向“太宮之家”進(jìn)發(fā)

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(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射成功?！疤鞂m二號”空間實驗室是繼“天宮一號”之后，我國自主研發(fā)的第二個空間實驗室，它為進(jìn)一步驗證空間交會對接技術(shù)及進(jìn)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(xué)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(fā)射，才算有了自己的空間實驗室。

建造的步驟是先發(fā)射能停留在太空的無人空間實驗室，然后用運(yùn)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(jìn)行對接，這樣宇航員就能從飛船進(jìn)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(fā)射成功后，將發(fā)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(guī)模龐大，而且運(yùn)行的時間長?？臻g站同住房一樣，可以提供生活設(shè)施，如果發(fā)生故障還可以進(jìn)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(chǔ)設(shè)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(jìn)行對接，航天員可以進(jìn)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(zhǔn)備。

“天宮二號”的強(qiáng)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(fā)現(xiàn)問題可以迅速維修，而且“天宮二號”裝備強(qiáng)大、裝載量高、內(nèi)部環(huán)境好。它里面的機(jī)械臂是我國自主研制的機(jī)器人，可以搬運(yùn)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(xì)化操作。也許你會認(rèn)為這種技術(shù)普普通通，但你想想看，太空里大的東西特別大，細(xì)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(nèi)部進(jìn)行了精心設(shè)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(zhǔn)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(lán)牙耳機(jī)，可以和地面保持聯(lián)系，也可以用網(wǎng)絡(luò)電視與家人進(jìn)行交流；臥室里的環(huán)境更加舒適，鋪設(shè)了地板，艙內(nèi)燈光可以調(diào)節(jié)亮度，床前都配備了床頭燈，可以躺在床上玩手機(jī)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(wèi)生設(shè)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(shù)的挑戰(zhàn)。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(huán)境，怎樣長時間提供包括用水在內(nèi)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(shù)

單單看外表，“天宮二號”和“天宮一號”差不多，但內(nèi)部系統(tǒng)是完全不一樣的，“天宮一號”屬于一種飛行器，它承擔(dān)對接飛船的任務(wù)，而“天宮二號”可以載人，具備了太空補(bǔ)加功能，即宇航員要停留在里面給推進(jìn)劑補(bǔ)加。而對于推進(jìn)劑補(bǔ)加，其難度不是常人所想象的那么簡單，就像在空中給飛機(jī)加油一樣。推進(jìn)劑補(bǔ)加是由西安航天研究院研制的關(guān)鍵技術(shù)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(bǔ)充燃料。

補(bǔ)加推進(jìn)劑就是讓空間壓縮機(jī)壓縮燃料，但是，在壓縮的同時燃料也在流失，為此，科學(xué)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?？梢哉f，給航天器“太空加油”，花費(fèi)了科學(xué)家大量的精力。

“天宮二號”的核心是計算機(jī)系統(tǒng)，它能保證所有的分支系統(tǒng)有序地運(yùn)行，儀表控制器是一種高性能計算機(jī)，用于跟其他系統(tǒng)進(jìn)行交換數(shù)據(jù)，同時控制著系統(tǒng)的溫度，相當(dāng)于一個大“空調(diào)器”，一旦艙內(nèi)溫度過高或者過低，它都會及時調(diào)節(jié)，使得設(shè)備正常運(yùn)行。

或許你還記得航天員在“天宮一號”授課的情景，系統(tǒng)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(jī)采用了更加先進(jìn)的技術(shù)，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(dǎo)航定位做到百分百準(zhǔn)確無誤。

其次，隨著網(wǎng)絡(luò)信息的普及，許多人為自己不經(jīng)意泄露隱私而擔(dān)憂，“天宮二號”可以通過遙感加密，生成“公開密鑰”密碼系統(tǒng)，使得個人信息儲存計算機(jī)內(nèi)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(yuǎn)鏡可用來探測研究宇宙中的射線，用來高精度、系統(tǒng)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(xiàn)象做更深一步的監(jiān)測。

還有，隨著城市中摩天大樓不斷出現(xiàn)，火災(zāi)等隱患也更加嚴(yán)重，往往給消防設(shè)施帶來挑戰(zhàn)。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(jìn)技術(shù)用在這里，可以使水槍射程提高到3倍，為消防設(shè)施的升級換代提供技術(shù)支持。

“天宮二號”的成功發(fā)射，標(biāo)志著我國的航天事業(yè)又有了進(jìn)展和突破！