天宫二号实验方案

第一篇：天宫二号实验方案

方案名称：冰的完美蜕变

方案设计人：胡煜，裴华

方案摘要：在地球引力场内，冰融化时，其表面有液态水残留。在无引力情况下，可能会有水珠漂浮在空中或水珠与冰表面接触的现象或其他情况，在此情况之前，水珠体积可能会逐渐增大。本实验用密闭透明方盒盛放冰块，在盒子内上方用电阻 丝对其下方冰块加热，使冰块融化。用录像机记录融化过程，确定固液两态水转换 状态的真相。

水的融化

问题：在地面上，当水融化时，冰表面水沿冰面流下，冰面有水残留。此现象由于 地球引力的存在。当处在天宫时，为失重环境，这时水融化现象如何进行？需要通 过实验给予答案。

假设：我们对上述问题的推想是：在无引力情况下，融化会以下列几种可能情况出 现。在无引力状态下，水会呈球状。在冰融化成水时，水会聚集为水珠。在无外力作 用下，水珠会静止并与冰表面接触。在冰融化成水时，水会聚集为水珠。因水珠表面张力，使水珠离开冰的表面，漂 浮在冰的周围。

步骤：以密闭方盒为容器，盛放冰块。盒内顶部装电阻丝两条。盒子上装有一医用 注射器，电阻丝加热期间，针筒自动调节内外压力，盒内所发生的一切现象由一台 自备电源相机在盒外记录。实施步骤分两步：

1地面测试：在飞行前实施。测定电池容量，电阻丝电阻，照明及录像机安装角度，保险装置及实验所需时间。

2飞行试验：记录冰块融化受失重环境的影响，实验中要观察记录现象为“水珠的 变化’’及“形成水珠与冰的位置关系’’。上述设备(除相机)安装在指定容器内，只要 航天员帮助打开开关，不需关闭。冰完全融化后，电池用完，实验结束。

材料及设备：1医用注射针筒 2透明方盒 3电阻丝 4温度计 5蓄电池 6防水密封胶 7录像机（自备电源）8电钮 9照明

数据分析：确定假设之一。

得出结论：1 对无引力环境中冰的融化现象有所认识。放入小学教材中，拓宽学生视野，激发同学们从小热爱科学，探索太空 的良好素养。有利于拓宽人们的视野，使人们关注微观领域的神奇变化。

第二篇：天宫二号中秋夜发射成功

“天宫二号”中秋夜发射升空

博文

2016年９月15日22时04分，搭载着“天宫二号”空间实验室的“长征二号”ＦＴ２运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。约575秒后，“天宫二号”与火箭成功分离，进入预定轨道，发射取得圆满成功。这是长征系列运载火箭的第236次飞行。

“天宫二号”空间实验室是在“天宫一号”目标飞行器备份产品的基础上改进研制而成，全长10.4米，最大直径3.35米，太阳翼展宽约18.4米，重8.6吨，采用实验舱和资源舱两舱构型，设计在轨寿命不小于2年，主要任务是接受载人飞船和货运飞船访问，开展空间科学实验和相关技术试验，验证空间站建造和运营相关关键技术。

“天宫二号”在外观上与我国2011年发射的“天宫一号”类似，都采用实验舱和资源舱两舱构型。舱内宇航员活动的范围约为16到18立方米，住两位航天员比较宽敞。

“天宫二号”接受“神舟十一号”载人飞船访问，完成航天员中期驻留，考核面向长期飞行的乘员生活、健康和工作保障等相关技术；接受“天舟一号”货运飞船访问，考核验证推进剂在轨补加技术；开展航天医学、空间科学实验和空间应用技术，以及在轨维修和空间站技术验证等试验。

“天宫二号”空间应用系统总体部，将应用任务进行了科学合理的分解，设置了17个分系统，分系统又分解为科学研究、载荷研制等多个子系统。空间应用系统安排了有效载荷运控在轨支持设备，对应用项目进行统一的供配电、测控、数据采集管理传输等工作。

“天宫二号”对饮食居住环境进行改善，为航天员营造家的感觉。舱内色彩、光线、降低噪音等都做了人性化的环境布置；空间实验室可收到地面电视信号，能跟家人进行天地通话和私人通信；配置了力量训练设备，并定期对航天员心血管和身体医学指标进行监测。

