向“太宫之家”进发

颜士州

“天宫二号”空间实验室于2016年9月15日22时04分在陕西西安酒泉卫星发射中心发射成功。“天宫二号”空间实验室是继“天宫一号”之后，我国自主研发的第二个空间实验室，它为进一步验证空间交会对接技术及进行一系列空间试验提供了场所。

什么是空间实验室？

空间实验室其实就是太空实验室，它是一种载人航天科学实验空间站，美国、俄罗斯早在八十年代初就拥有了自己的空间实验室，而我国是从2011年9月29日“天宫一號”的成功发射，才算有了自己的空间实验室。

建造的步骤是先发射能停留在太空的无人空间实验室，然后用运载火箭将载人飞船送入太空，随即跟停留在轨道上的无人空间实验室进行对接，这样宇航员就能从飞船进入空间实验室工作，航天员完成工作后再乘飞船返回地球。比如，“天宫二号”发射成功后，将发射“神州十一号”载人飞船与“天宫二号”对接，这样就完成空间实验室的建造。

空间实验室与空间站有所不同，空间站是一种能供航天员居住的航天器。它的特点是规模庞大，而且运行的时间长。空间站同住房一样，可以提供生活设施，如果发生故障还可以进行维修。空间实验室是空间站的前身，属于一种从载人飞船过渡到载人航天基础设施的试验性航天器。那么，“神舟十一号”载人飞船一旦与“天宫二号”空间实验室进行对接，航天员可以进行为期一个月的驻留试验，其目的是为建成永久性空间站作准备。

“天宫二号”的强大功能

“天宫二号”与“天宫一号”虽然都属于一种飞行器，但两者有所不同，不同之处在于“天宫二号”是模块化的，发现问题可以迅速维修，而且“天宫二号”装备强大、装载量高、内部环境好。它里面的机械臂是我国自主研制的机器人，可以搬运货物，帮助航天员干活。它长10米，既可自主爬行，还可做局部精细化操作。也许你会认为这种技术普普通通，但你想想看，太空里大的东西特别大，细小的东西形同针尖，这些工作该采取什么方法，一些零件如何组装都不是一件容易的事。

为了方便航天员的太空生活，专家们对“天宫二号”内部进行了精心设计。它有专门供宇航员工作的实验室，给航天员配备了笔记本电脑，工作室的温度保持恒温；有专门的厨房，宇航员将事先准备好的饭菜储存在冰箱里，饿了只要拿出来热一热就可以吃了。在通信上，为航天员配备了蓝牙耳机，可以和地面保持联系，也可以用网络电视与家人进行交流；卧室里的环境更加舒适，铺设了地板，舱内灯光可以调节亮度，床前都配备了床头灯，可以躺在床上玩手机听音乐；娱乐室里配备着健身器材，里面有单车、踏步器以及其他体育器材供宇航员锻炼身体；在卫生设施方面，有特制的毛巾和抽水马桶等。

虽然“天宫二号”是空间实验室，还不属于空间站，但在空间驻留30天时间完全是对航天员自身体能的考验，同时也是对我国载人航天技术的挑战。这次实验的目的就是研究怎样长时间提供适合人类生活的环境，怎样长时间提供包括用水在内的物资供给，这些都要在“天宫二号”中得到验证。

“天宫二号”的核心技术

单单看外表，“天宫二号”和“天宫一号”差不多，但内部系统是完全不一样的，“天宫一号”属于一种飞行器，它承担对接飞船的任务，而“天宫二号”可以载人，具备了太空补加功能，即宇航员要停留在里面给推进剂补加。而对于推进剂补加，其难度不是常人所想象的那么简单，就像在空中给飞机加油一样。推进剂补加是由西安航天研究院研制的关键技术项目之一，“天宫二号”作为我国首个空间站的雏形，要想使得它在太空停留的时间长久，就得给它补充燃料。

补加推进剂就是让空间压缩机压缩燃料，但是，在压缩的同时燃料也在流失，为此，科学家想出了在液路浮动断接器上增加安装接口，加快资源舱里的燃料流动。可以说，给航天器“太空加油”，花费了科学家大量的精力。

“天宫二号”的核心是计算机系统，它能保证所有的分支系统有序地运行，仪表控制器是一种高性能计算机，用于跟其他系统进行交换数据，同时控制着系统的温度，相当于一个大“空调器”，一旦舱内温度过高或者过低，它都会及时调节，使得设备正常运行。

或许你还记得航天员在“天宫一号”授课的情景，系统中的图像从万里之遥都能让我们在电视屏幕上看得清清楚楚。此次“天宫二号”安装的摄像机采用了更加先进的技术，使得图像比上次更清楚，声音更清晰。

“天宫二号”会给我们带来哪些影响？

首先在“太空计时”上有所突破，使得计量精度提高。这次对“空间冷原子钟”的实验，可以使人类对太空的计时更为精确，而且这种精确计时可以用于城市与城市之间的距离、出行地点以及里程等上面的测量，尤其对导航定位做到百分百准确无误。

其次，随着网络信息的普及，许多人为自己不经意泄露隐私而担忧，“天宫二号”可以通过遥感加密，生成“公开密钥”密码系统，使得个人信息储存计算机内必须通过私人密钥，才能获得具体信息。

另外，“天宫二号”里“天极”望远镜可用来探测研究宇宙中的射线，用来高精度、系统性地观测恒星演化、黑洞形成，为研究其他星球以及宇宙中的一些现象做更深一步的监测。

还有，随着城市中摩天大楼不断出现，火灾等隐患也更加严重，往往给消防设施带来挑战。由于消防泵的压力有限，水枪的射程正常在100米，如果航天涡轮泵推进技术用在这里，可以使水枪射程提高到3倍，为消防设施的升级换代提供技术支持。

“天宫二号”的成功发射，标志着我国的航天事业又有了进展和突破！