科學(xué)“天宮” 筑九霄之上

張智慧

中國(guó)載人航天工程經(jīng)過(guò)近30年的發(fā)展，圓滿完成“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略前兩步的任務(wù)目標(biāo)，并掌握了載人航天三大基本技術(shù)：天地往返、空間出艙和空間交會(huì)對(duì)接。自此，中國(guó)載人航天工程具備了建造空間站的能力，中國(guó)空間站順利拿到了通往太空的通行證。

“天宮”空間站主體由1個(gè)核心艙、2個(gè)實(shí)驗(yàn)艙組成，呈T字形的構(gòu)型，總重量達(dá)60噸，還配有為空間站進(jìn)行乘員運(yùn)輸?shù)摹吧裰邸陛d人飛船和為空間站進(jìn)行貨物補(bǔ)給的“天舟”貨運(yùn)飛船。此外，還有1個(gè)與空間站共軌飛行的光學(xué)艙。

核心艙被命名為“天和”，全長(zhǎng)約16.6米，最大直徑達(dá)4.2米，發(fā)射質(zhì)量20～22噸。核心艙又分為三部分：節(jié)點(diǎn)艙、生活控制艙和資源艙。主要功能包括為航天員提供居住環(huán)境、支持航天員的長(zhǎng)期在軌駐留、支持飛船及其他航天器對(duì)接停靠并開展部分的空間應(yīng)用實(shí)驗(yàn)，也是空間站的管理和控制中心。節(jié)點(diǎn)艙有2個(gè)對(duì)接口、2個(gè)停泊口和1個(gè)出艙口，停泊口用于對(duì)接2個(gè)實(shí)驗(yàn)艙;對(duì)接口用于“神舟”載人飛船及其他飛行器訪問空間站;出艙口供航天員出艙活動(dòng)。資源艙后端也有1個(gè)對(duì)接口，用于對(duì)接“天舟”貨運(yùn)飛船。

此外，核心艙外面還部署了1套機(jī)械臂，用于抓取艙體、運(yùn)送貨物以及支持航天員在艙外的活動(dòng)等。

實(shí)驗(yàn)艙Ⅰ名為“ 問天”， 實(shí)驗(yàn)艙Ⅱ名為“夢(mèng)天”，都主要用于支持開展空間科學(xué)與應(yīng)用研究。實(shí)驗(yàn)艙Ⅰ同時(shí)也作為核心艙的部分功能備份，具有支持航天員出艙及組合體控制功能等。

光學(xué)艙被命名為“巡天”，也就是我們常說(shuō)的巡天號(hào)光學(xué)天文望遠(yuǎn)鏡。它與“天宮”空間站的主體共軌飛行，必要時(shí)可以靠近空間站，與空間站對(duì)接，進(jìn)行燃料補(bǔ)加或進(jìn)行維修。

那么，如何將這樣一組“大家伙”部署到太空中去呢？ 科研人員的回答是： 一步一步來(lái)， 就像在太空搭積木一樣。

2021年春季，首先要發(fā)射的是核心艙，隨后發(fā)射貨運(yùn)飛船（“天舟二號(hào)”）與核心艙對(duì)接，之后發(fā)射載人飛船（“神舟十二號(hào)”），將首批3名空間站航天員送入太空，在軌生活3個(gè)月，對(duì)核心艙進(jìn)行全面檢驗(yàn)，然后發(fā)射第二艘貨運(yùn)飛船（“天舟三號(hào)”）和第二艘載人飛船（“神舟十三號(hào)”）。2022年陸續(xù)發(fā)射兩個(gè)實(shí)驗(yàn)艙，最后發(fā)射“巡天”光學(xué)艙。

不久的將來(lái)，中國(guó)航天員在太空將進(jìn)入常態(tài)輪值階段。也就是說(shuō)，以后我們的航天員也要像國(guó)際空間站航天員那樣，每天24小時(shí)、每年365天，不間斷地在太空生活工作了。

從地球出發(fā)，越過(guò)100千米的“卡門線”，就是我們常說(shuō)的太空。中國(guó)空間站，運(yùn)行在傾角41°～42°、軌道高度約400千米的近圓軌道上，繞地球一圈只需大約90分鐘，所以航天員在24小時(shí)內(nèi)可以看到16次日出日落。在這里，由于空間站繞地球飛行所產(chǎn)生的離心力與地球引力平衡，所以空間站上的物體會(huì)呈現(xiàn)出微重力狀態(tài)。微重力環(huán)境是開展空間科學(xué)研究與實(shí)驗(yàn)非常獨(dú)特而寶貴的資源。

在微重力條件下，材料的加工及制備過(guò)程與地面完全不同。比如微重力環(huán)境下合金的制備、晶體的生長(zhǎng)、球體的制造都比在地面上更容易。微重力還會(huì)對(duì)一些基礎(chǔ)物理的實(shí)驗(yàn)條件產(chǎn)生重要影響，科研人員能夠以更高的指標(biāo)和精度開展實(shí)驗(yàn)，對(duì)重要的基礎(chǔ)物理理論進(jìn)行驗(yàn)證。

此外，地球上各種生物的生存和進(jìn)化一直是在重力環(huán)境下實(shí)現(xiàn)的，未來(lái)人類要想進(jìn)行星際移民，也必須先行研究微重力環(huán)境對(duì)生物體的影響。

（節(jié)選自《知識(shí)就是力量》2021年第4期）

閱讀

練習(xí)

1.選文是從哪些方面介紹“天宮”空間站的？

2.作者在介紹“天宮”空間站時(shí)運(yùn)用了哪幾種說(shuō)明順序？

3.最后一段中“此外”的“此”指代什么？

4.下列對(duì)選文內(nèi)容和寫法分析理解有錯(cuò)誤的一項(xiàng)是（ ）

A.我國(guó)航天工程“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略，現(xiàn)在已邁入第三步。

B.“核心艙被命名為‘天和，全長(zhǎng)約16.6米，最大直徑達(dá)4.2米，發(fā)射質(zhì)量20～22噸?！边@個(gè)句子采用了作詮釋和列數(shù)字的說(shuō)明方法，說(shuō)明了核心艙的形體特點(diǎn)。

C.文中畫線句子中的“主要”一詞，說(shuō)明核心艙的基本功能是“為航天員提供居住環(huán)境、支持航天員的長(zhǎng)期在軌駐留、支持飛船及其他航天器對(duì)接?？坎㈤_展部分的空間應(yīng)用實(shí)驗(yàn)，也是空間站的管理和控制中心”，也說(shuō)明它還有其他的功能。

（張希波 設(shè)計(jì)）

（參考答案見55頁(yè)）