建平：天宮二號(hào)其實(shí)是天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器的備份產(chǎn)品，也就是說(shuō)這個(gè)太空新“家”在大小和結(jié)構(gòu)上沒有什么變化。但這個(gè)新“家”的“里子”發(fā)生了很多變化。為了適應(yīng)新的使命需求，科研人員對(duì)天宮二號(hào)的很多地方進(jìn)行了改裝和優(yōu)化。比如，為滿足推進(jìn)劑補(bǔ)加驗(yàn)證試驗(yàn)需要，對(duì)天宮二號(hào)的推進(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)境做了重大改善，具備支持2名航天員在軌工作生活30天的能力。

記者：“家”是中國(guó)人夢(mèng)想中最動(dòng)人的部分，太空“中國(guó)家”連著中國(guó)夢(mèng)。這幾年，從實(shí)現(xiàn)載人天地往返、突破航天員出艙活動(dòng)技術(shù)到掌握空間飛行器交會(huì)對(duì)接技術(shù)……太空家園的夢(mèng)想正在緊鑼密鼓的腳步聲中一次次開花。

周建平：可以說(shuō)是好戲連臺(tái)。今年6月25日，長(zhǎng)征七號(hào)運(yùn)載火箭在海南首飛。9月15日，天宮二號(hào)發(fā)射。10月，兩名男性航天員將乘坐神舟十一號(hào)載人飛船進(jìn)入太空，在天宮二號(hào)里面駐留30天。明年上半年，天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船將訪問天宮二號(hào)，為其補(bǔ)加推進(jìn)劑并驗(yàn)證空間站貨物運(yùn)輸系統(tǒng)技術(shù)……空間站目前雖然還面臨很多挑戰(zhàn)，需要突破很多新的技術(shù)，但只要明年空間實(shí)驗(yàn)室任務(wù)一完成，我國(guó)就會(huì)進(jìn)入空間站建設(shè)階段，真正進(jìn)入“空間站時(shí)間”。計(jì)劃2018年，我國(guó)將發(fā)射空間站核心艙。

記者：可以預(yù)見，到那時(shí)，這個(gè)“家”將變得越來(lái)越大。周建平：未來(lái)中國(guó)空間站總體構(gòu)型是3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。從體量上看，要比國(guó)際空間站規(guī)模小一些，最多對(duì)接兩艘載人飛船和一艘貨運(yùn)飛船。但我們建造空間站有后發(fā)優(yōu)勢(shì)，信息技術(shù)、再生環(huán)保、新能源、自動(dòng)化和人工智能等先進(jìn)技術(shù)，將綜合體現(xiàn)在中國(guó)空間站上，不僅信息化程度更高，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性也會(huì)更好，屆時(shí)會(huì)大幅降低對(duì)地面運(yùn)輸?shù)男枨蟆？臻g站建成后，設(shè)計(jì)額定容納一個(gè)乘組3名航天員。由于空間站需要連續(xù)性駐人，將會(huì)采取乘組輪換制，因此空間站里最多能達(dá)到6名航天員。航天員駐留時(shí)間也會(huì)根據(jù)任務(wù)情況決定。此外，我們的空間站是可擴(kuò)展的，將根據(jù)科學(xué)研究和國(guó)際合作的需要，在現(xiàn)在的構(gòu)成基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高它的能力。

記者：有了空間站，載人航天的夢(mèng)想會(huì)不會(huì)進(jìn)一步延伸？國(guó)際上，科學(xué)家和航天工程師都有一個(gè)共識(shí)——火星是人類應(yīng)該追求探索的重要目標(biāo)。請(qǐng)您談?wù)勥@方面的看法。周建平：火星探索是一個(gè)非常復(fù)雜的工程。雖然中國(guó)的火星探測(cè)器已進(jìn)入研制階段，但就現(xiàn)階段而言，載人登錄火星面臨巨大的技術(shù)挑戰(zhàn)，載人登月才是離人類更近的目標(biāo)。實(shí)現(xiàn)載人登月，將是登陸火星之前必須要走的途徑。目前我國(guó)載人航天連戰(zhàn)連捷，探月工程已實(shí)現(xiàn)了繞落目標(biāo)，2017年嫦娥五號(hào)將進(jìn)行月球采樣返回任務(wù)。當(dāng)然，載人登月技術(shù)更復(fù)雜，規(guī)模也更大，要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，我國(guó)在技術(shù)上仍然面臨許多挑戰(zhàn)：需要更大運(yùn)載能力的火箭、著陸月球并從其上返回的飛行器和新型飛船……但從技術(shù)上講，中國(guó)航天具備了開展載人登月研發(fā)的基本能力。