中国对空间碎片问题高度重视，“天宫二号”在轨任务末期，将受控离轨，陨落至太平洋海域，不会成为太空垃圾。“天宫二号”预计2017年陨落，大部分结构部件将在陨落过程中烧蚀销毁，对航空活动以及地面造成危害的概率很低，可能性极小。

因为“天宫二号”只有一个交会对接口，必须等“神舟十一号”载人飞船撤离太空后，在明年才会与“天舟一号”货运飞船交会对接。“天宫二号”任务密度较大，将进行在轨维修和空间站技术验证等试验，这将是我国建设空间站之前进行最后一次全面的技术验证。

空间站建设是我国载人航天工程战略的第三步，计划于2020年左右建成，2022年全面运行。未来空间站的“块头”将比“天宫二号”大很多，将长期在轨运行十几年，航天员在空间站驻留可能达到一年以上。

第三篇：神舟十一号与天宫二号对接成功

神舟十一号与天宫二号对接成功，中国将稳步进入空间站建设阶段

2015级物联网工程一班

王冰玉

北京时间19日凌晨3点多，天宫二号空间实验室与神舟十一号载人飞船成功实施了交会对接。这是中国首次模拟未来空间站的交会对接方式，即载人飞船利用自身机动能力去主动追踪空间站。这次交会对接的成功为我国未来建设自己的空间站打下了坚实的基础。

在航天历史上，中国是世界上第三个完整掌握空间交会对接技术的国家。2011年11月3日，神舟八号与天宫一号于北京时间凌晨1点36分完成了中国航天史上的首次交会对接。2012 年6月18日14点14分，神舟九号与天宫一号成功对接，完成了中国航天史上的首次载人交会对接。2013年6月13日13时18分，神舟十号与天宫一号成功对接，完成了中国首次载人交会对接应用性飞行任务。三年内三次飞行任务，中国共在轨完成了8次交会、6次对接，覆盖了自动和手动、前向和后向、阳照区和阴影区等多种交会对接模式，系统突破并掌握了交会对接技术。

在中国之前，世界上只有美国和俄罗斯系统地掌握了完整的交会对接技术。当时，处于冷战时期的苏联看到美国已经在载人航天上取得了第一，于是改变发展思路，下大力气开展空间站领域的研究，最终成为了世界上第一个成功发射了国际空间站的国家，即礼炮1号。或许是由于礼炮1号的发射，继承前苏联大部分资源的俄罗斯成为了目前世界上进行航天器空间交会对接次数最多的国家。从1971年4月6日成功发射礼炮1号空间站开始，到在轨运行达15年之久的和平号空间站，历时23年，期间共发射三代空间站。进行了近百次的交会对接任务，成功率超过90%，约有8次失败，且主要发生在初期。

美国在载人航天计划中不断研究、发展，和完善了自己的交会对接技术。早在阿波罗登月计划中，为了发展和验证交会对接中的关键技术，美国研制并发射了双子星座号系列飞船。并且在1965年12月15日，美国“双子星座6”号和“双子星座7”号飞船在航天员的参与下，成功实现了世界上第一次有人参与的太空对接交会。在随后的1995-1998年间，美国后续发射的航天飞船成功完成了与和平号空间站的9次交会对接任务。

与美苏两国相比，中国的交会对接技术起步较晚，技术积累也比较薄弱，但是凭借清晰的发展规划和艰苦的努力，仅通过几次发射就实现了从载人航天到空间实验室对接的高速发展。就像中国载人航天工程总设计师周建平说的：“未来，随着空间实验室技术的进一步成熟，我国自己的大规模空间站建设也将进入一个高速的发展的时期。”

这次神舟十一号和天宫二号交会对接的成功也是我国航天史上的一个重要里程碑，其重要意义有一下几个方面：

1、迄今持续时间最长的载人飞行！景海鹏和陈冬将在轨飞行30天

此次神舟十一号的一个重要任务，就是为天宫二号空间实验室在轨运营提供人员和物资天地往返运输服务，考核验证空间站运行轨道的交会对接和载人飞船返回技术。

据介绍，执行神舟十一号飞行任务的各系统已完成综合演练，航天员飞行乘组状态良好，发射前各项准备已基本就绪。神舟十一号飞船入轨后，2天内完成与天宫二号的自动交会对接，形成组合体，航天员进驻天宫二号，组合体在轨飞行30天。

