“天宮二號(hào)”：奠基中國空間站時(shí)代
發(fā)射“天宮二號(hào)”的長征二號(hào)F T2運(yùn)載火箭
金秋九月，大漠深處的中國酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心迎來了中國航天事業(yè)新的里程碑：我國首個(gè)真正意義上的空間實(shí)驗(yàn)室“天宮二號(hào)”如期升空。作為中國空間站計(jì)劃的重要一步，“天宮二號(hào)”將完成再生式循環(huán)系統(tǒng)、有效載荷和應(yīng)用系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)等科研項(xiàng)目，并隨后迎來“神舟十一號(hào)”飛船，為在茫茫太空搭建屬于我們中國的“太空之家”奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
全面體檢確保萬無一失
9月9日，“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室與長征二號(hào)F T2運(yùn)載火箭等飛行產(chǎn)品完成總裝測試等技術(shù)區(qū)各項(xiàng)工作后，火箭與“天宮二號(hào)”組合體搭載著活動(dòng)發(fā)射平臺(tái)駛出總裝測試廠房，平穩(wěn)行駛約1.5小時(shí)后垂直轉(zhuǎn)運(yùn)至發(fā)射區(qū)，“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室任務(wù)正式進(jìn)入發(fā)射階段。
“天宮二號(hào)”與長征二號(hào)F T2運(yùn)載火箭在升空前，要進(jìn)行一系列的功能檢查和聯(lián)合測試工作。
11日中午“天宮二號(hào)”發(fā)射任務(wù)進(jìn)行了發(fā)射區(qū)各個(gè)系統(tǒng)聯(lián)合演練，這次的聯(lián)合演練相當(dāng)于對(duì)“天宮二號(hào)”的健康狀況進(jìn)行全面體檢，對(duì)每個(gè)系統(tǒng)都有著重要意義。
據(jù)了解，這次演練的是火箭點(diǎn)火向前數(shù)3小時(shí)“關(guān)鍵時(shí)期”的任務(wù)，可以說是口令最密集、動(dòng)作最多的階段。為了演練，“天宮二號(hào)”和長征二號(hào)F T2運(yùn)載火箭已通上電源，攝像頭可以傳回清晰穩(wěn)定的畫面，系統(tǒng)處于良好狀態(tài)。同時(shí)，火箭還進(jìn)行一次模擬飛行，雖然在塔架上沒有真正飛起，但設(shè)備要按照從點(diǎn)火起飛到最終入軌大概580秒的時(shí)間進(jìn)行全流程演練，接近發(fā)射當(dāng)時(shí)的狀態(tài)。
此外，這次演練之后還有多次考驗(yàn)，真正確保萬無一失。演練范圍將會(huì)擴(kuò)大到全國，各地航天測控站都會(huì)參與進(jìn)來，對(duì)所有任務(wù)狀態(tài)進(jìn)行確認(rèn)。在發(fā)射區(qū)開展的“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室與長征二號(hào)F T2運(yùn)載火箭功能檢查和聯(lián)合測試工作后，完成最終狀態(tài)確認(rèn)，火箭加注推進(jìn)劑，中國航天史上一次意義非凡的壯舉拉開序幕。
搭載設(shè)備創(chuàng)載人航天器紀(jì)錄
“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室從外形上看和“天宮一號(hào)”沒什么不同，還是以資源艙和實(shí)驗(yàn)艙組成的兩艙結(jié)構(gòu)，但是內(nèi)在卻有不同，也承擔(dān)著不同的任務(wù)。
“天宮二號(hào)”相比于“天宮一號(hào)”來說，不僅裝備更優(yōu)、裝載量更高、內(nèi)部環(huán)境更好，搭載的設(shè)備也更先進(jìn)。其上搭載的全新配套的空間應(yīng)用系統(tǒng)的科學(xué)設(shè)備，無論數(shù)量還是安裝復(fù)雜程度，都創(chuàng)造了歷次載人航天器任務(wù)之最。
例如，首次搭建了液體回路驗(yàn)證系統(tǒng)，將驗(yàn)證空間站維修技術(shù);首次搭載了機(jī)械臂操作終端試驗(yàn)器，機(jī)械臂通俗解釋就是一種典型的空間機(jī)器人，能用于空間站的在軌組裝、在軌維修、貨物搬運(yùn)與轉(zhuǎn)移、輔助航天員出艙活動(dòng)等，將第一次開展我國人機(jī)協(xié)同太空在軌維修試驗(yàn)，為以后空間站任務(wù)提供技術(shù)儲(chǔ)備;為滿足推進(jìn)劑補(bǔ)加驗(yàn)證試驗(yàn)的需要，對(duì)推進(jìn)分系統(tǒng)進(jìn)行了適應(yīng)性改造。