記者：隨著中國(guó)載人航天更富有想象力夢(mèng)想的展開，海南文昌航天發(fā)射場(chǎng)會(huì)不會(huì)接力酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成為我國(guó)第二個(gè)載人航天發(fā)射場(chǎng)？

周建平：根據(jù)計(jì)劃，中國(guó)空間站及貨運(yùn)飛船等，都將在新建成的海南文昌航天發(fā)射場(chǎng)發(fā)射，這些飛行器在發(fā)射時(shí)是不載人的。如果實(shí)施載人登月工程，海南文昌航天發(fā)射場(chǎng)從技術(shù)上是更好的選擇，因?yàn)槠涞乩砭暥容^低，但現(xiàn)在的載人航天發(fā)射還是選擇在酒泉。

“天宮二號(hào)”發(fā)射成功 這個(gè)空間實(shí)驗(yàn)室到底有多牛？

在超期服役長(zhǎng)達(dá)兩年半之后，中國(guó)第一個(gè)空間實(shí)驗(yàn)室天宮一號(hào)“完成使命”。而作為升空的接力者——“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室，則將開創(chuàng)更多“第一次”，除了要印證航天員在軌中期駐留，還要開展14項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，涉及八大領(lǐng)域。“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室已于北京時(shí)間9月15日22時(shí)04分發(fā)射成功。今年10月，中國(guó)將發(fā)射“神舟十一號(hào)”載人飛船，與“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行對(duì)接，進(jìn)行30天的航天員中期駐留試驗(yàn)；2017年，“長(zhǎng)征七號(hào)”火箭將發(fā)射“天舟一號(hào)”貨運(yùn)飛船，與“天宮二號(hào)”進(jìn)行對(duì)接，進(jìn)行推進(jìn)劑在軌補(bǔ)加等空間站建造運(yùn)營(yíng)關(guān)鍵技術(shù)的驗(yàn)證。其目的是為了中國(guó)將在2020年前后建成的永久性空間站。長(zhǎng)征二號(hào)F T2火箭點(diǎn)火，托舉著天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室從酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心騰空而起。

“天宮二號(hào)”上的新設(shè)備

“天宮二號(hào)”與“天宮一號(hào)”相同，均為長(zhǎng)期在軌自動(dòng)運(yùn)行、短期載人的飛行器，是為未來(lái)的長(zhǎng)期性空間站建設(shè)做準(zhǔn)備。但兩者相比，“內(nèi)在”的變化很大。天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室與長(zhǎng)征二號(hào)F T2火箭垂直轉(zhuǎn)運(yùn)至發(fā)射塔架。

從中國(guó)航天科技集團(tuán)此前發(fā)布的消息來(lái)看，“天宮二號(hào)”較大的改進(jìn)是裝備更豪華、裝載量提高、內(nèi)部環(huán)境更好。值得一提的是，“天宮二號(hào)”的系統(tǒng)設(shè)計(jì)是模塊化的，也就是說(shuō)它出現(xiàn)問題時(shí)可以快速更換和在軌維修，這在國(guó)內(nèi)空間領(lǐng)域?qū)儆谑讋?chuàng)。

此外，為了方便航天員太空生活，“天宮二號(hào)”在內(nèi)部增加了很多貼心的設(shè)計(jì)。中國(guó)航天科技集團(tuán)五院“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室總設(shè)計(jì)師朱樅鵬在接受采訪時(shí)介紹說(shuō)：“我們要以人為本，給航天員創(chuàng)造一個(gè)更好的生活和工作環(huán)境。” “天宮二號(hào)”首次使用可展開的多功能小平臺(tái)，航天員可以在上面寫字、吃飯、做科學(xué)實(shí)驗(yàn)，生活工作兩不誤；通信方面為航天員配備了藍(lán)牙耳機(jī)和藍(lán)牙音響；用地板取代了地毯；艙內(nèi)燈光采用米黃色色調(diào)，亮度可手動(dòng)調(diào)節(jié)，并為每個(gè)航天員安裝了床前燈。

