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“天宫二号”的科研任务

2016-09-13 13:44:10|来源:国际在线|编辑:邓晨曦

  “天宫一号”是空间实验室的特例,主要为了完成交会对接任务,而“天宫二号”则完全是小型空间实验室,科学家、航天员们将在里面展开各种工作和试验,“天宫二号”将解决一定规模、短期有人照料的空间应用问题,航天员在天宫二号上生活的时间将比在神舟九号、神舟十号生活的时间更长。

  天宫二号上将开展地球观测和空间地球系统科学、空间应用新技术、空间技术和航天医学等领域的应用和试验,是中国第一个真正意义上的空间实验室,发射时释放伴飞小卫星,将有飞船与之对接,将完成验证空间站的技术,也将接受航天员的访问。

  将来随着空间实验室体积的增大、可靠性的提高,将逐步发展成为空间站的核心舱或者实验舱,增加太空实验的项目和种类,为建成空间站奠定基础。

  空间站可以允许若干个宇航员同时长期驻守太空,吨位可重达20吨。发射这样重的物体需要使用重型火箭,由于使用的火箭直径较大,无法通过铁路运输,所以用海路运往海南航天发射中心发射。同时,海南航天发射场靠近赤道,有利于增强火箭的运载能力。

  需要说明的是,天宫二号将成我国最忙碌的空间实验室,各类计划的实验项目达到了史无前例的14项,涉及微重力基础物理、空间材料科学、空间生命科学等多个领域,其中两项有驻留30天的航天员直接参与操作,一项为国际合作。这些项目中,大多是当前世界最前沿的探索领域。

  比如,天宫二号将搭载全球第一台冷原子钟进入太空,并进行相关实验。利用太空微重力条件,这台冷原子钟的稳定度将高达10的负16次方,可以将航天器自主守时精度提高两个数量级,能大幅提高如北斗卫星定位系统的导航精度。

  比如,试验从太空分发量子密钥。密钥分发是实现“无条件”安全的量子通信的关键步骤。量子是微观物理世界里不可分割的基本个体。由于作为信息载体的单光子具有不可分割、量子状态不可克隆等特性,密钥分发可以抵御任何形式的窃听,进而保证用其加密的内容不可破译。从原理上来说,这种通信方式就是无条件安全的。

  全长2000多公里的“京沪干线”大尺度光纤量子通信骨干网正在收尾,将在2016年下半年建成;全球首颗量子科学实验卫星有望在7月发射。届时,一个天地一体化的量子通信网络的雏形将会形成。在这个过程中,天宫二号可以扮演量子卫星中转的角色,实验远距离量子通信,让信息在地面城市与太空构筑的范围内实现“无条件”的安全传输。

  天宫二号还将搭载中国科学院,瑞士保罗谢尔研究所,瑞士日内瓦大学联合研制的伽马暴探测设备,测量宇宙的伽马暴射线和散射状态,以黑洞等极端天体作为恒星和星系演化的探针,理解宇宙极端物理过程和规律,解答宇宙组成和演化。从而研究揭示宇宙结构、起源、演化等问题。

  此外天宫二号还选择了水稻和拟南芥,计划进行‘从种子到种子’的植物全生育发展过程实验。

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