“走進(jìn)”天宮二號(hào)

既是太空實(shí)驗(yàn)室，又是航天員的“太空之家”
“走進(jìn)”天宮二號(hào)

成功發(fā)射入軌的天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室，將在離地球近400公里的近地軌道上繞地球飛行。這個(gè)長(zhǎng)10米、最大直徑3米多，重約8噸的人造航天器，雖然在浩瀚太空只是一個(gè)難以分辨的“小不點(diǎn)”，但卻是一個(gè)真正的太空實(shí)驗(yàn)室，是能供航天員居住的“太空之家”。

升級(jí)版的“太空之家”，高智能是突出特點(diǎn)

天宮二號(hào)堪稱天宮一號(hào)這個(gè)“太空之家”的升級(jí)版。天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器算是一個(gè)空間實(shí)驗(yàn)室的雛形，是中國(guó)航天員在太空的第一個(gè)家。天宮二號(hào)外形和天宮一號(hào)相同，分為實(shí)驗(yàn)艙和資源艙兩個(gè)艙段。實(shí)驗(yàn)艙為密封艙，主要功能是為航天員在太空生活提供空氣潔凈、溫度和濕度適宜的載人環(huán)境和活動(dòng)空間。資源艙是非密封結(jié)構(gòu)，主要功能是為天宮二號(hào)在太空飛行提供能源和動(dòng)力，太陽(yáng)電池翼、蓄電池、推進(jìn)劑、發(fā)動(dòng)機(jī)都布置在資源艙，實(shí)際上就是一個(gè)動(dòng)力艙。

中國(guó)航天科技集團(tuán)五院天宮二號(hào)總設(shè)計(jì)師朱樅鵬介紹，高智能是“太空之家”的一個(gè)突出特點(diǎn)。技術(shù)人員為天宮二號(hào)配備了智能化的“大腦”——控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和自主研發(fā)的操作系統(tǒng)，它可以自主地進(jìn)行航天器飛行軌道、姿態(tài)調(diào)整、運(yùn)行狀態(tài)的智能化診斷等。

為了讓航天員和天宮二號(hào)之間實(shí)現(xiàn)智能化溝通，技術(shù)人員研制出“太空高智能APP”——儀表控制器應(yīng)用系統(tǒng)，整合了航天器十多個(gè)分系統(tǒng)的所有數(shù)據(jù)，把復(fù)雜、晦澀的專業(yè)數(shù)據(jù)濃縮成52組畫面，實(shí)現(xiàn)了圖形、文字、動(dòng)畫的智能化處理與顯示，為航天員執(zhí)行任務(wù)提供了清晰、直觀、舒適的顯示界面。

天宮二號(hào)比天宮一號(hào)多了在軌補(bǔ)加系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)在太空邊飛行邊“加油”，極大提高在軌運(yùn)行時(shí)間。因此，發(fā)射前天宮二號(hào)只加了半箱“油”，節(jié)省的重量可以攜帶更多的載荷產(chǎn)品和航天員的生活物資。

宜居技術(shù)，將讓航天員的30天太空生活舒適愜意

實(shí)際上，航天員在太空時(shí)是生活在由天宮二號(hào)和神舟十一號(hào)組成的組合體中。航天員吃飯、生活在神舟飛船內(nèi)，工作、娛樂和鍛煉則在天宮二號(hào)內(nèi)，再加上單獨(dú)的睡眠區(qū)、垃圾存放區(qū)，組合體的空間被緊湊地隔成了多個(gè)功能區(qū)。其中，航天員在天宮二號(hào)工作、生活的空間約15立方米。占地較大的供航天員鍛煉身體用的“跑臺(tái)”和工作用的“多功能平臺(tái)”采用了折疊方式進(jìn)行收納，最大程度節(jié)省了空間。

