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“走进”天宫二号(特别报道·天宫二号与神舟十一号载人飞行)

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时间:2016-09-16 18:03

既是太空实验室,又是航天员的“太空之家”----“走进”天宫二号(特别报道·天宫二号与神舟十一号载人飞行)

“走进”天宫二号(特别报道·天宫二号与神舟十一号载人飞行)

图为天宫二号发射全过程示意图。

“走进”天宫二号(特别报道·天宫二号与神舟十一号载人飞行)

图为天宫二号结构示意图。

人民视觉

成功发射入轨的天宫二号空间实验室,将在离地球近400公里的近地轨道上绕地球飞行。这个长10米、最大直径3米多,重约8吨的人造航天器,虽然在浩瀚太空只是一个难以分辨的“小不点”,但却是一个真正的太空实验室,是能供航天员居住的“太空之家”。

升级版的“太空之家”,高智能是突出特点

天宫二号堪称天宫一号这个“太空之家”的升级版。天宫一号目标飞行器算是一个空间实验室的雏形,是中国航天员在太空的第一个家。天宫二号外形和天宫一号相同,分为实验舱和资源舱两个舱段。实验舱为密封舱,主要功能是为航天员在太空生活提供空气洁净、温度和湿度适宜的载人环境和活动空间。资源舱是非密封结构,主要功能是为天宫二号在太空飞行提供能源和动力,太阳电池翼、蓄电池、推进剂、发动机都布置在资源舱,实际上就是一个动力舱。

中国航天科技集团五院天宫二号总设计师朱枞鹏介绍,高智能是“太空之家”的一个突出特点。技术人员为天宫二号配备了智能化的“大脑”——控制计算机系统和自主研发的操作系统,它可以自主地进行航天器飞行轨道、姿态调整、运行状态的智能化诊断等。

为了让航天员和天宫二号之间实现智能化沟通,技术人员研制出“太空高智能APP”——仪表控制器应用系统,整合了航天器十多个分系统的所有数据,把复杂、晦涩的专业数据浓缩成52组画面,实现了图形、文字、动画的智能化处理与显示,为航天员执行任务提供了清晰、直观、舒适的显示界面。

天宫二号比天宫一号多了在轨补加系统,可实现在太空边飞行边“加油”,极大提高在轨运行时间。因此,发射前天宫二号只加了半箱“油”,节省的重量可以携带更多的载荷产品和航天员的生活物资。

宜居技术,将让航天员的30天太空生活舒适惬意

实际上,航天员在太空时是生活在由天宫二号和神舟十一号组成的组合体中。航天员吃饭、生活在神舟飞船内,工作、娱乐和锻炼则在天宫二号内,再加上单独的睡眠区、垃圾存放区,组合体的空间被紧凑地隔成了多个功能区。其中,航天员在天宫二号工作、生活的空间约15立方米。占地较大的供航天员锻炼身体用的“跑台”和工作用的“多功能平台”采用了折叠方式进行收纳,最大程度节省了空间。

朱枞鹏说,由于航天员要在太空呆30天,天宫二号首次系统开展了面向中期驻留的载人宜居环境设计,从提高生活质量、降低工作负荷、改善睡眠环境、丰富娱乐条件等方面着手。为此,航天员工作区和生活区的噪音控制在50分贝的适宜程度;密封舱空气温度控制在22—24摄氏度、相对湿度为45%—55%这一人体感觉最舒适的温湿度,为航天员长期在轨驻留提供了有力保障。为保障航天员在太空的空气质量,技术人员研制了环控检测装置,当有害物质含量超过预警值时,立即报警并指示航天员按预定方法处理。

由于航天员在太空处于失重状态,行动需借助踩踏内部结构的反作用力,天宫二号在内饰材料上选择了轻量化的硬质材料,有效解决了之前在天宫一号工作时,脚下软质内饰“一踩一个坑”的不便。此外,还在多个区域增加不少硬质扶手,并引入了驻留腰带、头戴式无线蓝牙耳麦等设计,使舱内工作更便利。

此外,设计师们还在天地通话、视频、电子邮件等方面花了不少心思。借助天地链路,通过地面数据转换,航天员可以与地面实现视频互动,也能与家人私密通话。

多项实验项目触及世界前沿探索领域,任务量为历史最多

作为我国第一个真正意义上的太空实验室,天宫二号在完成中期在轨驻留、空间货物运输、推进剂在轨补加等空间站建造与运营关键技术的基础上,开展的各类科学实验和应用试验多达14项,任务量空前。其中有两项实验是航天员直接参与操作的,还有一项实验属于国际合作项目。

这些实验项目,绝大多数触及当今世界最前沿的探索领域,涉及微重力流体物理、空间材料科学、空间生命科学、空间天文探测以及新技术试验等多个领域。航天员既是被研究对象,也是这些科学实验的操作者。

天宫二号还携带了一颗小卫星,将在空间中验证小卫星在轨释放、驻留伴随飞行等技术。通俗讲,天宫二号将在太空“放飞”这颗小卫星,并跟着一起飞行。伴随小卫星结构小、重量轻、任务灵活,可以在主航天器上直接释放,节约发射成本。伴随小卫星也将成为“摄影师”,对天宫二号和神舟飞船组合体近距离实时跟随,给它们拍下太空留影。

天宫二号上还搭载着一个神秘的科学实验装置——“液桥热毛细对流实验箱”。“液桥”是指连接着两个固体表面之间的一段液体。比如毛笔蘸了墨水后能形成一个笔锋,就是因为在笔毫间形成了液桥。在太空中,利用太空的微重力环境,可以建立起很大尺寸的液桥,这在地面上将是不可能的事情。

(责任编辑:王智永)