探夢(mèng)“天宮”

　　空間環(huán)境
　　
　　我們知道，汽車司機(jī)要安全地駕駛汽車，就要了解道路的環(huán)境，航海人員在海上航行要了解海洋的環(huán)境，飛機(jī)駕駛員要了解空中航線上的環(huán)境。那么，在太空從事航天飛行活動(dòng)，就必須要了解太空環(huán)境。太空環(huán)境包括太空自然環(huán)境和太空誘導(dǎo)環(huán)境。
　　
　　太空自然環(huán)境
　　太空自然環(huán)境是太空中自然具有的環(huán)境條件，它表現(xiàn)為：
　　◇超低溫。自宇宙大爆炸以后，隨著宇宙的膨脹，溫度不斷降低，經(jīng)過(guò)100多億年的歷程，太空已經(jīng)成為超低溫環(huán)境，太空的平均溫度達(dá)到270.3℃，也就是接近物理學(xué)所說(shuō)的絕對(duì)零度。
　　◇強(qiáng)輻射。在太空中不僅有宇宙大爆炸留下的輻射，各種天體也向外輻射電磁波，有的天體還向外輻射高能粒子，形成宇宙射線。許多天體都有磁場(chǎng)，磁場(chǎng)俘獲了上述高能粒子，就形成輻射性很強(qiáng)的輻射帶。比如，在地球上空，就有內(nèi)外兩個(gè)輻射帶。
　　◇高真空。宇宙大爆炸后，在宇宙中形成氫和氦兩種元素，后來(lái)它們大多數(shù)逐漸凝聚成團(tuán)，形成恒星和星系。恒星中心的氫和氦遞次發(fā)生核聚變，生成碳、氮、氧等元素，在恒星死亡時(shí)，剩下的大部分氫和氦以及氧、氮、碳等元素散布在太空中，但非常稀薄，每立方厘米只有0.1個(gè)氫原子，可是在地球大氣層中，每立方厘米含有上百億個(gè)氮和氧分子，可見(jiàn)太空是一個(gè)高真空環(huán)境。
　　除這些之外，太空中還有高速運(yùn)動(dòng)的塵埃、微流星體和流星體，它們都會(huì)對(duì)航天活動(dòng)產(chǎn)生很大的影響。
　　
　　太空誘導(dǎo)環(huán)境
　　所謂太空誘導(dǎo)環(huán)境是指在太空環(huán)境作用下，航天器某些系統(tǒng)工作時(shí)所產(chǎn)生的環(huán)境，它主要有以下幾種：
　　◇極端溫度環(huán)境。航天器在太空中飛行，由于沒(méi)有空氣傳熱，受陽(yáng)光直射的一面可產(chǎn)生高達(dá)100℃以上的溫度，而背陰處溫度可低至－200℃～－100℃。
　　◇強(qiáng)振動(dòng)環(huán)境。航天器在發(fā)射階段火箭發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)和火箭穿過(guò)大氣層時(shí)空氣動(dòng)力的干擾會(huì)產(chǎn)生劇烈的振動(dòng)。
　　◇超重環(huán)境。當(dāng)航天器加速上升或返回進(jìn)入大氣層，因大氣阻力加劇而減速時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生巨大的超重，也就是說(shuō)使航天器上的物體所受的力急劇增加。比如，我們乘電梯上升時(shí)，如果電梯啟動(dòng)得比較突然，你就會(huì)感覺(jué)到自己好像}皮什么東西往下壓一樣。
　　◇失重和微重力環(huán)境。航天器在太空軌道上運(yùn)行時(shí)，地球或其他天體對(duì)它的引力正好與它圍繞地球旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的離心力相抵消，所以，在航天器的質(zhì)量中心(質(zhì)心)處重力為零，也就是說(shuō)失重了。而質(zhì)心以外的航天器上的重力則非常微小，則稱為微重力環(huán)境。
　　
　　“天宮一號(hào)”目標(biāo)飛行器
　　