期间，2名航天员将按照飞行手册、操作指南和地面指令进行工作和生活，按计划开展有关科学实验。完成组合体飞行后，神舟十一号撤离天宫二号，并于1天内返回至着陆场，天宫二号转入独立运行模式。

2、实现与天宫二号交会对接，为中国空间站建设打基础

神舟十一号载人飞船的另一大核心任务是，与天宫二号空间实验室对接形成组合体，进行航天员中期驻留，考核组合体对航天员生活、工作和健康的保障能力，以及航天员执行飞行任务的能力。

据神舟十一号飞船总设计师张柏楠介绍，这次的神舟十一号任务是我国神舟飞船的第二次应用飞行，这也是未来我国空间站建设和运营的重要基础。根据中国航天工程三步走计划，从实现航天员的天地往返，到发射空间实验室，下一次的任务就是建造空间站。神舟十一号任务是神舟飞船在建造空间站之前的最后一次载人飞行，也是我们最后一次验证相关技术的机会。

3、“黑科技”很多，将这样影响你我生活

作为我国第一个真正意义上的太空实验室，天宫二号在与神舟十一号进行对接后，将开展航天医学实验、空间科学实验、在轨维修等技术试验等多项试验。

比如，首次开展我国航天飞行中的医学超声检查，可以实时检测航天员心肺功能；他们将参与多项应用载荷技术试验，更换空间材料制备样品，进行太空植物栽培试验等；还将开展在轨维修操作，进行人机协同验证。

同时，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，将提高我国在全球气候变化研究、大气污染和大气成分监测等领域的技术水平。

4、神舟十一号之后，中国明年将进入“空间站时间”

天宫二号和神舟十一号载人飞行任务，被业内认为是载人航天工程“第二步走”关键一环。接下来，天舟一号货运飞船预计将于明年上半年访问天宫二号，为其补加推进剂并验证空间站货物运输系统技术。只要明年空间实验室任务一完成，我国就进入了空间站建设阶段，真正进入“空间站时间”。

据中国航天科技集团董事长雷凡培透露，2018年前后，我国计划发射空间站核心舱；2022年前后发射20吨级舱段组合的空间站。届时，中国将成为继俄罗斯之后，以一国之力独自完成空间站建设的国家，航天员在空间站驻留可达一年以上。

第四篇：天宫二号及神舟十一号纪念金银条

天宫二号及神舟十一号纪念金银条

中藏联盟唯一正品首发，中藏网，汇收藏。

2016年是中国航天事业发展的第60个年头。同年，中国第一个载人空间站天宫二号首飞，这是中国空间站建设的第一步。它为我国空间实验室大系统打基础，筑梦太空，圆梦中国。

为了纪念这一特别伟大的时刻，祝贺天宫二号、神舟十一号首飞成功，激发全民科学探索的兴趣，特发行天宫二号及神舟十一号纪念金/银条，为天宫二号及神舟十一号对接图案。金条为足金999.9材质，全套2根，每根15克，共30克；银条为足银999材质，全套2根，每根50克，共100克。产品做工精良、题材严肃，线条雕刻细腻，搭配协调自然，彰显科技中国的强大发展实力！

第五篇：“天宫二号”是一座真正意义上的空间实验室

“天宫二号”是一座真正意义上的空间实验室

“天宫二号”是一座真正意义上的空间实验室(2016-09-17 01:40:00)中国首个空间实验室天宫二号将做哪些太空实验？

天宫二号是我国首个真正意义上的空间实验室，搭载51件有效载荷，将完成十余项高精尖的实验任务，是载人航天历次任务中应用项目最多的一次。

这些实验有的是要探索宇宙最深处的奥秘，有的是帮助人们更好地认识海洋和大气，有的甚至想要解决将来星际旅行时的食物问题……下面就让我们一探究竟。天宫二号效果图 51件有效载荷：涉及应用项目最多

当前，我国载人航天工程已进入应用发展新阶段。“我们在深入研究国际空间科学和应用技术发展态势的基础上，充分利用天宫二号空间实验室平台支持能力和优势环境条件，安排了一批体现科学前沿和战略高技术发展方向的科学与应用任务。”天宫二号空间应用系统总设计师赵光恒说，这些任务涉及微重力基础物理、微重力流体物理、空间材料科学、空间生命科学、空间天文探测、空间环境监测、对地观测及地球科学研究应用以及应用新技术试验等8个领域。