在航天員中期駐留的密封艙內(nèi)，設(shè)計(jì)上增加了消耗品配置，同時(shí)圍繞降低航天員的在軌工作強(qiáng)度、提高航天員在軌生活舒適度，進(jìn)行了很多的設(shè)計(jì)改進(jìn)，使航天員在駐留期間的生活和工作舒適愜意。
值得一提的是，“天宮二號(hào)”的系統(tǒng)設(shè)計(jì)是模塊化的，也就是說它出現(xiàn)問題時(shí)可以快速更換和在軌維修，這在國內(nèi)空間領(lǐng)域?qū)儆谑讋?chuàng)。
空間實(shí)驗(yàn)任務(wù)之多史無前例
“天宮二號(hào)”升空后將成為我國最忙碌的空間實(shí)驗(yàn)室，各類計(jì)劃的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目達(dá)到史無前例的14項(xiàng)，涉及微重力基礎(chǔ)物理、空間材料科學(xué)、空間生命科學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域，大多是當(dāng)前世界最前沿的探索領(lǐng)域。
比如，中科院上海光機(jī)所研制的“空間冷原子鐘”搭載“天宮二號(hào)”發(fā)射升空，將成為國際上首臺(tái)在軌運(yùn)行并開展科學(xué)實(shí)驗(yàn)的“空間冷原子鐘”，同時(shí)是目前在空間運(yùn)行的最高精度的原子鐘。“空間冷原子鐘”將激光冷卻技術(shù)和空間微重力環(huán)境結(jié)合，有望實(shí)現(xiàn)超高精度(約3000萬年誤差1秒)，將目前人類在太空中的時(shí)間計(jì)量精度提高1—2個(gè)數(shù)量級(jí)。
比如，量子密鑰分配地面終端配合，在地面站與“天宮二號(hào)”之間建立起量子信道，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行空—地量子密鑰分配試驗(yàn)，為載人航天的空地間量子保密通信以及未來的實(shí)用化天地一體廣域量子保密通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)打下基礎(chǔ)。
另外，在“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室中將開展擬南芥和水稻的培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，著重探索在太空環(huán)境中如何控制植物開花結(jié)種的技術(shù)與方法，為建立保障人類長期在空間生存所必需的生命生態(tài)支持系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)。
作為唯一的國際合作項(xiàng)目，“天極”望遠(yuǎn)鏡的主要科學(xué)目標(biāo)是探測研究遙遠(yuǎn)宇宙中突然發(fā)生的伽瑪射線暴現(xiàn)象，并在國際上首次對(duì)伽瑪暴的偏振性質(zhì)實(shí)現(xiàn)高精度、系統(tǒng)性地測量，從而深入地研究恒星演化、黑洞形成以及伽瑪暴爆發(fā)的物理機(jī)制，為更好地理解極端天體物理環(huán)境下產(chǎn)生的這種宇宙中最劇烈的爆發(fā)現(xiàn)象作出重要貢獻(xiàn)。
“天宮二號(hào)”發(fā)射完成后，按照計(jì)劃，10月中旬將發(fā)射“神舟十一號(hào)”飛船，搭乘兩名航天員，與“天宮二號(hào)”對(duì)接，進(jìn)行人在太空中期駐留試驗(yàn);2017年，用長征七號(hào)運(yùn)載火箭發(fā)射“天舟一號(hào)”貨運(yùn)飛船，與“天宮二號(hào)”對(duì)接，開展推進(jìn)劑補(bǔ)加等相關(guān)試驗(yàn)。
中國載人航天工程分三步走，“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室的發(fā)射作為第二步第二階段首飛的載人飛行器意義重大。為了給后續(xù)空間站建立積累經(jīng)驗(yàn)，此次發(fā)射選擇了與未來我國空間站同樣高度的軌道，比“天宮一號(hào)”目標(biāo)飛行器軌道高50公里，同時(shí)驗(yàn)證未來空間站的交會(huì)對(duì)接，進(jìn)一步提高交會(huì)對(duì)接的可靠性，對(duì)未來空間站的建造有承上啟下的作用。
