天宮二號揭秘：太空里的智能家居是怎樣的？

導讀：在太空中生活的日子，“天宮二號”如何保障航天員的衣食住行？為此，天宮二號對飲食居住環(huán)境進(jìn)行改善，為航天員營(yíng)造家的感覺(jué)。 

     9月16日，中國酒泉，一夜無(wú)眠。團圓與飛天，兩個(gè)在龍的傳人心靈深處流淌千年的夢(mèng)想在這里交匯。天宮二號在中華“神箭”長(cháng)二F火箭的有力托舉下，趁此良辰美景騰空而去，帶著(zhù)中華兒女的期盼，探索太空新奧秘。

　  數十天后，兩名航天員將搭乘神舟十一號飛船與天宮二號對接，進(jìn)入星辰大海中屬于中國人的“太空之家”，在這里工作和生活30天。這將是迄今我國載人飛行時(shí)間最長(cháng)的任務(wù)。

　　在接下來(lái)的30天里，“天宮二號”如何保障航天員的衣食住行？為此，天宮二號對飲食居住環(huán)境進(jìn)行改善，為航天員營(yíng)造家的感覺(jué)。其中艙內色彩、光線(xiàn)、降低噪音等都做了人性化的環(huán)境布置；航天員可在空間實(shí)驗室收到地面電視信號，能跟家人進(jìn)行天地通話(huà)和私人通信；為保證航天員在微重力環(huán)境下身體機能不衰退，天宮二號配置了力量訓練設備，并定期對航天員心血管和身體醫學(xué)指標進(jìn)行監測。

配備多功能工作臺不用時(shí)可折疊

　　天宮二號總設計師朱樅鵬表示，天宮二號將為航天員提供更宜居的環(huán)境，特別是針對航天員要駐留30天這一實(shí)際，做了很多人性化改造。

　　其中，有意識地把地板和天花板用顏色進(jìn)行了區別，墻壁也采用了非常柔和的米白色。為了防止碰撞，天宮一號的地板和墻壁非常柔軟，但航天員從太空回來(lái)后，提出還是硬質(zhì)墻壁和地板好，所以在天宮二號中進(jìn)行了改變，實(shí)驗艙內采用了硬材質(zhì)。

　　在內部設施方面，天宮二號配備了多功能工作臺，不用時(shí)可以折疊，打開(kāi)后則可以在上面進(jìn)行電腦操作、閱讀、進(jìn)餐等。對通風(fēng)口也進(jìn)行了改造，降低了噪音。在睡眠區，燈光可以進(jìn)行調節，廣播也可以關(guān)閉，航天員可以攜帶一些個(gè)人的物品，如家人的照片等。床頭有一個(gè)藍牙音響，可以接收地面傳輸的緊急呼叫，而航天員的頭戴式耳機也改成了無(wú)線(xiàn)的。

　　天宮二號內部還加入了很多特色元素，包括中國載人航天工程的標志、航天科技集團公司的標志，另外為紀念中國航天事業(yè)創(chuàng )建60周年，艙內還會(huì )有專(zhuān)門(mén)設計的符號。

航天員可與家人進(jìn)行短信交流

　　朱樅鵬說(shuō)，考慮到航天員要在天宮二號進(jìn)行中期駐留，我們?yōu)楹教靻T配備了筆記本電腦、平板電腦，航天員不僅可以進(jìn)行工作，還可以進(jìn)行娛樂(lè )、閱讀；同時(shí)，航天員在太空可以收看電視節目，與家人進(jìn)行短信交流。

在飲食方面，最大程度地考慮到了每名航天員的個(gè)人偏好，特制了一批太空食品。個(gè)人衛生方面，準備了特制的濕巾和刮胡刀，對集便袋進(jìn)行了改進(jìn)，使其氣壓低于艙內，防止氣味擴散。