其中空间科学实验与探测项目包括空间冷原子钟实验、液桥热毛细对流实验、综合材料制备实验、高等植物培养实验、伽玛暴偏振探测等；对地观测及地球科学研究项目包括宽波段成像光谱仪、三维成像微波高度计、紫外临边成像光谱仪；应用新技术试验项目包括空地量子密钥分配试验、伴随卫星飞行试验等。

“这些应用任务共10余项，直接承研单位28家，装器有效载荷51件。”赵光恒表示，通过实施这些任务，期望在空间科学前沿探索部分重点领域方向进入世界先进行列，作出具有国际影响的重要发现；在空间应用技术领域，突破并掌握一些核心关键技术，为解决国家迫切需求的重大应用问题提供和验证先进的解决方法和手段。

航天员将直接参与“种菜”实验

天宫二号将与拟于10月中下旬发射的神舟十一号载人飞船对接。航天员将进入天宫二号，参与操作高等植物培养实验和综合材料制备实验。人类未来要星际旅行、移民外星球，首要任务是解决食物自给、氧气和循环水等问题。高等植物培养实验就是要研究地球上的植物是否可以克服太空微重力等极端环境影响，在太空环境中正常生长。

高等植物拟南芥和水稻将随天宫二号进入太空，科学家将研究植物种子在太空中萌发、生长、开花、结籽的全过程，从而了解和掌握未来太空农业发展的可能。航天员将回收部分植物样品供地面进一步分析研究。

综合材料制备实验选用多种新型结构与类型的材料样品进行研究，如新型纳米复合光学材料、高性能热电转换材料、多元复相合金等。科学家们将揭示这些材料在地面重力环境下难以获知的物理和化学规律和性质。

值得一提的是，研究人员历经三年多研制的综合材料实验装置，由“材料实验炉”（简称“炉子”）、“材料电控箱”和“材料样品工具袋”三个单机构成。整个装置共约27.6kg重，只用了电水壶功耗的1/9至1/5（不到200W），却能实现真空环境下最高950摄氏度的炉膛温度。航天员将对材料实验炉进行开盖换样操作，这将是我国首次实现空间材料实验的航天员在轨操作。

“天极”望远镜：唯一的国际合作项目

“天极”望远镜的全称是“天极”伽玛暴偏振探测仪，由中科院高能物理研究所牵头，瑞士日内瓦大学、瑞士保罗谢尔研究所、波兰核物理研究所等参与，是天宫二号上唯一的国际合作项目。

伽玛暴是宇宙伽玛射线暴的简称，它的起源及相应的物理过程一直是天文学最前沿课题之一。这十几年来，人们对伽玛暴的研究取得了长足进步，但有关伽玛暴的一些基本问题还是没有得到很好解决。

作为国际上最灵敏的伽玛暴偏振探测仪，“天极”的探测效率比国际同类仪器高几十倍，它预期运行两年，可以探测到大约100个伽玛射线暴，为更好地理解宇宙中极端天体物理环境下最剧烈的爆发现象的产生机制作出重要贡献。

空间物理学：有望取得重大突破

天宫二号搭载了多项空间物理实验，如空间冷原子钟实验、空地量子密钥分配试验等，均属国际科学前沿，科学意义重大。

冷原子钟是一种高精度的计时装置。科学家们将激光冷却原子技术与空间微重力环境相结合研发成功的空间冷原子钟，将成为国际上第一台空间运行的冷原子钟，可以使飞行器自主守时精度提高两个量级。该实验在原子物理研究方面具有重大意义，在国防安全、高精度星钟等方面具有广泛应用价值。

量子密钥分配试验将在基于载人航天空间平台上实现天－地量子密钥传输试验，以及业务数据天地激光通信。该实验将为未来建立不可破译的信息安全系统、在国际上率先建立实用化的保密通信网络奠定基础。

对地观测仪器：全方位“感知”地球

我国载人航天的历次巡天任务都少不了在浩瀚的宇宙中从各个方位“感知”地球。天宫二号也搭载了多个新一代对地观测遥感器和地球科学研究仪器。

如宽波段成像光谱仪、三维成像微波高度计、紫外临边成像光谱仪等，突破了系列关键技术，在资源环境、生态环境、农林应用、海洋环境、大气污染和大气成分监测以及全球变化研究等领域有着广泛应用。伴随卫星：天宫二号的守护者

