天宮二號揭秘：太空里的智能家居是怎樣的？

    9月16日，中國酒泉，一夜無眠。團圓與飛天，兩個在龍的傳人心靈深處流淌千年的夢想在這里交匯。天宮二號在中華“神箭”長二F火箭的有力托舉下，趁此良辰美景騰空而去，帶著中華兒女的期盼，探索太空新奧秘。

    數(shù)十天后，兩名航天員將搭乘神舟十一號飛船與天宮二號對接，進入星辰大海中屬于中國人的“太空之家”，在這里工作和生活30天。這將是迄今我國載人飛行時間最長的任務(wù)。

    在接下來的30天里，“天宮二號”如何保障航天員的衣食住行?為此，天宮二號對飲食居住環(huán)境進行改善，為航天員營造家的感覺。其中艙內(nèi)色彩、光線、降低噪音等都做了人性化的環(huán)境布置;航天員可在空間實驗室收到地面電視信號，能跟家人進行天地通話和私人通信;為保證航天員在微重力環(huán)境下身體機能不衰退，天宮二號配置了力量訓(xùn)練設(shè)備，并定期對航天員心血管和身體醫(yī)學(xué)指標(biāo)進行監(jiān)測。

    配備多功能工作臺不用時可折疊

    天宮二號總設(shè)計師朱樅鵬表示，天宮二號將為航天員提供更宜居的環(huán)境，特別是針對航天員要駐留30天這一實際，做了很多人性化改造。

    其中，有意識地把地板和天花板用顏色進行了區(qū)別，墻壁也采用了非常柔和的米白色。為了防止碰撞，天宮一號的地板和墻壁非常柔軟，但航天員從太空回來后，提出還是硬質(zhì)墻壁和地板好，所以在天宮二號中進行了改變，實驗艙內(nèi)采用了硬材質(zhì)。

    在內(nèi)部設(shè)施方面，天宮二號配備了多功能工作臺，不用時可以折疊，打開后則可以在上面進行電腦操作、閱讀、進餐等。對通風(fēng)口也進行了改造，降低了噪音。在睡眠區(qū)，燈光可以進行調(diào)節(jié)，廣播也可以關(guān)閉，航天員可以攜帶一些個人的物品，如家人的照片等。床頭有一個藍(lán)牙音響，可以接收地面?zhèn)鬏數(shù)木o急呼叫，而航天員的頭戴式耳機也改成了無線的。

    天宮二號內(nèi)部還加入了很多特色元素，包括中國載人航天工程的標(biāo)志、航天科技集團公司的標(biāo)志，另外為紀(jì)念中國航天事業(yè)創(chuàng)建60周年，艙內(nèi)還會有專門設(shè)計的符號。

    航天員可與家人進行短信交流

    朱樅鵬說，考慮到航天員要在天宮二號進行中期駐留，我們?yōu)楹教靻T配備了筆記本電腦、平板電腦，航天員不僅可以進行工作，還可以進行娛樂、閱讀;同時，航天員在太空可以收看電視節(jié)目，與家人進行短信交流。

    在飲食方面，**程度地考慮到了每名航天員的個人偏好，特制了一批太空食品。個人衛(wèi)生方面，準(zhǔn)備了特制的濕巾和刮胡刀，對集便袋進行了改進，使其氣壓低于艙內(nèi)，防止氣味擴散。

    【衣】準(zhǔn)備保暖服和“祥云”睡袋

    “天宮二號”為航天員準(zhǔn)備了外部繡有祥云圖案的睡袋。睡袋的材料采用了特殊材料，具有抗阻燃、防靜電、松緊可調(diào)、重量輕等特點。此外，天宮二號還為航天員準(zhǔn)備了保暖內(nèi)衣、保暖褲、運動服、運動襪等?？紤]到太空工作的特殊需求，這些衣服設(shè)計都比較特別，有的衣服裝有電纜，有的口袋用于放置輻射測試儀等。

    【食】儲藏負(fù)離子飲用水和氧氣

    由于航天員會在“天宮二號”發(fā)射1個月之后前往，為了保障食物的新鮮，天宮二號沒有為航天員提前準(zhǔn)備食物，而是由神舟十一號飛船來搭載。不過，天宮二號為航天員準(zhǔn)備了可以長時間儲藏的飲用水和氧氣。并且，飲用水里面添加了負(fù)離子，讓航天員可以喝到更純凈的水。

    【住】溫度控制在19℃到23℃

    按照醫(yī)學(xué)指標(biāo)，“天宮二號”為航天員設(shè)置了舒適的環(huán)境，溫度控制在19℃到23℃，濕度為50%左右。氧氣濃度與地面一致。同時，對艙內(nèi)的有害氣體、微生物進行過濾、清除，保證艙內(nèi)空氣清新。此外，“天宮二號”為航天員準(zhǔn)備了大小便收集袋，收集袋采用負(fù)壓技術(shù)，能夠避免異味散出。

    【行】特殊跑步機用于全身鍛煉

    “天宮二號”安裝了太空鍛煉器材，包括特殊的跑步機用于全身鍛煉;健身自行車用于鍛煉下肢肌肉、以及拉力器用于鍛煉肩部和背部肌肉。值得一提的是，為了解決在失重狀態(tài)下如何跑步的問題，設(shè)計人員在跑步機上配備了一根有彈性的橡皮帶，當(dāng)航天員站在跑步機上時，把橡皮帶像背書包一樣背在肩上，有彈性的帶子會將人勒住，人就不會飄起來，腿部也會感到力量。

    揭秘1：“天宮二號”都帶了什么升空?