朱樅鵬說，由于航天員要在太空呆30天，天宮二號(hào)首次系統(tǒng)開展了面向中期駐留的載人宜居環(huán)境設(shè)計(jì)，從提高生活質(zhì)量、降低工作負(fù)荷、改善睡眠環(huán)境、豐富娛樂條件等方面著手。為此，航天員工作區(qū)和生活區(qū)的噪音控制在50分貝的適宜程度；密封艙空氣溫度控制在22—24攝氏度、相對(duì)濕度為45%—55%這一人體感覺最舒適的溫濕度，為航天員長(zhǎng)期在軌駐留提供了有力保障。為保障航天員在太空的空氣質(zhì)量，技術(shù)人員研制了環(huán)控檢測(cè)裝置，當(dāng)有害物質(zhì)含量超過預(yù)警值時(shí)，立即報(bào)警并指示航天員按預(yù)定方法處理。

由于航天員在太空處于失重狀態(tài)，行動(dòng)需借助踩踏內(nèi)部結(jié)構(gòu)的反作用力，天宮二號(hào)在內(nèi)飾材料上選擇了輕量化的硬質(zhì)材料，有效解決了之前在天宮一號(hào)工作時(shí)，腳下軟質(zhì)內(nèi)飾“一踩一個(gè)坑”的不便。此外，還在多個(gè)區(qū)域增加不少硬質(zhì)扶手，并引入了駐留腰帶、頭戴式無線藍(lán)牙耳麥等設(shè)計(jì)，使艙內(nèi)工作更便利。

此外，設(shè)計(jì)師們還在天地通話、視頻、電子郵件等方面花了不少心思。借助天地鏈路，通過地面數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，航天員可以與地面實(shí)現(xiàn)視頻互動(dòng)，也能與家人私密通話。

多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目觸及世界前沿探索領(lǐng)域，任務(wù)量為歷史最多

作為我國(guó)第一個(gè)真正意義上的太空實(shí)驗(yàn)室，天宮二號(hào)在完成中期在軌駐留、空間貨物運(yùn)輸、推進(jìn)劑在軌補(bǔ)加等空間站建造與運(yùn)營(yíng)關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上，開展的各類科學(xué)實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用試驗(yàn)多達(dá)14項(xiàng)，任務(wù)量空前。其中有兩項(xiàng)實(shí)驗(yàn)是航天員直接參與操作的，還有一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)屬于國(guó)際合作項(xiàng)目。

這些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，絕大多數(shù)觸及當(dāng)今世界最前沿的探索領(lǐng)域，涉及微重力流體物理、空間材料科學(xué)、空間生命科學(xué)、空間天文探測(cè)以及新技術(shù)試驗(yàn)等多個(gè)領(lǐng)域。航天員既是被研究對(duì)象，也是這些科學(xué)實(shí)驗(yàn)的操作者。

天宮二號(hào)還攜帶了一顆小衛(wèi)星，將在空間中驗(yàn)證小衛(wèi)星在軌釋放、駐留伴隨飛行等技術(shù)。通俗講，天宮二號(hào)將在太空“放飛”這顆小衛(wèi)星，并跟著一起飛行。伴隨小衛(wèi)星結(jié)構(gòu)小、重量輕、任務(wù)靈活，可以在主航天器上直接釋放，節(jié)約發(fā)射成本。伴隨小衛(wèi)星也將成為“攝影師”，對(duì)天宮二號(hào)和神舟飛船組合體近距離實(shí)時(shí)跟隨，給它們拍下太空留影。

天宮二號(hào)上還搭載著一個(gè)神秘的科學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置——“液橋熱毛細(xì)對(duì)流實(shí)驗(yàn)箱”?！耙簶颉笔侵高B接著兩個(gè)固體表面之間的一段液體。比如毛筆蘸了墨水后能形成一個(gè)筆鋒，就是因?yàn)樵诠P毫間形成了液橋。在太空中，利用太空的微重力環(huán)境，可以建立起很大尺寸的液橋，這在地面上將是不可能的事情。