天宮二號(hào)，神器武裝“太空之家”

顏士州

天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室于2016年9月15日22時(shí)04分在陜西西安酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射成功。天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室，是繼天宮一號(hào)之后我國自主自主研發(fā)的第二個(gè)空間實(shí)驗(yàn)室，它將為進(jìn)一步驗(yàn)證空間交會(huì)對(duì)接技術(shù)及進(jìn)行一系列空間實(shí)驗(yàn)提供場(chǎng)所。

空間站的前身

什么叫空間實(shí)驗(yàn)室？空間實(shí)驗(yàn)室其實(shí)就是太空實(shí)驗(yàn)室，它是一種載人航天科學(xué)實(shí)驗(yàn)空間站，美國、俄羅斯早在80年代初就擁有了自己的空間實(shí)驗(yàn)室，而我國是從2011年9月29日“天宮一號(hào)”的成功發(fā)射，才算有了自己的空間實(shí)驗(yàn)室。

空間實(shí)驗(yàn)室的操作先發(fā)射停留在太空的無人空間實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室交會(huì)進(jìn)行對(duì)接，這樣宇航員才能從飛船進(jìn)入空間實(shí)驗(yàn)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，我國將發(fā)射“神舟十一號(hào)”與“天宮二號(hào)”對(duì)接，這樣才能完成對(duì)空間實(shí)驗(yàn)室的建造。

空間實(shí)驗(yàn)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(diǎn)是規(guī)模龐大而且運(yùn)行的時(shí)間長(zhǎng)，空間站如同能住宿的房子一樣，可以提供生活設(shè)施，時(shí)間久了發(fā)生故障可以維修?？臻g實(shí)驗(yàn)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(yàn)性航天器。那么“神舟十一號(hào)”載人飛船一旦與“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行對(duì)接，航天員可以為期一個(gè)月時(shí)間駐留試驗(yàn)，其目的是為2020年我國建成永久性空間站。

“天宮二號(hào)”的靚麗身姿

“天宮二號(hào)”與“天宮一號(hào)”雖然都屬于一種飛行器，但兩者又有所不同，不同在“天宮二號(hào)”模塊化的，它即使發(fā)現(xiàn)問題也可以迅速維修。而且“天宮二號(hào)”裝備更強(qiáng)大、裝載量高、內(nèi)部環(huán)境好。

它里面的機(jī)械臂就是我國自主研究的機(jī)器人，它可以搬運(yùn)貨物、在軌組裝，幫助航天員干活。它長(zhǎng)10米，既可自主爬行，還可做局部精細(xì)化操作。也許你會(huì)認(rèn)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(xì)小的東西形同針尖，這些工作該采取什么方法，如何組裝都不是一件容易的事。

“天宮二號(hào)”在設(shè)計(jì)的時(shí)候?yàn)榱朔奖愫教靻T太空生活，在內(nèi)部進(jìn)行了精心設(shè)計(jì)。它有專門供宇航員工作的實(shí)驗(yàn)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(zhǔn)備好的飯菜儲(chǔ)存冰箱里，餓了只要拿出來熱一熱就可以吃了，當(dāng)然考慮到個(gè)人口味，特制了一些太空食品；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，也可以收看電視節(jié)目，用網(wǎng)絡(luò)電視與家人進(jìn)行短信交流；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；娛樂室里面配備著健身器材，里面有單車、踏步器以及其它體育器材，供宇航員鍛煉身體；在衛(wèi)生方面。特制了毛巾和抽水馬桶，使得氣壓低于艙內(nèi)，這樣氣味不易擴(kuò)散，還可以廢物處理。

雖然“天宮二號(hào)”屬于空間實(shí)驗(yàn)室，還不屬于空間站，但駐留30天時(shí)間，這么長(zhǎng)時(shí)間在太空生活完全是對(duì)航天員自身體能的考驗(yàn)，同時(shí)也是對(duì)我國載人航天技術(shù)的挑戰(zhàn)。這次實(shí)驗(yàn)的目的就是研究怎樣長(zhǎng)時(shí)間提供適合人生活的環(huán)境，怎樣長(zhǎng)時(shí)間提供包括水在內(nèi)的物資供給，這些都要在“天宮二號(hào)”中得到驗(yàn)證。

