你不能不知的天宮二號

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

天宮二號已經(jīng)順利升空了，未來，在這個“天空之家”里將開展哪些太空實驗？其中有什么新亮點、新科技？

我國第一個真正意義上的太空實驗室

天宮二號是真正意義上的太空實驗室，其主要體現(xiàn)在兩個方面：一是開展較大規(guī)模的空間科學(xué)實驗、空間應(yīng)用試驗以及航天醫(yī)學(xué)實驗；二是考核驗證航天員中期駐留、推進劑補加、在軌維修等空間站建造運營關(guān)鍵技術(shù)。

天宮二號與神舟十一號將在393公里軌道高度對接

天宮二號發(fā)射后，神舟十一號載人飛船將于10月17日升空。天宮二號與神舟十一號的交會對接、組合體運行和飛船返回，都是在距地面393公里的軌道高度開展。

將研究宇宙結(jié)構(gòu)、起源并產(chǎn)生顯著社會經(jīng)濟效益

天宮二號空間實驗室裝載的伽瑪暴偏振探測儀，通過對伽瑪暴和太陽耀斑進行高靈敏度偏振觀測，有助于進一步了解伽瑪暴的本質(zhì)，進而開展宇宙結(jié)構(gòu)、起源和演化方面的研究。

此外，天宮二號裝載的寬波段成像光譜儀、三維成像微波高度計、紫外臨邊成像光譜儀等新一代對地觀測遙感儀器和地球科學(xué)研究儀器，將會提高我國在全球氣候變化研究、大氣污染和大氣成分監(jiān)測等領(lǐng)域的技術(shù)水平，產(chǎn)生顯著的社會經(jīng)濟效益。

搭載14項空間應(yīng)用載荷，釋放伴隨衛(wèi)星開展聯(lián)合試驗

天宮二號空間實驗室搭載了14項空間應(yīng)用載荷，這些應(yīng)用項目大都代表著相關(guān)科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的國際先進水平，將有力促進我國空間科學(xué)和應(yīng)用技術(shù)發(fā)展。此外，還將釋放一顆伴隨衛(wèi)星與天宮二號伴飛開展聯(lián)合試驗。

太空中的“八卦爐”

天宮二號裝載的綜合材料實驗裝置堪稱太空中的“八卦爐”，這套實驗裝置由“材料實驗爐”、“材料電控箱”和“材料樣品工具袋”三個單機構(gòu)成。整個裝置共約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100瓦的白熾燈），卻能實現(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“守護者”

天宮二號伴隨衛(wèi)星是一顆微納衛(wèi)星，是天宮二號試驗任務(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，使衛(wèi)星結(jié)構(gòu)小、重量輕，卻實現(xiàn)了高功能密度的設(shè)計結(jié)果。

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

“百變金剛”液橋

俗話說，“人往高處走，水往低處流”。可是在太空中，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，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，也就是連接著兩個固體表面之間的一段液體。

天宮二號將開展大Prandtl數(shù)液橋熱毛細對流穩(wěn)定性相關(guān)問題的研究，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)重建等空間實驗關(guān)鍵技術(shù)，進一步提升我國微重力流體科學(xué)的空間實驗?zāi)芰图夹g(shù)水平。

偏愛伽馬暴的“天極”望遠鏡

天宮二號還將身負神秘任務(wù)，它將攜帶國際首個專用的高靈敏度伽馬射線暴偏振測量儀器——“天極”望遠鏡進入太空展開科學(xué)探索實驗。

伽瑪暴是宇宙伽瑪射線暴的簡稱，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。作為國際上最靈敏的伽瑪暴偏振探測儀，“天極”的探測效率比國際同類儀器高幾十倍，它預(yù)期運行兩年，可以探測到大約100個伽瑪射線暴，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，糧草先行”，發(fā)展空間生命生態(tài)支撐系統(tǒng)，實現(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，也是人類長期探索空間的重要保障。

盡管目前在空間已經(jīng)進行了多次植物生長試驗，但要在太空條件下成功地實現(xiàn)糧食與蔬菜的生產(chǎn)，為宇航員長期空間生活提供食物來源，還需要解決包括微重力在內(nèi)的極端環(huán)境因子對植物生長發(fā)育影響等諸多問題。

天宮二號高等植物培養(yǎng)箱的主要任務(wù)就是培育植物，它將開展我國首次為期6個月的植物“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擬南芥培養(yǎng)單元和兩個水稻培養(yǎng)單元，分別為一個長日照和一個短日照培養(yǎng)條件，返回單元用于培養(yǎng)擬南芥。

天機不可泄露？空地量子密鑰分配

自人類使用語言以來，通過密鑰給信息加密的技術(shù)就伴隨著人類對通信保密程度的需求而不斷發(fā)展。為了更遠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飛行器實現(xiàn)更遠距離，覆蓋光纖無法到達區(qū)域的量子密鑰分配。

天宮二號上的載荷“量子密鑰分配專項”就是以實現(xiàn)空地間實用化的量子密鑰分配為目標(biāo)，通過天上發(fā)射一個個單光子并在地面接收，生成“天機不可泄露”的量子密鑰。

微波高度計

天宮二號上搭載的微波高度計叫做“三維成像微波高度計”，是國際上第一次實現(xiàn)寬刈幅海面高度測量并能進行三維成像的微波高度計。它采用小角度、高精度干涉測量技術(shù)，能精確獲得海面的干涉條紋信息，進而獲得三維海面形態(tài)，再經(jīng)過復(fù)雜的定標(biāo)最終獲得寬刈幅范圍內(nèi)的海平面高度測量。（編輯/鄒小啟）