你不能不知的天宮二號(hào)

成功發(fā)射升空的天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室被稱(chēng)為是天宮一號(hào)的升級(jí)版，這個(gè)長(zhǎng)10.4米、最大直徑3.35米、重達(dá)8.6噸的人造太空器在太空中雖然只是一個(gè)難以分辨的“小不點(diǎn)”，但他卻是能供航天員居住的“太空之家”。那這個(gè)太空之家又有什么新看點(diǎn)、新科技，科普君將帶你揭開(kāi)它的神秘面紗。

天宮二號(hào)已經(jīng)順利升空了，未來(lái)，在這個(gè)“天空之家”里將開(kāi)展哪些太空實(shí)驗(yàn)？其中有什么新亮點(diǎn)、新科技？

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)是真正意義上的太空實(shí)驗(yàn)室，其主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是開(kāi)展較大規(guī)模的空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)、空間應(yīng)用試驗(yàn)以及航天醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)；二是考核驗(yàn)證航天員中期駐留、推進(jìn)劑補(bǔ)加、在軌維修等空間站建造運(yùn)營(yíng)關(guān)鍵技術(shù)。

天宮二號(hào)與神舟十一號(hào)將在393公里軌道高度對(duì)接

天宮二號(hào)發(fā)射后，神舟十一號(hào)載人飛船將于10月17日升空。天宮二號(hào)與神舟十一號(hào)的交會(huì)對(duì)接、組合體運(yùn)行和飛船返回，都是在距地面393公里的軌道高度開(kāi)展。

將研究宇宙結(jié)構(gòu)、起源并產(chǎn)生顯著社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益

天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室裝載的伽瑪暴偏振探測(cè)儀，通過(guò)對(duì)伽瑪暴和太陽(yáng)耀斑進(jìn)行高靈敏度偏振觀測(cè)，有助于進(jìn)一步了解伽瑪暴的本質(zhì)，進(jìn)而開(kāi)展宇宙結(jié)構(gòu)、起源和演化方面的研究。

此外，天宮二號(hào)裝載的寬波段成像光譜儀、三維成像微波高度計(jì)、紫外臨邊成像光譜儀等新一代對(duì)地觀測(cè)遙感儀器和地球科學(xué)研究?jī)x器，將會(huì)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，產(chǎn)生顯著的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

搭載14項(xiàng)空間應(yīng)用載荷，釋放伴隨衛(wèi)星開(kāi)展聯(lián)合試驗(yàn)

天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室搭載了14項(xiàng)空間應(yīng)用載荷，這些應(yīng)用項(xiàng)目大都代表著相關(guān)科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的國(guó)際先進(jìn)水平，將有力促進(jìn)我國(guó)空間科學(xué)和應(yīng)用技術(shù)發(fā)展。此外，還將釋放一顆伴隨衛(wèi)星與天宮二號(hào)伴飛開(kāi)展聯(lián)合試驗(yàn)。

太空中的“八卦爐”

天宮二號(hào)裝載的綜合材料實(shí)驗(yàn)裝置堪稱(chēng)太空中的“八卦爐”，這套實(shí)驗(yàn)裝置由“材料實(shí)驗(yàn)爐”、“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27.6公斤重，最大功耗不到200瓦（一般電水壺1000～1800瓦，這套裝置只用了電水壺功耗的1/9～1/5，相當(dāng)于2個(gè)100瓦的白熾燈），卻能實(shí)現(xiàn)真空環(huán)境下最高950攝氏度的爐膛溫度！

伴隨衛(wèi)星，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)星采用了小型化、輕量化、功能密度的設(shè)計(jì)，使衛(wèi)星結(jié)構(gòu)小、重量輕，卻實(shí)現(xiàn)了高功能密度的設(shè)計(jì)結(jié)果。

伴隨衛(wèi)星將在在軌任務(wù)期間開(kāi)展對(duì)空間組合體的伴飛以及多平臺(tái)空間協(xié)同等試驗(yàn)，為主航天器的技術(shù)試驗(yàn)提供支持，并進(jìn)行多項(xiàng)新技術(shù)的試驗(yàn)，拓展空間技術(shù)應(yīng)用。

“百變金剛”液橋

俗話說(shuō)，“人往高處走，水往低處流”?？墒窃谔罩?，水未必能往低處流。這就是太空中微重力的神奇所在。它顛覆了地面上的一些常識(shí)，航天員到了空間站里就喜歡上了淘氣地“玩水”游戲。液橋是什么？通俗地講，液橋就是固體間的小液柱，也就是連接著兩個(gè)固體表面之間的一段液體。

天宮二號(hào)將開(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，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。

偏愛(ài)伽馬暴的“天極”望遠(yuǎn)鏡

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(zhuān)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(kāi)科學(xué)探索實(shí)驗(yàn)。

伽瑪暴是宇宙伽瑪射線暴的簡(jiǎn)稱(chēng)，它的起源及相應(yīng)的物理過(guò)程一直是天文學(xué)最前沿課題之一。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(lèi)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，它將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(guò)程和規(guī)律，解答宇宙組成和演化。

太空中的迷你溫室

所謂“兵馬未動(dòng)，糧草先行”，發(fā)展空間生命生態(tài)支撐系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)糧食和果蔬種植，不僅是空間生物學(xué)的重要研究課題之一，也是人類(lèi)長(zhǎng)期探索空間的重要保障。

盡管目前在空間已經(jīng)進(jìn)行了多次植物生長(zhǎng)試驗(yàn)，但要在太空條件下成功地實(shí)現(xiàn)糧食與蔬菜的生產(chǎn)，為宇航員長(zhǎng)期空間生活提供食物來(lái)源，還需要解決包括微重力在內(nèi)的極端環(huán)境因子對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育影響等諸多問(wèn)題。

天宮二號(hào)高等植物培養(yǎng)箱的主要任務(wù)就是培育植物，它將開(kāi)展我國(guó)首次為期6個(gè)月的植物“從種子到種子”全生命周期培養(yǎng)，并且全程直播。

太空中的迷你溫室分為在軌單元和返回單元。在軌單元可提供兩個(gè)擬南芥培養(yǎng)單元和兩個(gè)水稻培養(yǎng)單元，分別為一個(gè)長(zhǎng)日照和一個(gè)短日照培養(yǎng)條件，返回單元用于培養(yǎng)擬南芥。

天機(jī)不可泄露？空地量子密鑰分配

自人類(lèi)使用語(yǔ)言以來(lái)，通過(guò)密鑰給信息加密的技術(shù)就伴隨著人類(lèi)對(duì)通信保密程度的需求而不斷發(fā)展。為了更遠(yuǎn)距離的量子保密通信，我們除了繼續(xù)建設(shè)地面光纖網(wǎng)絡(luò)以外，還需要借助天上的多個(gè)飛行器實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)距離，覆蓋光纖無(wú)法到達(dá)區(qū)域的量子密鑰分配。

天宮二號(hào)上的載荷“量子密鑰分配專(zhuān)項(xiàng)”就是以實(shí)現(xiàn)空地間實(shí)用化的量子密鑰分配為目標(biāo)，通過(guò)天上發(fā)射一個(gè)個(gè)單光子并在地面接收，生成“天機(jī)不可泄露”的量子密鑰。

微波高度計(jì)

天宮二號(hào)上搭載的微波高度計(jì)叫做“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。（編輯/鄒小啟）