音頻科普:-天宮二號成功發射
發布時間:2020-11-09
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音頻科普:-天宮二號成功發射

今天的節目,我們(men) 從(cong) 2016年的中秋節開始說起。這一年的中秋月圓之夜有些特別,晚上22點04分,伴隨著震耳欲聾的轟鳴聲,我國第一個(ge) 空間實驗室“天宮二號”,在長征二號FT2運載火箭的托舉(ju) 下,順利升空。 

  “天宮二號”的巡天之旅,肩負著為(wei) 更好地觀測和認識地球,提供絕佳視角的重要使命。它搭載的尖端設備能讓太空活動看得更加清晰明了。這其中,凝聚著眾(zhong) 多科研人員的心血。所以今天我們(men) 共同來回望那些令人震撼的瞬間。 

  我國從(cong) 1992年開始實施載人航天工程,經過20多年發展,目前已經具備了開展較大規模空間應用的基本條件。載人航天的主要任務,也從(cong) 探索、突破、掌握載人航天技術,向空間科學實驗和應用試驗轉變。而天宮二號空間實驗室的啟用,正是我國載人航天進入新階段的重要標誌。 

  下麵,我們(men) 先來認識一下天宮二號。 

  在外觀上,它和我國2011年發射的天宮一號有些類似,說她倆(lia) 是“孿生姐妹”也不為(wei) 過。畢竟,天宮二號原本就是為(wei) 天宮一號準備的備份飛行器,都采用實驗艙和資源艙兩(liang) 艙構型。根據我國載人航天工程技術人員介紹,天宮二號全長10.4米,最大直徑3.35米,太陽翼展的寬度大約18.4米,重8.6噸,設計在軌壽命2年。艙內(nei) 宇航員活動的範圍有15到18立方米,按6立方米即可滿足一人居住的人機功效來看,天宮二號上住兩(liang) 位航天員是比較寬敞的。 

  中秋之夜,能看到天宮二號發射升空,的確令人振奮。當酒泉衛星發射中心指控大廳的屏幕上顯示,天宮二號成功進入預定軌道的時候,空間應用中心係統副總設計師呂從(cong) 民,也鬆了一口氣。為(wei) 了準備天宮二號升空隨帶的各種載荷在發射前的大量測試任務,他和科學家及工程技術人員忙碌了兩(liang) 個(ge) 多月。然而,發射成功僅(jin) 僅(jin) 是一個(ge) 起點,緊接著,科學家們(men) 從(cong) 酒泉趕往北京,等待載荷開機。中科院上海光學精密機械研究所所長李儒新說:“實驗載荷順利開啟,才是挑戰的真正開始。” 

  作為(wei) 我國第一個(ge) 真正意義(yi) 上的空間實驗室,發射天宮二號的主要目的是接受神舟十一號載人飛船的訪問,完成航天員中期駐留,考核麵向長期飛行的乘員生活、健康和工作保障等相關(guan) 技術;再有就是,接受天舟一號貨運飛船的訪問,考核驗證推進劑在軌補加技術;還要開展航天醫學、空間科學實驗和空間應用技術,以及在軌維修和空間站技術驗證等試驗。 

  對於(yu) 多項技術的驗證和考核,設計師呂從(cong) 民介紹說:“空間應用係統在天宮二號空間實驗室上安排了14項空間科學和應用任務,30多家單位參與(yu) 載荷研製,為(wei) 保證各項任務並行開展,空間應用係統總體(ti) 部把應用任務進行了科學合理地分解,設置了17個(ge) 分係統,分係統又分解為(wei) 科學研究、載荷研製等多個(ge) 子係統。總體(ti) 部並不是把各載荷簡單連接,更不是各項應用技術簡單堆積,而是采用係統集成的概念,進行了總體(ti) 設計、係統集成測試、統籌在軌飛行試驗,最大限度地利用資源,獲取應用效益。” 

  天宮二號發射升空後,通過變軌進入高度約380公裏的運行軌道,成功進行在軌測試。在迎接神舟十一號載人飛船之前,天宮二號空間實驗室會(hui) 進入高度為(wei) 393公裏的近圓對接軌道,等待交會(hui) 對接。並且需要一個(ge) 月的時間,等待神舟十一號的到來。完成交會(hui) 對接之後,就能為(wei) 航天員組建一個(ge) “太空之家”。 

