天宮二號(hào)揭秘：太空里的智能家居是怎樣的？

導(dǎo)讀：在太空中生活的日子，“天宮二號(hào)”如何保障航天員的衣食住行？為此，天宮二號(hào)對(duì)飲食居住環(huán)境進(jìn)行改善，為航天員營造家的感覺。 

     9月16日，中國酒泉，一夜無眠。團(tuán)圓與飛天，兩個(gè)在龍的傳人心靈深處流淌千年的夢想在這里交匯。天宮二號(hào)在中華“神箭”長二F火箭的有力托舉下，趁此良辰美景騰空而去，帶著中華兒女的期盼，探索太空新奧秘。

　  數(shù)十天后，兩名航天員將搭乘神舟十一號(hào)飛船與天宮二號(hào)對(duì)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)間最長的任務(wù)。

　　在接下來的30天里，“天宮二號(hào)”如何保障航天員的衣食住行？為此，天宮二號(hào)對(duì)飲食居住環(huán)境進(jìn)行改善，為航天員營造家的感覺。其中艙內(nèi)色彩、光線、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(yàn)室收到地面電視信號(hào)，能跟家人進(jìn)行天地通話和私人通信；為保證航天員在微重力環(huán)境下身體機(jī)能不衰退，天宮二號(hào)配置了力量訓(xùn)練設(shè)備，并定期對(duì)航天員心血管和身體醫(yī)學(xué)指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測。

配備多功能工作臺(tái)不用時(shí)可折疊

　　天宮二號(hào)總設(shè)計(jì)師朱樅鵬表示，天宮二號(hào)將為航天員提供更宜居的環(huán)境，特別是針對(duì)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(shí)地把地板和天花板用顏色進(jìn)行了區(qū)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(hào)的地板和墻壁非常柔軟，但航天員從太空回來后，提出還是硬質(zhì)墻壁和地板好，所以在天宮二號(hào)中進(jìn)行了改變，實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)采用了硬材質(zhì)。

　　在內(nèi)部設(shè)施方面，天宮二號(hào)配備了多功能工作臺(tái)，不用時(shí)可以折疊，打開后則可以在上面進(jìn)行電腦操作、閱讀、進(jìn)餐等。對(duì)通風(fēng)口也進(jìn)行了改造，降低了噪音。在睡眠區(qū)，燈光可以進(jìn)行調(diào)節(jié)，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(lán)牙音響，可以接收地面?zhèn)鬏數(shù)木o急呼叫，而航天員的頭戴式耳機(jī)也改成了無線的。

　　天宮二號(hào)內(nèi)部還加入了很多特色元素，包括中國載人航天工程的標(biāo)志、航天科技集團(tuán)公司的標(biāo)志，另外為紀(jì)念中國航天事業(yè)創(chuàng)建60周年，艙內(nèi)還會(huì)有專門設(shè)計(jì)的符號(hào)。

航天員可與家人進(jìn)行短信交流

　　朱樅鵬說，考慮到航天員要在天宮二號(hào)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、閱讀；同時(shí)，航天員在太空可以收看電視節(jié)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(wèi)生方面，準(zhǔn)備了特制的濕巾和刮胡刀，對(duì)集便袋進(jìn)行了改進(jìn)，使其氣壓低于艙內(nèi)，防止氣味擴(kuò)散。

【衣】準(zhǔn)備保暖服和“祥云”睡袋

    “天宮二號(hào)”為航天員準(zhǔn)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(diào)、重量輕等特點(diǎn)。此外，天宮二號(hào)還為航天員準(zhǔn)備了保暖內(nèi)衣、保暖褲、運(yùn)動(dòng)服、運(yùn)動(dòng)襪等?？紤]到太空工作的特殊需求，這些衣服設(shè)計(jì)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】儲(chǔ)藏負(fù)離子飲用水和氧氣

　　由于航天員會(huì)在“天宮二號(hào)”發(fā)射1個(gè)月之后前往，為了保障食物的新鮮，天宮二號(hào)沒有為航天員提前準(zhǔn)備食物，而是由神舟十一號(hào)飛船來搭載。不過，天宮二號(hào)為航天員準(zhǔn)備了可以長時(shí)間儲(chǔ)藏的飲用水和氧氣。并且，飲用水里面添加了負(fù)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(yī)學(xué)指標(biāo)，“天宮二號(hào)”為航天員設(shè)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(duì)艙內(nèi)的有害氣體、微生物進(jìn)行過濾、清除，保證艙內(nèi)空氣清新。此外，“天宮二號(hào)”為航天員準(zhǔn)備了大小便收集袋，收集袋采用負(fù)壓技術(shù)，能夠避免異味散出。

