太空“夢工廠”

朱國順

11月1日4時27分，從海南文昌發射場搭乘長征五號B升空13小時后，夢天實驗艙與天和核心艙成功對接，中國空間站天和、問天、夢天三艙基本構型就此全面建成，即將進入全功能運行狀態。

以夢天實驗艙的到來為標志，中國的太空“夢工廠”正式開工！

衛星讓人類與太空建立聯系，飛船讓人類感知太空，如果要在太空長時間工作實驗，就需要更加寬敞可長期生活工作的多功能空間站。在中國載人航天起步30年之后的2022年，中國首次在太空建成了長期有人駐守的“天宮”空間站，這既是中國航天事業的偉大成就，更讓中國人在太空擁有了最先進的“夢工廠”。

中國空間站將建設成為水平先進的國家太空實驗室。為了實現這一目標，最新上天的夢天實驗艙上匯聚了一大批國際領先裝備，搭載了8個科學實驗柜，包括超冷原子物理實驗柜、高精度時頻實驗柜、高溫材料科學實驗柜等，是一座名副其實的太空硬核科技“夢工廠”。

“T”形“夢工廠”三個艙段中，天和核心艙是中樞和生活區，問天、夢天兩個實驗艙，主要開展各項實驗工作。問天艙主要研究細胞、動植物等生命科學，兼顧人員出入、生活；夢天艙主要研究材料、原子等微重力科學，兼顧貨物進出運輸。因為運貨的需求比較多，夢天艙做成艙中艙結構，有一個托運貨物進出艙的“電梯”，航天員出艙工作不用隨身攜帶貨物，可以讓“電梯”來搬運。

夢天艙上天后，帶有一套特殊重要設備：世界第一套空間冷原子鐘。

我們常常感嘆，時間都去哪兒了？但是，我們有沒有想過，時間在哪兒呢？

時間決定著世間萬物的長度，但是我們看不見也摸不著時間。人類嘗試用沙漏來衡量時間，用鐘表刻度來標注時間，但不能不說，這其實是不夠準確的。沙粒大小不同、位于海拔高度不同，會影響精度；鐘表機械磨損、是否足夠潤滑，會影響精度。機械表通常每天的誤差就有1秒。

衡量時間最準確的是什么呢？原子鐘。

世間萬物皆由原子構成，原子的基本結構由一個原子核加若干電子組成。原子有一個特性，如果外界有能量作用于原子，電子會在一定范圍內來回運動，向外遠離原子核的過程吸收能量，向內回來的過程釋放能量，學術上把它叫做能量躍遷。如果外界能量恒定，來回波動的節奏是固定的。

那么，一個實用性的測量方法就誕生了：如果找到一種波動穩定準確的原子，給以恒定的能量，不就可以準確衡量時間嗎？是的，這就是原子鐘的原理，迄今最準確的時間測量方法。銫、銣、氫是目前可信的波動特別穩定的原子，常用的銫原子鐘，每震蕩波動9192631770次的時間，標定為1秒鐘。通常原子鐘精度每10萬年誤差不超過1秒，最高可以達到2000萬年誤差不超過1秒。

在太空設置原子鐘的好處在于，它盡最大可能排除了地球引力、溫度等對電子波動的干擾，確保精準。

在夢天艙，搭載了氫鐘、冷原子銣鐘、冷原子光鐘。冷原子鐘是原子鐘的一種，它用激光定住原子，讓它近似處于絕對零度也就是-273.15攝氏度，以盡可能消除原子熱運動產生的干擾，測量更精準。這三組原子鐘啟用后，將成為世界第一套空間冷原子鐘組，意味著中國在“天宮”建立了一套異常精準的計時系統，實際上很可能是世界最精準的計時系統。

精準的時間對于人類來說，實在是太重要了。它不僅能準確衡量萬物，更能更好探索宇宙。在以光年為計量單位的茫茫宇宙間，一秒鐘就是30萬公里，差之毫秒，失之千里。宇宙巡航、引力波探測、暗物質搜尋，屬于中國的世界第一套空間冷原子鐘，都將大放光彩。

從1992年9月21日中國載人航天工程起步，歷經星辰大海跋涉，在30年后的2022年，如愿建成了中國太空“夢工廠”。

這是一代人的奮斗，這是無數人的奮斗。