天宮二號——中國首個真正意義上的空間實驗室

天宮二號空間實驗室于2016年9月15日成功發(fā)射，采用實驗艙和資源艙兩艙構(gòu)型，全長10.4m，艙體最大直徑3.35m，起飛重量8.6t，設(shè)計在軌壽命2年，是中國第一個真正意義上的空間實驗室，將用于進一步驗證空間交會對接技術(shù)及進行一系列空間試驗。天宮二號主要開展地球觀測和空間地球系統(tǒng)科學(xué)、空間應(yīng)用新技術(shù)、空間技術(shù)和航天醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用和試驗，包括釋放伴飛小衛(wèi)星，完成貨運飛船與天宮二號的對接。

1.在軌測試與檢查

在發(fā)射后的近一個月時間內(nèi)，天宮二號將完成平臺和應(yīng)用載荷的在軌測試。此后，轉(zhuǎn)入獨立運行模式，開展部分空間科學(xué)實驗。神舟十一號載人飛船發(fā)射臨近前，天宮二號將再次進行狀態(tài)和功能檢查，確認是否滿足載人交會對接條件和駐留條件。

2.航天員中期駐留

10月發(fā)射神舟十一號載人飛船，兩飛行器在高度約393km軌道上交會對接，2名航天員訪問空間實驗室，在軌駐留30天，整個任務(wù)安排的應(yīng)用和技術(shù)試驗項目共計40多項。

3.在軌維修技術(shù)試驗

利用高度優(yōu)勢開展地球資源和太空觀測，利用微重力等空間環(huán)境開展空間技術(shù)試驗、航天醫(yī)學(xué)試驗、空間科學(xué)和在軌維修技術(shù)試驗。

4. 14個應(yīng)用載荷試驗

天宮二號空間實驗室裝載了空間冷原子鐘、伽瑪暴偏振探測儀、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14個空間應(yīng)用載荷，這些應(yīng)用項目大都代表著相關(guān)科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的國際先進水平，有望取得一批重大應(yīng)用成果，將有力促進我國空間科學(xué)和應(yīng)用技術(shù)發(fā)展，引領(lǐng)相關(guān)領(lǐng)域科技進步，加快推進創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略的實施。

為了提高北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)的導(dǎo)航精度，天宮二號搭載全球第一臺冷原子鐘進入太空，并進行相關(guān)實驗。利用太空微重力條件，這臺冷原子鐘的穩(wěn)定度將高達10-16，可以將航天器自主授時精度提高兩個數(shù)量級。

為了驗證衛(wèi)星通信的安全性，天宮二號將試驗從太空分發(fā)量子密鑰。密鑰分發(fā)是實現(xiàn)“無條件”安全的量子通信的關(guān)鍵步驟。量子是微觀物理世界里不可分割的基本個體。由于作為信息載體的單光子具有不可分割、量子狀態(tài)不可克隆等特性，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。從原理上來說，這種通信方式就是無條件安全的。

文_鄧薇