【行】特殊跑步機(jī)用于全身鍛煉

    “天宮二號(hào)”安裝了太空鍛煉器材，包括特殊的跑步機(jī)用于全身鍛煉；健身自行車用于鍛煉下肢肌肉、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)下如何跑步的問題，設(shè)計(jì)人員在跑步機(jī)上配備了一根有彈性的橡皮帶，當(dāng)航天員站在跑步機(jī)上時(shí)，把橡皮帶像背書包一樣背在肩上，有彈性的帶子會(huì)將人勒住，人就不會(huì)飄起來，腿部也會(huì)感到力量。

揭秘1：“天宮二號(hào)”都帶了什么升空？

　　天宮二號(hào)總設(shè)計(jì)師朱樅鵬介紹，“天宮二號(hào)”搭載了有效載荷51件，有機(jī)械臂、空間冷原子鐘、高等植物培養(yǎng)箱、伴隨衛(wèi)星、紫外臨邊成像光譜儀等。這些載荷涉及微重力基礎(chǔ)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(xiàng)空間科學(xué)和應(yīng)用任務(wù)。

　　比如，機(jī)械臂。艙內(nèi)機(jī)械臂的靈巧手，跟人的手類似?？梢杂脕碜鲆恍┖唵蔚木S修工作，比如擰螺絲，拆設(shè)備。當(dāng)然，未來的艙外機(jī)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(hào)”高等植物培養(yǎng)箱。培養(yǎng)箱相當(dāng)于迷你版太空溫室，用于培育水稻和擬南芥。通過試驗(yàn)，最終目的是在空間站種莊稼，為航天員長期空間生活提供補(bǔ)給。

　　比如，空間冷原子鐘。利用“天空二號(hào)”里的微重力條件，這臺(tái)冷原子鐘的穩(wěn)定度將高達(dá)10的負(fù)16次方，可以將航天器自主授時(shí)精度提高兩個(gè)數(shù)量級(jí)，能大幅提高如北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)的導(dǎo)航精度。

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

揭秘2：天宮二號(hào)將做哪些“高大上”的太空實(shí)驗(yàn)？

　　天宮二號(hào)是我國首個(gè)真正意義上的空間實(shí)驗(yàn)室，將完成十余項(xiàng)高精尖的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，是載人航天歷次任務(wù)中應(yīng)用項(xiàng)目最多的一次。

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

　　人類未來要星際旅行、移民外星球，首要任務(wù)是解決食物自給、氧氣和循環(huán)水等問題。高等植物培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)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。

　　天宮二號(hào)搭載了多項(xiàng)空間物理實(shí)驗(yàn)，如空間冷原子鐘實(shí)驗(yàn)、空地量子密鑰分配試驗(yàn)等，均屬國際科學(xué)前沿，科學(xué)意義重大。

　　量子密鑰分配試驗(yàn)將在基于載人航天空間平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)天-地量子密鑰傳輸試驗(yàn)，以及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)天地激光通信。該實(shí)驗(yàn)將為未來建立不可破譯的信息安全系統(tǒng)、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(chǔ)。

　　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(hào)也搭載了多個(gè)新一代對(duì)地觀測遙感器和地球科學(xué)研究儀器。

　　如寬波段成像光譜儀、三維成像微波高度計(jì)、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(nóng)林應(yīng)用、海洋環(huán)境、大氣污染和大氣成分監(jiān)測以及全球變化研究等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。

“對(duì)接天眼”全新升級(jí)

    “對(duì)接天眼”——光學(xué)成像敏感器(CRDS)，由位于運(yùn)輸飛船上的相機(jī)和位于目標(biāo)飛行器上的目標(biāo)標(biāo)志器組成。技術(shù)人員對(duì)其進(jìn)行了全新升級(jí)，“對(duì)接天眼”的太陽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(shù)量級(jí)——由原來的約十秒縮短至不到幾百毫秒。

【科研項(xiàng)目】空間冷原子鐘

　　有望實(shí)現(xiàn)3000萬年誤差一秒

　　天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室將開展的實(shí)驗(yàn)中，包括空間科學(xué)物理領(lǐng)域重點(diǎn)項(xiàng)目——空間冷原子鐘實(shí)驗(yàn)，有望實(shí)現(xiàn)3000萬年誤差一秒的超高精度，對(duì)衛(wèi)星定位導(dǎo)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(shù)量級(jí)，大幅提高導(dǎo)航定位精度。

　　高等植物培養(yǎng)：太空“溫室”種植水稻擬南芥

　　在“天宮二號(hào)”實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，高等植物培養(yǎng)也是眾多科學(xué)任務(wù)中唯一的生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)。此次“天宮二號(hào)”所搭載的高等植物培養(yǎng)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(nèi)，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，筑夢廣寒。他日，思接廣宇。

天宮二號(hào)的居住環(huán)境咋樣？

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

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

●有“地球感覺”的墻壁顏色，天宮二號(hào)內(nèi)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(tái)等面板采用天藍(lán)色，多層次的顏色劃分給航天員清爽的感覺。

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