“天宮二號(hào)”有哪些利器

據(jù)悉，我國將要進(jìn)行14項(xiàng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)，而重點(diǎn)進(jìn)行空間冷原子鐘實(shí)驗(yàn)、伽瑪暴偏振探測(cè)、空地量子密鑰分配試驗(yàn)。

單單看外表，“天宮二號(hào)”和“天宮一號(hào)”是差不多，但內(nèi)部系統(tǒng)是完全不一樣的，“天宮一號(hào)”屬于一種飛行器，它管對(duì)接飛船的任務(wù)，而“天宮二號(hào)”可以載人，完全具備著太空補(bǔ)加功能，宇航員要停留里面將推進(jìn)劑補(bǔ)加。

而對(duì)于推進(jìn)劑補(bǔ)加，其難度不是常人所想象那么簡(jiǎn)單的，如同高空飛行中的飛機(jī)在空中加油一樣。它是由西安航天研究院研制的關(guān)鍵技術(shù)項(xiàng)目之一，“天宮二號(hào)”作為中國首個(gè)空間站的雛形，要想使得它在太空停留的時(shí)間長(zhǎng)久，就得給它補(bǔ)充燃料，而航天器在運(yùn)行期間，推進(jìn)劑也在慢慢地消耗，就像飛行的飛機(jī)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(jìn)劑消耗完了怎么辦？這就需要補(bǔ)加燃料，只要在空中“加油”，自然也就延長(zhǎng)了壽命。

說起給航天器“太空加油”，花費(fèi)了科學(xué)家大量的精力，補(bǔ)加推進(jìn)劑要讓空間壓縮機(jī)壓縮燃料，在壓縮的同時(shí)燃料也在流失，那么科學(xué)家想出了在液路浮動(dòng)斷接器上增加按照接口，加快資源艙里的燃料流動(dòng)。

“天宮二號(hào)”的核心是計(jì)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生能計(jì)算機(jī)，用于跟其它系統(tǒng)進(jìn)行交換數(shù)據(jù)，同時(shí)控制著系統(tǒng)的溫度，相當(dāng)于一個(gè)大“空調(diào)器”，一旦艙內(nèi)溫度過高或者過低，它都會(huì)及時(shí)調(diào)節(jié)，使得設(shè)備正常運(yùn)行。

或許你還記得“天宮一號(hào)”授課的情景，系統(tǒng)中的圖像從萬里之遙能看得清楚，此次“天宮二號(hào)”安裝的攝像機(jī)采用高保真編碼話音設(shè)備和雙向圖像解碼器，會(huì)使得我們?cè)陔娨暉赡簧峡吹帽壬洗胃宄?，聲音聽得更仔?xì)，地面上的人可以跟宇航員對(duì)話。

“天宮二號(hào)”和“神舟十一號(hào)”分別裝上無線設(shè)備，讓他們之間信息互通。USB應(yīng)答機(jī)分分秒秒監(jiān)測(cè)它們的方向、距離和速度，及時(shí)將信息返回地面。

“天宮二號(hào)”給我們帶來哪些影響

首先在“太空計(jì)時(shí)”上有所突破，使得計(jì)量精度提高。這次對(duì)“空間冷原子鐘”的實(shí)驗(yàn)，可以使人類對(duì)太空的計(jì)時(shí)時(shí)間更為精確，而且這種精確計(jì)時(shí)可以用于城市與城市之間的距離、出行地點(diǎn)以及里程等上面做到更精確的距離測(cè)算，尤其對(duì)導(dǎo)航定位做到百分百準(zhǔn)確無誤。

隨著網(wǎng)絡(luò)信息的普及，許多人為自己不經(jīng)意泄密隱私而擔(dān)憂，“天宮二號(hào)”可以通過遙感加密，生成“公開密鑰”密碼系統(tǒng)，使得個(gè)人信息儲(chǔ)存計(jì)算機(jī)內(nèi)必須通過私人密鑰，才能獲得具體信息。

探測(cè)宇宙現(xiàn)象。“天宮二號(hào)”里“天極”望遠(yuǎn)鏡可用來探測(cè)研究宇宙中的射線，用來高精度、系統(tǒng)性地觀測(cè)恒星演化、黑洞形成，為研究其它星球以及宇宙中的爆發(fā)現(xiàn)象做更深一步的監(jiān)測(cè)。

隨著城市數(shù)十層高的摩天大樓不斷出現(xiàn)，火災(zāi)等隱患也接踵而來，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)施的裝備解決了問題。