事實(shí)上，30天的太空駐留不僅是對(duì)航天員本身的考驗(yàn)，也是對(duì)中國(guó)載人航天技術(shù)全新的挑戰(zhàn)。如何長(zhǎng)時(shí)間提供適合人生活的環(huán)境，如何長(zhǎng)時(shí)間提供包括水在內(nèi)的物資供給，都將在“天宮二號(hào)”任務(wù)中得到驗(yàn)證。

“天宮二號(hào)”上的新實(shí)驗(yàn) 雖然“天宮一號(hào)”、“天宮二號(hào)”都屬于空間實(shí)驗(yàn)室，但后者更為正規(guī)，或者說(shuō)“天宮二號(hào)”才是真正意義上的空間實(shí)驗(yàn)室。

6月2日，中國(guó)科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心高級(jí)顧問顧逸東院士介紹了“天宮二號(hào)”的部分空間科學(xué)任務(wù)。比如“空—地量子密鑰分配與激光通信試驗(yàn)”，密鑰分發(fā)是實(shí)現(xiàn)“無(wú)條件”安全的量子通信的關(guān)鍵步驟，這項(xiàng)試驗(yàn)將驗(yàn)證量子密鑰分發(fā)的核心環(huán)節(jié)，在天地間傳輸密鑰。再如“伽馬暴偏振探測(cè)”項(xiàng)目，將對(duì)伽馬暴和太陽(yáng)耀斑進(jìn)行高靈敏度偏振觀測(cè)。“可望開辟伽瑪射線偏振探測(cè)天文新窗口。”顧逸東說(shuō)。“天宮二號(hào)”搭載的伽馬暴探測(cè)設(shè)備由中國(guó)科學(xué)院與瑞士日內(nèi)瓦大學(xué)聯(lián)合研制，這臺(tái)設(shè)備比過去國(guó)際上類似儀器的探測(cè)效率高數(shù)十倍，中歐科學(xué)家合作研究揭示宇宙結(jié)構(gòu)、起源、演化問題。

此外，“天宮二號(hào)”還搭載全球首臺(tái)冷原子鐘，開展“液橋熱毛細(xì)對(duì)流實(shí)驗(yàn)研究”、“多樣品材料空間生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)”、“空間高等植物培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)”等項(xiàng)目。

“天宮二號(hào)”熱毛細(xì)對(duì)流空間實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目主任設(shè)計(jì)師、中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所研究員康琦解釋，為生產(chǎn)出高質(zhì)量的半導(dǎo)體材料，就要科學(xué)控制單晶硅在晶體生長(zhǎng)過程中浮力對(duì)流和熱毛細(xì)對(duì)流的影響，而太空特有的微重力環(huán)境將使科學(xué)家深入剖析熱毛細(xì)對(duì)流的真實(shí)過程。這次飛行中，“天宮二號(hào)”還將釋放一顆伴隨衛(wèi)星，這是一顆微納衛(wèi)星，搭載多個(gè)試驗(yàn)載荷，并具備較強(qiáng)的變軌能力，具備開展空間任務(wù)的靈活性與機(jī)動(dòng)性。伴隨衛(wèi)星將在任務(wù)期間開展對(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。空間實(shí)驗(yàn)室與空間站的區(qū)別

空間實(shí)驗(yàn)室是建造在太空中的實(shí)驗(yàn)室，這種特殊的實(shí)驗(yàn)室需要先發(fā)射無(wú)人空間實(shí)驗(yàn)室，然后再用運(yùn)載火箭將載人飛船送入太空，與停留在軌道上的無(wú)人空間實(shí)驗(yàn)室交會(huì)對(duì)接。接下來(lái)，航天員從飛船中進(jìn)入空間實(shí)驗(yàn)室，開展工作，完成工作后再乘飛船返回地球。因此，中國(guó)在發(fā)射“天宮二號(hào)”后，還將發(fā)射“神舟十一號(hào)”載人飛船，與“天宮二號(hào)”對(duì)接，從而完成空間實(shí)驗(yàn)室的建造。

而空間站是指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。空間站最大的特點(diǎn)就是規(guī)模和體積龐大、在軌運(yùn)行的時(shí)間久，比如由美國(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，已經(jīng)為人類工作了16個(gè)年頭。

空間實(shí)驗(yàn)室像是空間站的前身，為發(fā)展空間站，從載人飛船過渡到載人航天基礎(chǔ)設(shè)施的試驗(yàn)性航天器。前者是為建造復(fù)雜程度更高的空間站所做準(zhǔn)備工作。