天宫二号飞行期间还将在轨释放一颗伴随卫星。伴随卫星飞行试验将进一步验证小型高功能密度卫星、在轨释放、驻留伴随飞行等技术，并为未来新型航天器编队飞行技术奠定基础。

这颗伴随卫星搭载了高分辨率全画幅可见光相机，将在空间绕飞试验过程中对天宫二号与神舟十一号组合体进行高分辨率成像，堪称天宫二号和神舟飞船的“自拍神器”。

空间环境监测：为天宫二号保驾护航

航天员和航天器进入太空面临着外层空间环境的影响。在太空中，能量很高的带电粒子辐射可能导致航天器材料性能下降或损坏，也可能破坏航天员的器官组织，严重时甚至有生命危险。另外大气环境也会对运行其中的航天器产生影响。天宫二号空间环境分系统由带电粒子辐射探测器、轨道大气环境探测器和空间环境控制单元3台仪器组成。它们将实时监测天宫二号轨道上的辐射环境和大气环境，实现舱外16个方向的电子、质子等带电粒子的强度和能谱监测，以及轨道大气密度、成分及其时空变化与空间环境污染效应监测等。

天宫二号上的“天极”望远镜和它的小目标

作为“天宫一号”的“继承者”，天宫二号上即将进行的各类实验达到了史无前例的14项，堪称中国航天史上“最忙碌”的空间实验室。

根据计划，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，因此可以说天宫二号也是中国第一个真正意义上的空间实验室。

除此之外，天宫二号还将身负神秘任务，它将携带国际首个专用的高灵敏度伽马射线暴偏振测量仪器——“天极”望远镜进入太空展开科学探索实验。

这项由中国－瑞士合作开展的“伽马暴偏振探测项目”（POLAR）是中国空间天文“黑洞探针”计划的组成部分，该计划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。这表示天宫二号上将携带世界上伽马暴和黑洞探测在伽玛射线偏振探测方面能力最专业的设备，极有可能为我国天体物理学的发展带来重要的突破。更多关于“天极”的专业资讯，我们邀请到了中国科学院高能物理研究所研究员，中国科学院粒子天体物理重点实验室主任张双南教授来解答。中国科学院高能物理研究所研究员，中国科学院粒子天体物理重点实验室主任张双南 伽玛暴

恒星的“生命之花”

天宫二号上即将进行的各类实验达到了史无前例的14项，堪称中国航天史上“最忙碌”的空间实验室。

其携带的高灵敏度伽马射线暴偏振测量仪器——“天极”望远镜，就如同小蜜蜂的“复眼”一般，捕捉遥远宇宙中突然发生的伽玛射线暴（简称伽玛暴）现象。那么什么是伽马射线？伽玛暴又是怎样的物理现象？

张双南研究员解释说，伽马射线与我们所熟悉的可见光一样，也是电磁波的一种。电磁波按波长（即相邻两个波峰的距离）从长到短，可分为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽玛射线等等。

因此，伽玛射线是波长最短、能量最高的电磁波，它的能量比可见光大几十万倍以上。伽玛暴是伽马射线暴的简称，恒星在演化到最后的时候内部将发生剧烈的爆发，而这种爆发的过程中可能伴随着强烈的伽马射线的爆发。

虽然这种强烈的伽马射线辐射持续时间长则不过几千秒，短则不足百分之一秒，然而其亮度却超过全宇宙其它天体的总和，辐射能量比太阳一生辐射的总能量还多得多，犹如恒星最后的“生命之花”，将一生的辉煌在一瞬间绽放。另外，当两个黑洞或者中子星最后并合在一起的时候，也会产生强烈的伽马射线的爆发，这种爆发的能量通常比我们一般所知道的超新星爆发它的总能量要高成千上万倍，也被称为是宇宙大爆炸之后最剧烈的天体的爆发现象。伽玛暴正面示意图 天极

捕捉宇宙中最美的瞬间

从1973年公布发现伽玛暴以来，关于伽玛暴的研究一直是天文学和物理学中一个极其活跃的前沿领域。自1997年以来，伽玛暴的观测研究四次被美国的《科学》杂志评为世界十大科技成就之一。但是因为技术的限制，对于伽马射线偏振现象的研究一直没有突破性的进步，甚至说仍旧是一个空白的领域。

