“天宮二號”，神器武裝“太空之家”

顏士州

“天宮二號”空間實(shí)驗(yàn)室于2016年9月15日22時(shí)4分在陜西西安酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射成功?！疤鞂m二號”空間實(shí)驗(yàn)室，是繼“天宮一號”之后我國自主研發(fā)的第二個(gè)空間實(shí)驗(yàn)室，它將為進(jìn)一步驗(yàn)證空間交會(huì)對接技術(shù)及進(jìn)行一系列空間試驗(yàn)提供場所。

空間站的前身

什么叫空間實(shí)驗(yàn)室？空間實(shí)驗(yàn)室其實(shí)就是太空實(shí)驗(yàn)室，它是一種載人航天科學(xué)實(shí)驗(yàn)空間站，美國、俄羅斯早在20世紀(jì)80年代初就擁有了自己的空間實(shí)驗(yàn)室，而我國是從2011年9月29日“天宮一號”的成功發(fā)射，才算有了自己的空間實(shí)驗(yàn)室。

空間實(shí)驗(yàn)室的操作是先發(fā)射停留在太空的無人空間實(shí)驗(yàn)室，然后用運(yùn)載火箭將載人飛船送入太空，隨即跟停留在軌道上的無人空間實(shí)驗(yàn)室交會(huì)對接，這樣宇航員才能從飛船進(jìn)入空間實(shí)驗(yàn)室開始工作。航天員完成工作后可以再乘飛船返回地球上來。此后，我國又發(fā)射“神舟十一號”與“天宮二號”對接，這樣才完成對空間實(shí)驗(yàn)室的建造。

空間實(shí)驗(yàn)室與空間站有所不同，空間站是一種能供航天員居住的航天器。它的特點(diǎn)是規(guī)模龐大而且運(yùn)行的時(shí)間長，空間站如同能住宿的房子一樣，可以提供生活設(shè)施，時(shí)間久了發(fā)生故障可以維修?？臻g實(shí)驗(yàn)室是空間站的前身，屬于一種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?！吧裰凼惶枴陛d人飛船一旦與“天宮二號”空間實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行對接，航天員可以進(jìn)行為期一個(gè)月時(shí)間的駐留試驗(yàn)，其目的是為2020年我國建成永久性空間站做準(zhǔn)備。

“天宮二號”的靚麗身姿

“天宮二號”與“天宮一號”雖然都屬于一種飛行器，但兩者有所不同，不同在“天宮二號”是模塊化的，即使發(fā)現(xiàn)問題可以迅速維修。而且“天宮二號”裝備更強(qiáng)大、裝載量高、內(nèi)部環(huán)境好。它里面的機(jī)械臂就是我國自主研究的機(jī)器人，它可以搬運(yùn)貨物、在軌組裝，幫助航天員干活。它長10米，既可自主爬行，還可做局部精細(xì)化操作。也許你會(huì)認(rèn)為自主爬行不足一談，但你想想看，太空里大的東西特別大，細(xì)小的東西形同針尖，如何組裝并不是一件容易的事。

“天宮二號”在設(shè)計(jì)的時(shí)候?yàn)榱朔奖愫教靻T太空生活，對內(nèi)部進(jìn)行了精心設(shè)計(jì)。它有專門供宇航員工作的實(shí)驗(yàn)室，航天員配備筆記本電腦，工作室的溫度保持恒溫；有專門的廚房，宇航員將事先準(zhǔn)備好的飯菜儲(chǔ)存冰箱里，餓了只要拿出來熱一熱就可以吃了，當(dāng)然考慮到個(gè)人口味，特制了一些太空食品；在通信上為航天員配備了藍(lán)牙耳機(jī)，可以和地面保持聯(lián)系，也可以收看電視節(jié)目，用網(wǎng)絡(luò)電視與家人進(jìn)行短信交流；臥室里的環(huán)境更加舒適，鋪設(shè)了地板，艙內(nèi)燈光可以調(diào)節(jié)亮度，床前都配備了床頭燈，可以躺在床上玩手機(jī)聽音樂；娛樂室里面配備著健身器材，里面有單車、踏步器以及其他體育器材，供宇航員鍛煉身體；在衛(wèi)生方面，特制了毛巾和抽水馬桶，使得氣壓低于艙內(nèi)，這樣氣味不易擴(kuò)散，還可以廢物處理。

