到太空建“別墅”

王哲

天宮二號為建造運營中國空間站提前開展相關關鍵技術驗證，提前對空間站的管理積累寶貴的經(jīng)驗，這是中國向空間站時代邁出的一大步。

天宮游太空，天涯共此時。

9月15日22時04分，搭載天宮二號空間實驗室的長征二號FT2運載火箭在我國酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點火發(fā)射。約575秒后，天宮二號與火箭成功分離，進入預定軌道，發(fā)射取得圓滿成功。正如習近平總書記所說，“探索浩瀚宇宙，發(fā)展航天事業(yè)，建設航天強國，是我們不懈追求的航天夢?！敝星镌聢A之夜，天宮二號成功發(fā)射，這是中華民族的又一次“圓夢之旅”。

天宮二號將為我國載人航天第三步——也就是建造運營中國空間站提前開展相關關鍵技術驗證，提前對空間站的管理積累寶貴的經(jīng)驗，這是中國向空間站時代邁出的一大步。

最忙碌的空間實驗室

作為天宮一號的“繼承者”，天宮二號雖然外形與天宮一號近似，但卻是在原先基礎上的“精裝版”，其裝備更豪華、裝載量更高、內(nèi)部環(huán)境更好。據(jù)載人航天工程空間應用系統(tǒng)副總設計師呂從民介紹，天宮二號裝載全新的空間冷原子鐘等14項應用載荷，以及失重心血管功能研究等相關航天醫(yī)學實驗設備。天宮二號的系統(tǒng)是模塊化設計，配備在軌維修技術驗證裝置、機械臂操作終端等設備，出現(xiàn)問題時可以快速更換和在軌維修，這也屬于國內(nèi)首創(chuàng)，可以說是最忙碌的空間實驗室。

呂從民指出，天宮一號實驗項目涉及微重力基礎物理、空間材料科學、空間生命科學等多個領域，三個空間科學物理領域重點項目：空間冷原子鐘實驗、空地量子密鑰分配試驗、伽馬暴探測科學意義重大，有望取得國際空間科學物理學前沿的重大突破，其中的伽馬暴探測項目是國際合作項目，將搭載由中國科學院、瑞士保羅謝爾研究所和瑞士日內(nèi)瓦大學聯(lián)合研制的伽馬暴探測設備，測量宇宙的伽馬暴射線和散射狀態(tài)，以黑洞等極端天體作為恒星和星系演化的探針，理解宇宙極端物理過程和規(guī)律，解答宇宙組成和演化，從而研究揭示宇宙結(jié)構(gòu)、起源、演化等問題，為人類了解黑洞及外太空奠定基礎。

備受矚目的是，天宮二號還將試驗從太空分發(fā)量子密鑰。量子密鑰的分發(fā)是實現(xiàn)“無條件”安全的量子通信的關鍵步驟。量子是微觀物理世界里不可分割的基本個體，量子密鑰分發(fā)可以抵御任何形式的竊聽，進而保證用其加密的內(nèi)容不可破譯。此次天宮二號扮演量子衛(wèi)星中轉(zhuǎn)角色，實驗遠距離量子通信，讓信息在地面城市與太空構(gòu)筑的范圍內(nèi)實現(xiàn)“無條件”安全傳輸。

伴隨衛(wèi)星飛行試驗，天宮二號將進一步驗證小型高功能密度衛(wèi)星、在軌釋放、駐留伴隨飛行等技術，為未來新型航天器編隊飛行奠定技術基礎。多項具有我國原創(chuàng)科學思想的空間科學實驗也有望取得重要進展，我國近年來開發(fā)使用的1100多種新材料中，80%是在航天技術的牽引下研制完成的。在天宮二號上，綜合材料制備實驗選用的新型探測器和光電子材料、新型納米復合光學材料、高性能熱電轉(zhuǎn)換材料、多元復相合金等新型材料樣品，航天員將多次操作更換并回收實驗樣品供地面進一步分析研究。電影《火星救援》中，主人公通過種植土豆求生存終于重回地球的故事讓人印象深刻。天宮二號上要進行的各類多項高精尖的實驗任務中，也包括水稻等高等植物培養(yǎng)實驗，希望解決包括微重力等一系列與植物生長發(fā)育有關的太空環(huán)境因子影響的問題，航天員將回收部分植物樣品供地面進一步分析研究。

整流罩分離失敗也能成功逃生

天宮二號發(fā)射事無巨細，安全第一。而正是緣于設計團隊對擔負發(fā)射任務的長征二號F運載火箭的技術水平追求極致，才確保了天宮二號的順利升空。

記者從中國航天科技集團運載火箭技術研究院了解到，設計團隊對長征二號F運載火箭的標準可以說是近乎極限的苛刻：火箭內(nèi)有800多套產(chǎn)品是之前批量生產(chǎn)的，這些產(chǎn)品全部被退回原廠根據(jù)新的質(zhì)量標準進行重新檢驗，確保質(zhì)量過關；為考核電氣系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性和可靠性，火箭電氣系統(tǒng)的測試次數(shù)和系統(tǒng)加電時間均有所增加；將火箭上6萬多件緊固件進行擰緊力矩的統(tǒng)一量化、更換靶場老舊設備、減少了700多個使用禁（限）工藝的產(chǎn)品……

長征二號F運載火箭副總設計師劉烽舉的一個例子讓人印象深刻，逃逸塔直接關系到航天員安全，一旦在發(fā)射時火箭檢測出故障，航天員可以通過逃逸塔逃生。然而，整流罩如果分離不成功，即使啟動了逃逸塔，也很難實施逃逸。盡管出現(xiàn)這種情況的可能性微乎其微，設計團隊還是通過實驗驗證，增加了一種航天員在整流罩分離不成功的情況下依然可以實施成功逃生的設計，確保萬無一失。

載人航天工程是當今世界高新技術發(fā)展水平的集中體現(xiàn)，而空間技術水平是一個國家科技實力的重要標志，也是一個國家經(jīng)濟實力、綜合國力、國防實力的重要標志。中國航天事業(yè)從1956年正式創(chuàng)建以來，整整走過了一個甲子，經(jīng)過幾代航天人的接續(xù)奮斗，我國航天事業(yè)創(chuàng)造了以“兩彈一星”、載人航天、月球探測為代表的輝煌成就。每一次飛天，都是中國航天史上的一次重大跨越，都是新的“第一次”的誕生。 中國航天人一步步向空間站時代邁進，我國正向著建設長期性乃至永久性的空間實驗室和建成中國空間工程系統(tǒng)的目標邁進。

我國首位航天員楊利偉曾打過這樣的比喻：“如果把我乘坐的神五返回艙比作一居室，費俊龍和聶海勝開展活動的神六返回艙和軌道艙是兩居室，天宮相當于套房，未來的空間站就相當于別墅。”經(jīng)過天宮一號和天宮二號技術積累后，我國預計將于2020年搭建完成空間站，而目前的國際空間站也將同年宣布退役。我國空間站將成為唯一在軌空間站，為各國提供服務，航天員和科學家太空實驗活動將更加頻繁，也將為我國開發(fā)與利用太空資源打下堅實基礎。