张双南表示，关于伽玛射线偏振的研究之所以进展缓慢，主要是因为伽马射线偏振的测量与一般的测量方法非常不同，除了需要测量光子到达的方向、能量和时间以外，还需要经过伽玛射线探测器中的多个作用过程才能够获取偏振的测量信息，这个在技术上的难度非常大。但是，偏振信息却是研究伽玛暴现象的重要参考信息，它对于理解伽玛暴的产生原因、产生环境的磁场和几何结构起着关键性作用。那么作为高灵敏度伽马射线暴偏振测量仪器——“天极”望远镜又有怎样的独特之处呢？

张双南解释说，“天极”探测器与普通的探测器或者望远镜不同，一般的望远镜会有一个镜头，镜头下面就是胶片或者CCD（电荷耦合器件），但是“天极”是由一个阵列的探测器共同组成，一共25个单元，每个单元内都有64个不同的探测器，所以“天极”是由总共1600个敏感元件组成的探测器，这样的组合就如同自然界中蜜蜂等昆虫的“复眼”一般，所以我们给“天极”起了一个小名叫“小蜜蜂”，“天极”望远镜就是利用这么多不同的“眼睛”来“观测”伽马射线的偏振现象的。▲伽玛暴偏振探测器—OBOX实物图 探索 非同凡响

“天极”望远镜的英文名叫做POLAR，除了具有“极化”的含义之外，它其实也是“Polarization偏振”这个单词的缩写，所谓天极就是天体的极化，而极化就是偏振。伽玛暴的起源及相应的物理过程一直是天文学家们研究的最前沿课题之一。它涉及宇宙学距离上的恒星级过程，能够将天体物理中最重要的三个层次-恒星、星系以及宇宙学联系起来。

虽然这十几年来人们对伽玛暴的研究取得了长足的进步，但是有关伽玛暴的一些基本问题还是没有得到很好的解决。对伽玛暴伽玛射线偏振的研究可以为许多伽玛暴问题提供新的线索。

但是由于仪器能力的限制，目前国际上的观测结果还非常少，而且没有任何一个测量结果达到了科学意义上的确认程度。也就是严格来说，目前世界上还没有对伽玛暴伽玛射线偏振的有效测量结果。

张双南表示，作为国际上最灵敏的伽玛射线暴偏振探测仪器，“天极”能够获得高精度伽玛射线偏振测量的最大样本，它的主要科学目标是观测伽玛射线暴并且测量伽玛射线暴的偏振性质，预期运行两年“天极”可以探测到大约100个伽玛射线暴。

通过系统地测量伽玛射线暴的偏振，能够从观测上对伽玛射线暴的辐射机制模型加以限制或约束，为更好的理解宇宙中极端天体物理环境下的这种最剧烈的爆发现象产生的机制做出重要的贡献。伽玛暴偏振探测器—OBOX设计原理图 伴随着天宫二号的发射升空，“天极”望远镜将正式展开伽玛射线偏振性质的测量研究工作，这将为伽玛暴研究打开一扇新的窗口，有望取得新的进展和发现。作为天宫二号空间实验室（TG-2）搭载的所有实验中唯一的国际合作项目，我们也期待着“天极”将带领人类开辟出天体物理学的一片崭新天地。

中国具备开展载人登月基本能力

天宫二号空间实验室于9月15日22时04分成功发射。发射前夕，就天宫二号空间实验室以及中国空间站建设等任务情况，采访了中国载人航天工程总设计师周建平。“天宫二号是真正意义上的空间实验室，肩负着验证中国空间站建造重要技术的重任。”周建平说，按照载人航天工程“三步走”战略，我国将在2020年前后建成空间站。“这个国人曾经需要使劲跳才可能够得着的梦想，如今触手可及。”他说。

对于中国载人航天来说，这是一步步圆梦的过程，更是一步步追梦的征途。

我们与周建平之间的对话，就围绕着梦想展开。天宫二号空间实验室于9月15日22时04分成功发射

梦之图：载人航天好戏连台，明年进入“空间站时间” 记者：天宫二号和神舟十一号载人飞行任务大幕已经开启，业内认为这是载人航天工程“第二步走”关键一环。如何解读天宫二号在其中的使命和价值？

周建平：作为我国载人航天工程空间实验室任务的一部分，天宫二号空间实验室的主要任务是：接受载人飞船和货运飞船访问，考核验证航天员中期驻留、推进剂补加等空间站工程相关关键技术，并开展航天医学、空间科学实验和空间应用技术试验，以及在轨维修试验和空间站技术验证试验。记者：5年前，天宫一号成功发射，媒体打了一个形象的比喻：太空有了“中国家”。如今，太空即将迎来新的“中国家”，请问，这个新“家”新在哪里？

