中國航天向前的堅實一步,細說天宮二號強大的技術

2020-12-03 小雷天天講科學

大家好我是本文的作者小雷,歡迎閱讀我的科學文章,喜歡的可以關注我。還記得2016年的中秋節嗎?那天晚上你應該正在和家人一邊吃月餅一邊賞月亮,那天不僅僅是一個祥和的節日,就在那天晚上,我們國家又向探索太空的旅途前進了一大步,天宮二號發射成功,所有報導都說這是我國第一個真正意義上的空間實驗室,標誌著載人航天進入了全新的階段。你知道什麼是空間實驗室嗎?為什麼空間實驗室對航天事業的意義如此重大?在空間實驗室裡都要做什麼實驗呢?讓小雷帶你一起去看一看吧。

在天宮二號之前,我們國家發射的神舟系列飛船都是把太空人送上太空軌道,繞著地球運行一段時間後再送回地面,旅途很短,一般只有兩周左右。但是天宮二號打破了這一慣例,由它搭載的兩名太空人在太空中停留的時間長達30天,和以前的太空旅行相比,真是一個很大的進步。天宮二號相當於我國的太空基地,一直運行在圍繞地球的軌道上,仿佛是地球的的守護神,稱呼它為天宮二號還是很生動形象的。兩名太空人乘坐的神舟十一號從地球上一飛沖天,進入地球軌道後,神舟十一號和天宮二號相對接,成為一個整體。這個時候太空人們從神舟十一號進入天宮二號,然後在天宮二號上開始了將近一個月的太空生活。

這麼說來天宮二號基本不停歇的長時間圍繞著地球運行,那它的燃料從哪來呢?如果燃料不充分,天宮二號就會面臨著罷工的危險,解決燃料問題也是之前神舟飛船天宮一號都沒有攻克的難題。原來天宮二號運用空中加油的工作原理,貨運飛船和天宮二號在太空中接軌,在它們倆速度保持一致的時候,就能保持相對靜止的狀態。這個時候貨運飛船就相當於一個空間加油站,為我們的天空二號注入燃料,支撐空間實驗室的運行。所以說天宮二號完成空中加油這個高難度動作,是我國航天技術一個巨大的突破。我們的兩位太空人在天宮二號上居住了30天,那他們在上面都做了些什麼呢?

他們的任務就是在太空中生活,參與科學研究,與地球上的人交流,為了讓兩位太空人能夠住得舒服一些,天宮二號的艙內環境也做出了很大的改善。根據原先天宮一號的反饋,將柔軟的牆壁和地板換成了硬質牆壁和地板,室內燈光調整為更柔和的米白色。地板和天花板顏色也做出了區別,畢竟在太空微重力環境中,太空人還是很有可能混淆地板與天花板的。此外還增加了多功能工作檯,不用時可以摺疊,打開後太空人可以在上面吃飯、看書、使用筆記本電腦。睡眠區的燈光可以調節,還配備了健身單車和跑步機供太空人鍛鍊。接下來小雷給你講講在空間實驗室裡,都進行了哪些神奇的實驗。

天宮二號搭載世界首臺冷原子鐘,在太空做實驗怎麼才能做到精確,首先必須得有精確的時間測量標準,天宮二號上帶了一把測量時間的尺子,空間冷原子鐘。將對空間冷原子鐘進行太空實驗,它的精度非常高,理論上過去3000萬年才會有一秒的誤差,若能成功,將是太空中最精確的時間測量儀器。地球上的植物能不能在太空這種極端環境下成長,長成我們可以食用的糧食蔬菜,這是天宮二號空間實驗室要進行的一項生命科學實驗。在太空環境下搭建一個迷你溫室,溫度舒適,光照可以調節控制,在這個溫室裡,科學家們選取了兩種植物進行種植培養,分別是糧食代表水稻和綠葉植物代表擬南芥,如果成功,那真的會成為一項讓太空人們開心的技術。

以後在人類從地球去往月亮,去往火星的旅途上就能吃上非常新鮮的蔬菜了。在太空的微重力環境下,製備新材料也是天宮二號的任務,這可是太空人們第一次在太空中親自操作,完成新材料製備的過程,不得不提的是自備材料的爐子,這個爐子是用來給實驗材料加熱的。你還記得《西遊記》中太上老君的八卦爐嗎?孫悟空在八卦爐中被火烤了七七四十九天,練出一雙火眼金睛。我們天宮二號上自備材料的爐子一點也不比太上老君的八卦爐差,能在真空環境下達到950攝氏度的加熱溫度,功耗只需要不到200瓦,而家裡燒水的電熱水壺功耗一般都是2000瓦。天宮二號還要進行量子保密通信技術的實驗。

我們在看電影的時候,總是能看到某條情報被截獲,某國的情報局系統被黑客入侵,而量子保密通信技術一旦成功,這種截獲情報,黑客入侵網絡的事情就比登天還難了。量子通信就好比將一顆玻璃彈珠準確無比的彈射到十萬八千裡外的一個洞裡,能做到極其精確的瞄準,而且由於每一個量子的獨一無二,要破解量子通信基本不可能。因此量子通信技術是一項短時間、長距離、高速度的保密通信技術,在天宮二號空間實驗室裡進行量子通信演示實驗,將會為實現全球以及地球與太空的量子通信打下堅實的基礎。天宮二號還配備了天極望遠鏡,天極望遠鏡除了可以看到遠方之外,還有一項高超的技能,就是能觀察到遙遠宇宙中突然發生的伽馬射線暴現象。

伽馬射線暴一般是宇宙中發生大事件所釋放的射線風暴,比如恆星的解體或誕生,黑洞的形成等等。利用天極望遠鏡很有可能捕捉到宇宙中另一個太陽的誕生。天宮二號是我國第一個空間實驗室,將帶領我們去探索宇宙的奧秘,發現更多不為人知的新奇景象。在不遠的未來,我國還會開展更多的空間試驗項目,說不定我們還有機會看到中國人在月球上留下歷史的腳印呢。那麼今天的文章到這裡就結束了,喜歡小編的文章可以關注我,我每天都會給大家帶來科學小知識,有什麼想法也可以在評論區評論出來,和大家一起討論,歡迎關注哦!

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