【衣】準備保暖服和“祥云”睡袋

    “天宮二號”為航天員準備了外部繡有祥云圖案的睡袋。睡袋的材料采用了特殊材料，具有抗阻燃、防靜電、松緊可調、重量輕等特點(diǎn)。此外，天宮二號還為航天員準備了保暖內衣、保暖褲、運動(dòng)服、運動(dòng)襪等?？紤]到太空工作的特殊需求，這些衣服設計都比較特別，有的衣服裝有電纜，有的口袋用于放置輻射測試儀等。

【食】?jì)Σ刎撾x子飲用水和氧氣

　　由于航天員會(huì )在“天宮二號”發(fā)射1個(gè)月之后前往，為了保障食物的新鮮，天宮二號沒(méi)有為航天員提前準備食物，而是由神舟十一號飛船來(lái)搭載。不過(guò)，天宮二號為航天員準備了可以長(cháng)時(shí)間儲藏的飲用水和氧氣。并且，飲用水里面添加了負離子，讓航天員可以喝到更純凈的水。

【住】溫度控制在19℃到23℃

　　按照醫學(xué)指標，“天宮二號”為航天員設置了舒適的環(huán)境，溫度控制在19℃到23℃，濕度為50%左右。氧氣濃度與地面一致。同時(shí)，對艙內的有害氣體、微生物進(jìn)行過(guò)濾、清除，保證艙內空氣清新。此外，“天宮二號”為航天員準備了大小便收集袋，收集袋采用負壓技術(shù)，能夠避免異味散出。

【行】特殊跑步機用于全身鍛煉

    “天宮二號”安裝了太空鍛煉器材，包括特殊的跑步機用于全身鍛煉；健身自行車(chē)用于鍛煉下肢肌肉、以及拉力器用于鍛煉肩部和背部肌肉。值得一提的是，為了解決在失重狀態(tài)下如何跑步的問(wèn)題，設計人員在跑步機上配備了一根有彈性的橡皮帶，當航天員站在跑步機上時(shí)，把橡皮帶像背書(shū)包一樣背在肩上，有彈性的帶子會(huì )將人勒住，人就不會(huì )飄起來(lái)，腿部也會(huì )感到力量。

揭秘1：“天宮二號”都帶了什么升空？

　　天宮二號總設計師朱樅鵬介紹，“天宮二號”搭載了有效載荷51件，有機械臂、空間冷原子鐘、高等植物培養箱、伴隨衛星、紫外臨邊成像光譜儀等。這些載荷涉及微重力基礎物理、微重力流體物理、空間材料科學(xué)、空間生命科學(xué)等10多項空間科學(xué)和應用任務(wù)。

　　比如，機械臂。艙內機械臂的靈巧手，跟人的手類(lèi)似?？梢杂脕?lái)做一些簡(jiǎn)單的維修工作，比如擰螺絲，拆設備。當然，未來(lái)的艙外機械臂用途更多，可以為空間站做艙外維修工作。

　　比如，“天宮二號”高等植物培養箱。培養箱相當于迷你版太空溫室，用于培育水稻和擬南芥。通過(guò)試驗，最終目的是在空間站種莊稼，為航天員長(cháng)期空間生活提供補給。

　　比如，空間冷原子鐘。利用“天空二號”里的微重力條件，這臺冷原子鐘的穩定度將高達10的負16次方，可以將航天器自主授時(shí)精度提高兩個(gè)數量級，能大幅提高如北斗衛星定位系統的導航精度。

　　再比如一些家具。“天宮二號”里面為航天員準備了跑步機、健身車(chē)、折疊多功能桌、冰箱等。

揭秘2：天宮二號將做哪些“高大上”的太空實(shí)驗？

　　天宮二號是我國首個(gè)真正意義上的空間實(shí)驗室，將完成十余項高精尖的實(shí)驗任務(wù)，是載人航天歷次任務(wù)中應用項目最多的一次。

　　天宮二號將與擬于10月中下旬發(fā)射的神舟十一號載人飛船對接。航天員將進(jìn)入天宮二號，參與操作高等植物培養實(shí)驗和綜合材料制備實(shí)驗。