周建平：天宫二号其实是天宫一号目标飞行器的备份产品，也就是说这个太空新“家”在大小和结构上没有什么变化。但这个新“家”的“里子”发生了很多变化。为了适应新的使命需求，科研人员对天宫二号的很多地方进行了改装和优化。比如，为满足推进剂补加验证试验需要，对天宫二号的推进分系统进行了适应性改造；为满足中期驻留需要，对载人宜居环境做了重大改善，具备支持2名航天员在轨工作生活30天的能力。

记者：“家”是中国人梦想中最动人的部分，太空“中国家”连着中国梦。这几年，从实现载人天地往返、突破航天员出舱活动技术到掌握空间飞行器交会对接技术……太空家园的梦想正在紧锣密鼓的脚步声中一次次开花。

周建平：可以说是好戏连台。今年6月25日，长征七号运载火箭在海南首飞。9月15日，天宫二号发射。10月，两名男性航天员将乘坐神舟十一号载人飞船进入太空，在天宫二号里面驻留30天。明年上半年，天舟一号货运飞船将访问天宫二号，为其补加推进剂并验证空间站货物运输系统技术……空间站目前虽然还面临很多挑战，需要突破很多新的技术，但只要明年空间实验室任务一完成，我国就会进入空间站建设阶段，真正进入“空间站时间”。计划2018年，我国将发射空间站核心舱。

记者：可以预见，到那时，这个“家”将变得越来越大。周建平：未来中国空间站总体构型是3个舱段，一个核心舱、两个实验舱，每个舱都是20吨级，整体呈T字构型。从体量上看，要比国际空间站规模小一些，最多对接两艘载人飞船和一艘货运飞船。但我们建造空间站有后发优势，信息技术、再生环保、新能源、自动化和人工智能等先进技术，将综合体现在中国空间站上，不仅信息化程度更高，运行经济性也会更好，届时会大幅降低对地面运输的需求。空间站建成后，设计额定容纳一个乘组3名航天员。由于空间站需要连续性驻人，将会采取乘组轮换制，因此空间站里最多能达到6名航天员。航天员驻留时间也会根据任务情况决定。此外，我们的空间站是可扩展的，将根据科学研究和国际合作的需要，在现在的构成基础上进一步提高它的能力。

记者：有了空间站，载人航天的梦想会不会进一步延伸？国际上，科学家和航天工程师都有一个共识——火星是人类应该追求探索的重要目标。请您谈谈这方面的看法。周建平：火星探索是一个非常复杂的工程。虽然中国的火星探测器已进入研制阶段，但就现阶段而言，载人登录火星面临巨大的技术挑战，载人登月才是离人类更近的目标。实现载人登月，将是登陆火星之前必须要走的途径。目前我国载人航天连战连捷，探月工程已实现了绕落目标，2017年嫦娥五号将进行月球采样返回任务。当然，载人登月技术更复杂，规模也更大，要实现这一目标，我国在技术上仍然面临许多挑战：需要更大运载能力的火箭、着陆月球并从其上返回的飞行器和新型飞船……但从技术上讲，中国航天具备了开展载人登月研发的基本能力。

记者：随着中国载人航天更富有想象力梦想的展开，海南文昌航天发射场会不会接力酒泉卫星发射中心成为我国第二个载人航天发射场？

周建平：根据计划，中国空间站及货运飞船等，都将在新建成的海南文昌航天发射场发射，这些飞行器在发射时是不载人的。如果实施载人登月工程，海南文昌航天发射场从技术上是更好的选择，因为其地理纬度较低，但现在的载人航天发射还是选择在酒泉。

“天宫二号”发射成功 这个空间实验室到底有多牛？

在超期服役长达两年半之后，中国第一个空间实验室天宫一号“完成使命”。而作为升空的接力者——“天宫二号”空间实验室，则将开创更多“第一次”，除了要印证航天员在轨中期驻留，还要开展14项实验，涉及八大领域。“天宫二号”空间实验室已于北京时间9月15日22时04分发射成功。今年10月，中国将发射“神舟十一号”载人飞船，与“天宫二号”空间实验室进行对接，进行30天的航天员中期驻留试验；2017年，“长征七号”火箭将发射“天舟一号”货运飞船，与“天宫二号”进行对接，进行推进剂在轨补加等空间站建造运营关键技术的验证。其目的是为了中国将在2020年前后建成的永久性空间站。长征二号F T2火箭点火，托举着天宫二号空间实验室从酒泉卫星发射中心腾空而起。

