天宫二号空间应用实验解答科学难题 中国载人航天事业稳步前进

　　国际在线报道（记者 柳青）：如何才能让我们的卫星定位系统更加准确？太空上种菜种粮食，到底能不能实现？2016年的中秋之夜，中国第一个真正意义上的太空实验室天宫二号带着这些问题飞向了太空。天宫二号上的冷原子钟、太空高等植物种植等14项科学实验也许会找到解答这些问题的钥匙。而随着天宫二号的发射升空，中国载人航天事业也再次向前迈出了扎实一步。

　　说到守时，人们的标准一般是手表或是手机上显示的时间，就算大部分的手表都有每天百分之一秒的误差，一般也是感觉不到的。但是，如果打车的时候定位不准，可就有点烦心了。其实，当误差超过每天十亿分之一秒时，卫星导航定位，船只远海航行等等高精度的行为就会不同程度低偏离目标。

　　目前，全世界数十个实验室建立了几百台高精度原子钟，它们共同组成了世界通用标准时间系统。在原子钟基础上建立的全球定位导航系统，覆盖了全球98%的表面，将原子钟的信号广泛应用到人类活动的各个领域。但是在地面由于受到重力作用，自由运动的原子团始终处于变速状态，原子钟的准确性受到限制。而在微重力环境下，原子团就可以做超慢速匀速直线运动。因此，空间冷原子钟被认为将成为目前空间最高精度的原子钟。随着天宫二号的发射升空，由中科院上海光机所研制的空间冷原子钟也进入了太空，这也将是人类首次在太空中开展相关的实验。中国科学院空间应用中心系统工程部副主任、空间应用系统副总设计师吕从民介绍说，空间冷原子钟将目前人类在太空的原子钟精度提高1到2个数量级，也就意味着这个钟运行约3000万年才会产生1秒的误差，达到该领域的国际领先水平：“你在用手机是吧，移动终端都在做定位，其实你会发现你的定位不会很准，如果能把我们的时钟精度提高的话，就可以大大提高它的定位精度，也就是说原来的定位精度，我们的GPS，15米，那我们可以把它提高一到两个量级，大概到米级，甚至更高。我们现在手机所有的同步，都是靠网络来同步的，但是这个授时，完全是地面上百台热原子钟给我们做校时，如果我们的冷原子钟能够在天上稳定的运行的话，我们可以做到天和地的时间同步。”

　　在不少科幻电影中，在太空基地里种植粮食和果蔬并不是陌生的镜头，但是在现实的载人航天领域，这一场景还不能完全实现。因为要在太空条件下成功实现粮食和蔬菜的生产，为宇航员长期空间生活提供食物来源，还需要解决包括微重力在内的空间环境因子对植物生长发育影响等诸多问题。吕从民介绍说，天宫二号选取了具有不同生长特性的植物拟南芥和水稻作为“植物宇航员”，开展植物全生命周期培养：“拟南芥是植物界的一个模式植物，它是个标准，基因研究的比较透，第二种植物是水稻，有一些应用的价值，我们这次是从种子到种子，就是上去之前是种子，在天上萌发，最后结成种子我们再带回来，是在微重力环境下的一个完整的过程，这样我就知道在微重力环境下，是怎么表达的，哪些因素影响了它的生长，基因是不是有什么变化，那么以后我们就可以通过这些关键因素的条件，就可以让他长的更好。”

　　吕从民表示，通过研究植物在空间微重力条件下生长的机理，将为以后建立长期载人飞行生态保障统奠定基础。

　　除了太空冷原子钟项目和高等植物实验项目，天宫二号空间实验室还装载了宽波段成像光谱仪、三维成像微波高度计等新一代对地观测遥感仪器和地球科学研究仪器，这些载荷的应用，将会提高我国在全球气候变化研究、大气污染和灾害监测等领域的技术水平，将会产生显著的经济效益，造福社会。

　　中科院空间应用中心高级顾问、载人航天工程顾问顾逸东院士表示，在中国载人航天领域，天宫二号项目一次性包括了诸多前沿空间科学研究和应用，将会对以后相关科学领域的发展奠定基础。顾逸东还说，相关空间科学和应用项目的不断发展，也反映中国载人航天事业的稳步前进：“载人航天是比较有系统、有计划开展研究的一个项目，它的目标和发展的路线图是比较清晰的，其中的空间科学和应用方面，也是在飞船就起步了，载人航天路线图过程当中也体现出在空间应用方面有一个长期的规划，和不同规模、不同深度、不同水平，以及能够向国际前沿发起冲击，都是一步步扎扎实实走过来的。”