  前麵我們(men) 說到,天宮二號可以住下兩(liang) 名航天員。在遠離地球393公裏的冷寂太空,執行長達30天的飛行任務,這不僅(jin) 是對我國空間保障能力的嚴(yan) 峻挑戰,也是對航天員生理和精神的雙重考驗。所以,健康、娛樂(le) 設施一個(ge) 也不能“落下”。 

  與(yu) 天宮一號的“簡單裝修”不同,由天宮二號和神舟十一號所組成的“太空之家”是“精裝修”的,連內(nei) 部裝飾材料、生活輔助設施、照明設備、空氣環境等細節因素,都能用“科學設計”來形容。 

  在天宮二號內(nei) ,航天員工作和生活的空間,占地比較大的是供航天員鍛煉身體(ti) 用的“跑台”,以及工作用的“多功能平台”。 

  天宮二號總設計師朱樅鵬說:這兩(liang) 者采用了折疊方式進行收納,以最大程度地節省空間。 另外,還搭載了有效載荷51件,有機械臂、空間冷原子鍾、高等植物培養(yang) 箱、伴隨衛星、紫外臨(lin) 邊成像光譜儀(yi) 。這些載荷涉及10多項空間科學和應用任務。 

  例如,機械臂。艙內(nei) 機械臂的靈巧手,跟人的手類似。可以用來做一些簡單的維修工作,比如擰螺絲(si) ,拆設備。當然,未來的艙外機械臂用途更多,可以為(wei) 空間站做艙外維修工作。” 

  除了剛剛提到的設備,“天宮二號”還攜帶了高等植物培養(yang) 箱。培養(yang) 箱就像一個(ge) 迷你版的太空溫室,用來培育水稻和擬南芥。假如有一天人類要星際旅行、移居外星球,首要任務是解決(jue) 食物自給、氧氣和循環水等問題。高等植物培養(yang) 實驗就是要研究地球上的植物是否可以克服太空微重力等極端環境影響,在太空環境中正常生長。通過試驗,最終目的是在空間站種莊稼,為(wei) 航天員長期空間生活提供補給。 

  再有一個(ge) 非常重要的載荷,就是空間冷原子鍾。利用“天宮二號”裏的微重力條件,這台冷原子鍾的穩定度高達10的負16次方,可以把航天器自主授時精度提高兩(liang) 個(ge) 數量級,能大幅提高如北鬥衛星定位係統的導航精度。綜合看來,天宮二號是載人航天多次任務中應用項目最多的一次。 

  我國載人航天的曆次巡天任務,都少不了在浩瀚的宇宙中從(cong) 各個(ge) 方位“感知”地球。天宮二號也搭載了多個(ge) 新一代對地觀測遙感器和地球科學研究儀(yi) 器。例如,寬波段成像光譜儀(yi) 、三維成像微波高度計、紫外臨(lin) 邊成像光譜儀(yi) 等,突破了係列關(guan) 鍵技術。在資源環境、生態環境、農(nong) 林應用、海洋環境、大氣汙染和大氣成分監測以及全球變化研究等領域有著廣泛應用。 

  正如我國載人航天工程辦公室主任王兆耀所說:“應用始終是我國載人航天工程發展的一個(ge) 主題和追求的目標,我們(men) 在發展載人航天的過程中也一直高度重視發揮載人航天的綜合應用效益”。 

  的確,廣袤的太空,蘊藏著巨大的資源,像微重力、強輻射、高溫、深冷等條件都是地球所無法具備的,這些為(wei) 探索生命起源、開展基礎科學和前沿技術領域的研發,提供了良好的試驗場。 

  我國已經利用十艘神舟飛船和天宮一號,搭載了上千種作物種子、試管苗、生物菌種和材料,並通過生物工程的方法獲得大量新性狀品種,擁有了經過航天搭載的農(nong) 作物共計9大類393個(ge) 品係,培育成功並通過國家或省級鑒定的新品種有近百個(ge) ,並且在農(nong) 業(ye) 生產(chan) 中進行了大規模推廣應用。而天宮二號的成功發射,也同樣會(hui) 掀起我國空間應用科學試驗的新高潮。在之後的節目中,我們(men) 將為(wei) 您詳細講述“天宮二號”裏的高科技。 



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