　　人類(lèi)未來(lái)要星際旅行、移民外星球，首要任務(wù)是解決食物自給、氧氣和循環(huán)水等問(wèn)題。高等植物培養實(shí)驗就是要研究地球上的植物是否可以克服太空微重力等極端環(huán)境影響，在太空環(huán)境中正常生長(cháng)。

　　天宮二號搭載了多項空間物理實(shí)驗，如空間冷原子鐘實(shí)驗、空地量子密鑰分配試驗等，均屬?lài)H科學(xué)前沿，科學(xué)意義重大。

　　量子密鑰分配試驗將在基于載人航天空間平臺上實(shí)現天-地量子密鑰傳輸試驗，以及業(yè)務(wù)數據天地激光通信。該實(shí)驗將為未來(lái)建立不可破譯的信息安全系統、在國際上率先建立實(shí)用化的保密通信網(wǎng)絡(luò )奠定基礎。

　　我國載人航天的歷次巡天任務(wù)都少不了在浩瀚的宇宙中從各個(gè)方位“感知”地球。天宮二號也搭載了多個(gè)新一代對地觀(guān)測遙感器和地球科學(xué)研究?jì)x器。

　　如寬波段成像光譜儀、三維成像微波高度計、紫外臨邊成像光譜儀等，突破了系列關(guān)鍵技術(shù)，在資源環(huán)境、生態(tài)環(huán)境、農林應用、海洋環(huán)境、大氣污染和大氣成分監測以及全球變化研究等領(lǐng)域有著(zhù)廣泛應用。

“對接天眼”全新升級

    “對接天眼”——光學(xué)成像敏感器(CRDS)，由位于運輸飛船上的相機和位于目標飛行器上的目標標志器組成。技術(shù)人員對其進(jìn)行了全新升級，“對接天眼”的太陽(yáng)雜光抑制能力等大幅提升；首次捕獲時(shí)間也提高了一個(gè)數量級——由原來(lái)的約十秒縮短至不到幾百毫秒。

【科研項目】空間冷原子鐘

　　有望實(shí)現3000萬(wàn)年誤差一秒

　　天宮二號空間實(shí)驗室將開(kāi)展的實(shí)驗中，包括空間科學(xué)物理領(lǐng)域重點(diǎn)項目——空間冷原子鐘實(shí)驗，有望實(shí)現3000萬(wàn)年誤差一秒的超高精度，對衛星定位導航等生產(chǎn)生活及引力波探測等空間科學(xué)研究將產(chǎn)生重大影響?？臻g冷原子鐘可以將航天器自主守時(shí)精度提高兩個(gè)數量級，大幅提高導航定位精度。

　　高等植物培養：太空“溫室”種植水稻擬南芥

　　在“天宮二號”實(shí)驗室內，高等植物培養也是眾多科學(xué)任務(wù)中唯一的生命科學(xué)實(shí)驗。此次“天宮二號”所搭載的高等植物培養裝置，就將在微重力的環(huán)境下搭建起一個(gè)溫度舒適、光照可控的迷你“溫室”。在這個(gè)溫室內，所種植的是糧食作物的典型代表水稻和綠葉植物的典型代表擬南芥。

此夜，天宮騰空。明朝，筑夢(mèng)廣寒。他日，思接廣宇。

天宮二號的居住環(huán)境咋樣？

●航天員在天宮二號生活和工作的空間大約有15立方米。和天宮一號的簡(jiǎn)單裝修相比，天宮二號更像是精裝修。

●艙內有適宜的溫度和濕度，密封艙的空氣溫度控制在22-24℃、相對濕度45%-55%這一人體最舒服的溫濕度。

●有“地球感覺(jué)”的墻壁顏色，天宮二號內部漆上了不同的顏色，四周墻面選擇米白色，底部選擇深灰色，工作臺等面板采用天藍色，多層次的顏色劃分給航天員清爽的感覺(jué)。

●首次使用多功能小平臺，航天員可以在上面寫(xiě)字、吃飯、做科學(xué)實(shí)驗，生活工作兩不誤。