向“太宮之家”進發

顏士州

“天宮二號”空間實驗室于2016年9月15日22時04分在陜西西安酒泉衛星發射中心發射成功。“天宮二號”空間實驗室是繼“天宮一號”之后，我國自主研發的第二個空間實驗室，它為進一步驗證空間交會對接技術及進行一系列空間試驗提供了場所。

什么是空間實驗室？

空間實驗室其實就是太空實驗室，它是一種載人航天科學實驗空間站，美國、俄羅斯早在八十年代初就擁有了自己的空間實驗室，而我國是從2011年9月29日“天宮一號”的成功發射，才算有了自己的空間實驗室。

建造的步驟是先發射能停留在太空的無人空間實驗室，然后用運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驗室進行對接，這樣宇航員就能從飛船進入空間實驗室工作，航天員完成工作后再乘飛船返回地球。比如，“天宮二號”發射成功后，將發射“神州十一號”載人飛船與“天宮二號”對接，這樣就完成空間實驗室的建造。

空間實驗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。它的特點是規模龐大，而且運行的時間長。空間站同住房一樣，可以提供生活設施，如果發生故障還可以進行維修。空間實驗室是空間站的前身，屬于一種從載人飛船過渡到載人航天基礎設施的試驗性航天器。那么，“神舟十一號”載人飛船一旦與“天宮二號”空間實驗室進行對接，航天員可以進行為期一個月的駐留試驗，其目的是為建成永久性空間站作準備。

“天宮二號”的強大功能

“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，不同之處在于“天宮二號”是模塊化的，發現問題可以迅速維修，而且“天宮二號”裝備強大、裝載量高、內部環境好。它里面的機械臂是我國自主研制的機器人，可以搬運貨物，幫助航天員干活。它長10米，既可自主爬行，還可做局部精細化操作。也許你會認為這種技術普普通通，但你想想看，太空里大的東西特別大，細小的東西形同針尖，這些工作該采取什么方法，一些零件如何組裝都不是一件容易的事。

為了方便航天員的太空生活，專家們對“天宮二號”內部進行了精心設計。它有專門供宇航員工作的實驗室，給航天員配備了筆記本電腦，工作室的溫度保持恒溫；有專門的廚房，宇航員將事先準備好的飯菜儲存在冰箱里，餓了只要拿出來熱一熱就可以吃了。在通信上，為航天員配備了藍牙耳機，可以和地面保持聯系，也可以用網絡電視與家人進行交流；臥室里的環境更加舒適，鋪設了地板，艙內燈光可以調節亮度，床前都配備了床頭燈，可以躺在床上玩手機聽音樂；娛樂室里配備著健身器材，里面有單車、踏步器以及其他體育器材供宇航員鍛煉身體；在衛生設施方面，有特制的毛巾和抽水馬桶等。

雖然“天宮二號”是空間實驗室，還不屬于空間站，但在空間駐留30天時間完全是對航天員自身體能的考驗，同時也是對我國載人航天技術的挑戰。這次實驗的目的就是研究怎樣長時間提供適合人類生活的環境，怎樣長時間提供包括用水在內的物資供給，這些都要在“天宮二號”中得到驗證。

“天宮二號”的核心技術

單單看外表，“天宮二號”和“天宮一號”差不多，但內部系統是完全不一樣的，“天宮一號”屬于一種飛行器，它承擔對接飛船的任務，而“天宮二號”可以載人，具備了太空補加功能，即宇航員要停留在里面給推進劑補加。而對于推進劑補加，其難度不是常人所想象的那么簡單，就像在空中給飛機加油一樣。推進劑補加是由西安航天研究院研制的關鍵技術項目之一，“天宮二號”作為我國首個空間站的雛形，要想使得它在太空停留的時間長久，就得給它補充燃料。

補加推進劑就是讓空間壓縮機壓縮燃料，但是，在壓縮的同時燃料也在流失，為此，科學家想出了在液路浮動斷接器上增加安裝接口，加快資源艙里的燃料流動。可以說，給航天器“太空加油”，花費了科學家大量的精力。

“天宮二號”的核心是計算機系統，它能保證所有的分支系統有序地運行，儀表控制器是一種高性能計算機，用于跟其他系統進行交換數據，同時控制著系統的溫度，相當于一個大“空調器”，一旦艙內溫度過高或者過低，它都會及時調節，使得設備正常運行。

或許你還記得航天員在“天宮一號”授課的情景，系統中的圖像從萬里之遙都能讓我們在電視屏幕上看得清清楚楚。此次“天宮二號”安裝的攝像機采用了更加先進的技術，使得圖像比上次更清楚，聲音更清晰。

“天宮二號”會給我們帶來哪些影響？

首先在“太空計時”上有所突破，使得計量精度提高。這次對“空間冷原子鐘”的實驗，可以使人類對太空的計時更為精確，而且這種精確計時可以用于城市與城市之間的距離、出行地點以及里程等上面的測量，尤其對導航定位做到百分百準確無誤。

其次，隨著網絡信息的普及，許多人為自己不經意泄露隱私而擔憂，“天宮二號”可以通過遙感加密，生成“公開密鑰”密碼系統，使得個人信息儲存計算機內必須通過私人密鑰，才能獲得具體信息。

另外，“天宮二號”里“天極”望遠鏡可用來探測研究宇宙中的射線，用來高精度、系統性地觀測恒星演化、黑洞形成，為研究其他星球以及宇宙中的一些現象做更深一步的監測。

還有，隨著城市中摩天大樓不斷出現，火災等隱患也更加嚴重，往往給消防設施帶來挑戰。由于消防泵的壓力有限，水槍的射程正常在100米，如果航天渦輪泵推進技術用在這里，可以使水槍射程提高到3倍，為消防設施的升級換代提供技術支持。

“天宮二號”的成功發射，標志著我國的航天事業又有了進展和突破！