“天宫二号”上的新设备

“天宫二号”与“天宫一号”相同，均为长期在轨自动运行、短期载人的飞行器，是为未来的长期性空间站建设做准备。但两者相比，“内在”的变化很大。天宫二号空间实验室与长征二号F T2火箭垂直转运至发射塔架。

从中国航天科技集团此前发布的消息来看，“天宫二号”较大的改进是装备更豪华、装载量提高、内部环境更好。值得一提的是，“天宫二号”的系统设计是模块化的，也就是说它出现问题时可以快速更换和在轨维修，这在国内空间领域属于首创。

此外，为了方便航天员太空生活，“天宫二号”在内部增加了很多贴心的设计。中国航天科技集团五院“天宫二号”空间实验室总设计师朱枞鹏在接受采访时介绍说：“我们要以人为本，给航天员创造一个更好的生活和工作环境。” “天宫二号”首次使用可展开的多功能小平台，航天员可以在上面写字、吃饭、做科学实验，生活工作两不误；通信方面为航天员配备了蓝牙耳机和蓝牙音响；用地板取代了地毯；舱内灯光采用米黄色色调，亮度可手动调节，并为每个航天员安装了床前灯。

事实上，30天的太空驻留不仅是对航天员本身的考验，也是对中国载人航天技术全新的挑战。如何长时间提供适合人生活的环境，如何长时间提供包括水在内的物资供给，都将在“天宫二号”任务中得到验证。

“天宫二号”上的新实验 虽然“天宫一号”、“天宫二号”都属于空间实验室，但后者更为正规，或者说“天宫二号”才是真正意义上的空间实验室。

6月2日，中国科学院空间应用工程与技术中心高级顾问顾逸东院士介绍了“天宫二号”的部分空间科学任务。比如“空—地量子密钥分配与激光通信试验”，密钥分发是实现“无条件”安全的量子通信的关键步骤，这项试验将验证量子密钥分发的核心环节，在天地间传输密钥。再如“伽马暴偏振探测”项目，将对伽马暴和太阳耀斑进行高灵敏度偏振观测。“可望开辟伽玛射线偏振探测天文新窗口。”顾逸东说。“天宫二号”搭载的伽马暴探测设备由中国科学院与瑞士日内瓦大学联合研制，这台设备比过去国际上类似仪器的探测效率高数十倍，中欧科学家合作研究揭示宇宙结构、起源、演化问题。

此外，“天宫二号”还搭载全球首台冷原子钟，开展“液桥热毛细对流实验研究”、“多样品材料空间生长实验”、“空间高等植物培养实验”等项目。

“天宫二号”热毛细对流空间实验项目主任设计师、中国科学院力学研究所研究员康琦解释，为生产出高质量的半导体材料，就要科学控制单晶硅在晶体生长过程中浮力对流和热毛细对流的影响，而太空特有的微重力环境将使科学家深入剖析热毛细对流的真实过程。这次飞行中，“天宫二号”还将释放一颗伴随卫星，这是一颗微纳卫星，搭载多个试验载荷，并具备较强的变轨能力，具备开展空间任务的灵活性与机动性。伴随卫星将在任务期间开展对空间组合体的飞越观测等试验，为主航天器的技术试验提供支持，并拓展空间技术应用。空间实验室与空间站的区别

空间实验室是建造在太空中的实验室，这种特殊的实验室需要先发射无人空间实验室，然后再用运载火箭将载人飞船送入太空，与停留在轨道上的无人空间实验室交会对接。接下来，航天员从飞船中进入空间实验室，开展工作，完成工作后再乘飞船返回地球。因此，中国在发射“天宫二号”后，还将发射“神舟十一号”载人飞船，与“天宫二号”对接，从而完成空间实验室的建造。

而空间站是指可供多名航天员巡访、长期工作和居住生活的载人航天器。空间站最大的特点就是规模和体积庞大、在轨运行的时间久，比如由美国、俄罗斯、日本、加拿大、巴西和欧洲空间局共同建造的国际空间站，已经为人类工作了16个年头。

空间实验室像是空间站的前身，为发展空间站，从载人飞船过渡到载人航天基础设施的试验性航天器。前者是为建造复杂程度更高的空间站所做准备工作。