天宮二號開展十餘項科學實驗 2016年下半年發射

即將在2016年下半年發射的“天宮二號”空間實驗室，將開展十餘項科學實驗。科學家還瞄準預計在2020年前後建成的中國空間站，期待獲得革命性發現。

“天宮二號”：開展一定規模的空間科學與應用研究

中國載人航天工程總設計師周建平此前在受訪時説，空間實驗室任務的各次飛行都安排了多項空間科學實驗。

6月2日，中國科學院空間應用工程與技術中心高級顧問顧逸東院士在中科院分學部學術報告會上介紹了“天宮二號”的部分空間科學任務。

比如“空—地量子密鑰分配與激光通信試驗”。密鑰分發是實現“無條件”安全的量子通信的關鍵步驟，這項試驗將驗證量子密鑰分發的核心環節，在天地間傳輸密鑰。

全球首顆量子科學實驗衞星將在2016年7月發射，全球首條遠距離量子保密通信幹線“京滬幹線”將在2016年內建成。“‘天宮二號’將為中國建立實用化、覆蓋全球的量子保密通信網絡進行體制驗證。”顧逸東説。

再如“伽馬暴偏振探測”項目，將對伽馬暴和太陽耀斑進行高靈敏度偏振觀測。“可望開闢伽瑪射線偏振探測天文新窗口。”顧逸東説。

“天宮二號”搭載的伽馬暴探測設備由中國科學院與瑞士日內瓦大學聯合研製，這台設備比過去國際上類似儀器的探測效率高數十倍，中歐科學家合作研究揭示宇宙結構、起源、演化問題。

此外，“天宮二號”還將搭載全球首台冷原子鐘，開展“液橋熱毛細對流實驗研究”、“多樣品材料空間生長實驗”、“空間高等植物培養實驗”等項目。

“天宮二號”熱毛細對流空間實驗項目主任設計師、中國科學院力學研究所研究員康琦解釋，為生產出高質量的半導體材料，就要科學控制單晶硅在晶體生長過程中浮力對流和熱毛細對流的影響，而太空特有的微重力環境將使科學家深入剖析熱毛細對流的真實過程。

空間站和光學艙：建成國家級太空實驗室

“天宮二號”與“天宮一號”相同，均為長期在軌自動運行、短期載人的飛行器，是為未來的長期性空間站建設做準備。

周建平介紹，中國計劃在2020年前後建成的空間站總體構型是三個艙段、一個核心艙、兩個實驗艙，每個艙都是20噸級，整體呈T字構型。空間站還可根據空間科學研究和應用需要對接更多艙段。

這個國家級太空實驗室將在科學研究方面獨具優勢。顧逸東舉例説，首先，航天員可以參與建造、維護升級和科學研究；其次，具備艙內外實驗條件；第三，可開展系列性科學研究。

“在‘天宮二號’上航天員就將參與科學實驗。”他説，計劃種植水稻、擬南芥等植物，考察長日照和短日照的不同生長情況。

據介紹，空間站上的科學與應用研究包括空間生命科學和生物技術、微重力流體物理與燃燒科學、空間材料科學等方面。特別是“空間應用新技術試驗”，將在新一代空間通信與信息技術、激光能量傳輸、微小衞星、航天元器件與部件、遙科學、智能機器人、空間增量製造、空間核電技術等領域尋求突破。

周建平此前還透露，會單獨發射一個十幾噸的光學艙，與空間站保持共軌飛行狀態。該艙內將架設一套巡天望遠鏡，像是“宇宙之眼”。

“以接近哈勃太空望遠鏡的分辨力和比其大300倍的視場，開展多色測光和無縫光譜巡天。”顧逸東説，這台望遠鏡將用於研究宇宙加速膨脹、暗能量本質、銀河系三維結構、天體形成與演化規律等，爭取獲得革命性的新發現。

中國將於2020年左右建成的空間站，將成為中國空間科學和新技術研究實驗的重要基地，在軌運營10年以上。中國載人航天工程第三步的空間站建設，初期將建造三個艙段，包括一個核心艙和兩個實驗艙，每個規模20多噸。基本構型為T字形，核心艙居中，實驗艙Ⅰ和實驗艙Ⅱ分別連接於兩側。隨後，空間站運營期間，最多的時候，將有一艘貨運飛船、兩艘載人飛船。“整個系統加起來將達90多噸。2020年空間站建好後，將隨即投入正常運營，開展科學研究和太空實驗，促進中國空間科學研究進入世界先進行列，為人類文明發展進步作出貢獻。