　　“天宮一號(hào)”目標(biāo)飛行器主要任務(wù)是作為空間交會(huì)對(duì)按目標(biāo)，完成空間交會(huì)對(duì)接飛行試驗(yàn)；保障航天員在軌短期駐留期間的工作和生活，并保證航天員安全；開(kāi)展空間應(yīng)用、航天醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)、空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)和空間站技術(shù)試驗(yàn)；初步建立能夠短期載人、長(zhǎng)期無(wú)人獨(dú)立可靠運(yùn)行的空間試驗(yàn)平臺(tái)。
　　“天宮一號(hào)”采用兩艙構(gòu)型，分別為實(shí)驗(yàn)艙和資源艙，實(shí)驗(yàn)艙由密封前錐段、柱段和非密封后錐段組成，資源艙為軌道機(jī)動(dòng)提供動(dòng)力，為飛行提供能源。
　　
　　空間實(shí)驗(yàn)室
　　
　　空間實(shí)驗(yàn)室是設(shè)立在太空的用于開(kāi)展各類空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)室。空間實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)過(guò)程是先發(fā)射無(wú)人空間實(shí)驗(yàn)室，而后再用運(yùn)載火箭將載人飛船送入太空，與停留在軌道上的實(shí)驗(yàn)室交會(huì)對(duì)接，航天員從飛船的附加段進(jìn)入空間實(shí)驗(yàn)室，開(kāi)展工作。
　　
　　空間實(shí)驗(yàn)室任務(wù)
　　
　　進(jìn)一步掌握飛行器交會(huì)、對(duì)接技術(shù)(交會(huì)：兩個(gè)或兩個(gè)以上的航天器通過(guò)軌道參數(shù)的協(xié)調(diào)，在同一時(shí)間到達(dá)太空同一位置的過(guò)程稱為交會(huì)；對(duì)接：對(duì)接是在交會(huì)的基礎(chǔ)上，通過(guò)專門的對(duì)接機(jī)構(gòu)，將兩上航天器連接成一個(gè)整體，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)航天器在太空以組合體方式飛行)。
　　突破航天員中期駐留、飛行器長(zhǎng)期在軌自主飛行、再生式生保和貨運(yùn)飛船補(bǔ)加等關(guān)鍵技術(shù)。
　　驗(yàn)證天地往返運(yùn)輸飛船的性能和功能。
　　進(jìn)行一定規(guī)模的空間應(yīng)用。
　　
　　我國(guó)空間實(shí)驗(yàn)取得的成就
　　
　　太空微重力的開(kāi)發(fā)利用，推動(dòng)了流體力學(xué)、材料科學(xué)和生物技術(shù)的發(fā)展，在材料、制藥、農(nóng)業(yè)、電子等領(lǐng)域顯示出巨大的發(fā)展?jié)摿?，在太空已生產(chǎn)出了一些高純度、高質(zhì)量、在地面無(wú)法制造的特種合金、半導(dǎo)體材料和特殊藥品。我國(guó)在返回式衛(wèi)星和“神舟”飛船上進(jìn)行了材料加工和生物技術(shù)方面的實(shí)驗(yàn)，試制出了高純度的摻碲砷化鎵單晶體及多種均勻合金，其中用所獲得的砷化鎵單晶制成了低噪聲金屬柵場(chǎng)效應(yīng)管，與地面上制得的同類器件相比，噪聲系數(shù)低31％、相關(guān)增益高23％，使我國(guó)在大功率微波元器件和大規(guī)模集成電路應(yīng)用方面取得了突破性成果。在空間生命科學(xué)研究上，進(jìn)行了多次空間細(xì)胞培養(yǎng)、蛋白質(zhì)晶體生長(zhǎng)、空間育種等方面的研究，都取得了積極的成果。例如，利用微生物培養(yǎng)的菌種在動(dòng)物飼料、啤酒工業(yè)上有廣闊應(yīng)用前景；利用太空育種技術(shù)，從搭載的800多個(gè)品種的植物種子中培育出了一批高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的農(nóng)作物新品系和新品