    天宮二號總設(shè)計師朱樅鵬介紹，“天宮二號”搭載了有效載荷51件，有機械臂、空間冷原子鐘、高等植物培養(yǎng)箱、伴隨衛(wèi)星、紫外臨邊成像光譜儀等。這些載荷涉及微重力基礎(chǔ)物理、微重力流體物理、空間材料科學(xué)、空間生命科學(xué)等10多項空間科學(xué)和應(yīng)用任務(wù)。

    比如，機械臂。艙內(nèi)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，拆設(shè)備。當(dāng)然，未來的艙外機械臂用途更多，可以為空間站做艙外維修工作。

    比如，“天宮二號”高等植物培養(yǎng)箱。培養(yǎng)箱相當(dāng)于迷你版太空溫室，用于培育水稻和擬南芥。通過試驗，最終目的是在空間站種莊稼，為航天員長期空間生活提供補給。

    比如，空間冷原子鐘。利用“天空二號”里的微重力條件，這臺冷原子鐘的穩(wěn)定度將高達(dá)10的負(fù)16次方，可以將航天器自主授時精度提高兩個數(shù)量級，能大幅提高如北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)的導(dǎo)航精度。

    再比如一些家具?！疤鞂m二號”里面為航天員準(zhǔn)備了跑步機、健身車、折疊多功能桌、冰箱等。

    揭秘2：天宮二號將做哪些“高大上”的太空實驗?

    天宮二號是我國**真正意義上的空間實驗室，將完成十余項高精尖的實驗任務(wù)，是載人航天歷次任務(wù)中應(yīng)用項目最多的一次。

    天宮二號將與擬于10月中下旬發(fā)射的神舟十一號載人飛船對接。航天員將進入天宮二號，參與操作高等植物培養(yǎng)實驗和綜合材料制備實驗。

    人類未來要星際旅行、移民外星球，首要任務(wù)是解決食物自給、氧氣和循環(huán)水等問題。高等植物培養(yǎng)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(huán)境影響，在太空環(huán)境中正常生長。

    天宮二號搭載了多項空間物理實驗，如空間冷原子鐘實驗、空地量子密鑰分配試驗等，均屬國際科學(xué)前沿，科學(xué)意義重大。

    量子密鑰分配試驗將在基于載人航天空間平臺上實現(xiàn)天-地量子密鑰傳輸試驗，以及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)天地激光通信。該實驗將為未來建立不可破譯的信息安全系統(tǒng)、在國際上率先建立實用化的保密通信網(wǎng)絡(luò)奠定基礎(chǔ)。

    我國載人航天的歷次巡天任務(wù)都少不了在浩瀚的宇宙中從各個方位“感知”地球。天宮二號也搭載了多個新一代對地觀測遙感器和地球科學(xué)研究儀器。

    如寬波段成像光譜儀、三維成像微波高度計、紫外臨邊成像光譜儀等，突破了系列關(guān)鍵技術(shù)，在資源環(huán)境、生態(tài)環(huán)境、農(nóng)林應(yīng)用、海洋環(huán)境、大氣污染和大氣成分監(jiān)測以及全球變化研究等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。

    “對接天眼”全新升級

    “對接天眼”——光學(xué)成像敏感器(CRDS)，由位于運輸飛船上的相機和位于目標(biāo)飛行器上的目標(biāo)標(biāo)志器組成。技術(shù)人員對其進行了全新升級，“對接天眼”的太陽雜光抑制能力等大幅提升;**捕獲時間也提高了一個數(shù)量級——由原來的約十秒縮短至不到幾百毫秒。

    【科研項目】空間冷原子鐘 有望實現(xiàn)3000萬年誤差一秒

    天宮二號空間實驗室將開展的實驗中，包括空間科學(xué)物理領(lǐng)域重點項目——空間冷原子鐘實驗，有望實現(xiàn)3000萬年誤差一秒的超高精度，對衛(wèi)星定位導(dǎo)航等生產(chǎn)生活及引力波探測等空間科學(xué)研究將產(chǎn)生重大影響。空間冷原子鐘可以將航天器自主守時精度提高兩個數(shù)量級，大幅提高導(dǎo)航定位精度。

    高等植物培養(yǎng)：太空“溫室”種植水稻擬南芥

    在“天宮二號”實驗室內(nèi)，高等植物培養(yǎng)也是眾多科學(xué)任務(wù)中唯一的生命科學(xué)實驗。此次“天宮二號”所搭載的高等植物培養(yǎng)裝置，就將在微重力的環(huán)境下搭建起一個溫度舒適、光照可控的迷你“溫室”。在這個溫室內(nèi)，所種植的是糧食作物的典型代表水稻和綠葉植物的典型代表擬南芥。此夜，天宮騰空。明朝，筑夢廣寒。他日，思接廣宇。

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