“天宮二號”，神器武裝“太空之家”

顏士州

“天宮二號”空間實驗室于2016年9月15日22時4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，它將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場所。

空間站的前身

什么叫空間實驗室？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20世紀80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。

空間實驗室的操作是先發射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交會對接，這樣宇航員才能從飛船進入空間實驗室開始工作。航天員完成工作后可以再乘飛船返回地球上來。此后，我國又發射“神舟十一號”與“天宮二號”對接，這樣才完成對空間實驗室的建造。

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，空間站如同能住宿的房子一樣，可以提供生活設施，時間久了發生故障可以維修。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。“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時間的駐留試驗，其目的是為2020年我國建成永久性空間站做準備。

“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，即使發現問題可以迅速維修。而且“天宮二號”裝備更強大、裝載量高、內部環境好。它里面的機械臂就是我國自主研究的機器人，它可以搬運貨物、在軌組裝，幫助航天員干活。它長10米，既可自主爬行，還可做局部精細化操作。也許你會認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”在設計的時候為了方便航天員太空生活，對內部進行了精心設計。它有專門供宇航員工作的實驗室，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，宇航員將事先準備好的飯菜儲存冰箱里，餓了只要拿出來熱一熱就可以吃了，當然考慮到個人口味，特制了一些太空食品；在通信上為航天員配備了藍牙耳機，可以和地面保持聯系，也可以收看電視節目，用網絡電視與家人進行短信交流；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；在衛生方面，特制了毛巾和抽水馬桶，使得氣壓低于艙內，這樣氣味不易擴散，還可以廢物處理。

雖然“天宮二號”屬于空間實驗室，還不屬于空間站，但駐留30天，這么長時間在空間生活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。這次實驗的目的之一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”有哪些利器

據悉 ，我國將要進行14項科學實驗，重點進行空間冷原子鐘實驗、伽瑪暴偏振探測實驗、空地量子密鑰分配實驗。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，它負責對接飛船的任務，而“天宮二號”可以載人，完全具備太空補加功能。對于推進劑補加，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在空中加油一樣。它是由西安航天研究院研制的關鍵技術項目之一，“天宮二號”作為中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，而航天器在運行期間，推進劑也在慢慢地消耗，就像飛行的飛機一樣，一旦起飛就得耗油，而油箱的容量畢竟有限。那么航天器的推進劑消耗完了怎么辦？這就需要補加燃料，才能延長壽命。

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

“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數據交換，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“天宮一號”授課的情景，系統中的圖像從萬里之遙能清楚看到，此次“天宮二號”安裝的攝像機采用高保真編碼話音設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，地面上的人可以跟宇航員對話。“天宮二號”和“神舟十一號”分別裝上無線設備，使彼此間信息互通。USB應答機分分秒秒監測它們的方向、距離和速度，及時將信息返回地面。

“天宮二號”給我們帶來哪些影響

“天宮二號”在“太空計時”上有所突破，計量精度有所提高。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測算、出行地點以及里程等方面的更精確的距離測算，尤其對導航定位做到百分百準確無誤。

隨著網絡信息的普及，許多人為自己不經意泄密隱私而擔憂，“天宮二號”可以通過遙感加密，生成“公開密鑰”密碼系統，使得儲存在計算機內的個人信息必須通過私人密鑰，才能獲得。

“天宮二號”里“天極”望遠鏡可用來探測研究宇宙中的射線，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爆發現象做更深一步的監測。

隨著城市數十層高的摩天大樓不斷出現，火災等隱患也接踵而來，往往給消防設施帶來挑戰，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技術用在這里，可以使水槍射程提高到3倍。