雖然“天宮二號”屬于空間實(shí)驗(yàn)室，還不屬于空間站，但駐留30天，這么長時(shí)間在空間生活完全是對航天員自身體能的考驗(yàn)，同時(shí)也是對我國載人航天技術(shù)的挑戰(zhàn)。這次實(shí)驗(yàn)的目的之一就是研究怎樣長時(shí)間提供適合人類生活的環(huán)境，怎樣長時(shí)間提供包括水在內(nèi)的物資供給，這些都要在“天宮二號”中得到驗(yàn)證。

“天宮二號”有哪些利器

據(jù)悉 ，我國將要進(jìn)行14項(xiàng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)，重點(diǎn)進(jìn)行空間冷原子鐘實(shí)驗(yàn)、伽瑪暴偏振探測實(shí)驗(yàn)、空地量子密鑰分配實(shí)驗(yàn)。單單看外表，“天宮二號”和“天宮一號”差不多，但內(nèi)部系統(tǒng)是完全不一樣的，“天宮一號”屬于一種飛行器，它負(fù)責(zé)對接飛船的任務(wù)，而“天宮二號”可以載人，完全具備太空補(bǔ)加功能。對于推進(jìn)劑補(bǔ)加，其難度不是常人所想象那么簡單的，如同高空飛行中的飛機(jī)在空中加油一樣。它是由西安航天研究院研制的關(guān)鍵技術(shù)項(xiàng)目之一，“天宮二號”作為中國首個(gè)空間站的雛形，要想使得它在太空停留的時(shí)間長久，就得給它補(bǔ)充燃料，而航天器在運(yùn)行期間，推進(jìn)劑也在慢慢地消耗，就像飛行的飛機(jī)一樣，一旦起飛就得耗油，而油箱的容量畢竟有限。那么航天器的推進(jìn)劑消耗完了怎么辦？這就需要補(bǔ)加燃料，才能延長壽命。

說起給航天器“太空加油”，花費(fèi)了科學(xué)家大量的精力，補(bǔ)加推進(jìn)劑要讓空間壓縮機(jī)壓縮燃料，但是在壓縮的同時(shí)燃料也在流失，于是科學(xué)家想出了在液路浮動(dòng)斷接器上增加安裝接口的方法，加快資源艙里的燃料流動(dòng)。

“天宮二號”的核心是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它能保證所有的分支系統(tǒng)有序地運(yùn)行，儀表控制器是一種高性能計(jì)算機(jī)，用于跟其他系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，同時(shí)控制著系統(tǒng)的溫度，相當(dāng)于一個(gè)大“空調(diào)器”，一旦艙內(nèi)溫度過高或者過低，它都會(huì)及時(shí)調(diào)節(jié)，使得設(shè)備正常運(yùn)行。

或許你還記得“天宮一號”授課的情景，系統(tǒng)中的圖像從萬里之遙能清楚看到，此次“天宮二號”安裝的攝像機(jī)采用高保真編碼話音設(shè)備和雙向圖像解碼器，使得我們在電視熒幕上看得比上次更清楚，聲音聽得更仔細(xì)，地面上的人可以跟宇航員對話?！疤鞂m二號”和“神舟十一號”分別裝上無線設(shè)備，使彼此間信息互通。USB應(yīng)答機(jī)分分秒秒監(jiān)測它們的方向、距離和速度，及時(shí)將信息返回地面。

“天宮二號”給我們帶來哪些影響

“天宮二號”在“太空計(jì)時(shí)”上有所突破，計(jì)量精度有所提高。這次對“空間冷原子鐘”的實(shí)驗(yàn)，可以使人類對太空的計(jì)時(shí)更為精確，而且這種精確計(jì)時(shí)可以用于城市與城市之間的距離測算、出行地點(diǎn)以及里程等方面的更精確的距離測算，尤其對導(dǎo)航定位做到百分百準(zhǔn)確無誤。

隨著網(wǎng)絡(luò)信息的普及，許多人為自己不經(jīng)意泄密隱私而擔(dān)憂，“天宮二號”可以通過遙感加密，生成“公開密鑰”密碼系統(tǒng)，使得儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)內(nèi)的個(gè)人信息必須通過私人密鑰，才能獲得。

“天宮二號”里“天極”望遠(yuǎn)鏡可用來探測研究宇宙中的射線，高精度、系統(tǒng)性地觀測恒星演化、黑洞形成，為研究其他星球以及宇宙中的爆發(fā)現(xiàn)象做更深一步的監(jiān)測。

隨著城市數(shù)十層高的摩天大樓不斷出現(xiàn)，火災(zāi)等隱患也接踵而來，往往給消防設(shè)施帶來挑戰(zhàn)，由于消防泵的壓力有限，水槍的理論最高射程只有50米，如果航天渦輪泵推進(jìn)技術(shù)用在這里，可以使水槍射程提高到3倍。