2016年10月14日，龐之浩在天津市南開大學(xué)附屬小學(xué)進(jìn)行航天科普講座

騰訊太空訊 2016年10月17日7時30分 ，神舟十一號飛船在我國酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心由“神箭”長征二號F遙十一運載火箭搭載兩名航天員景海鵬、陳冬成功發(fā)射升空，并將與9月15日發(fā)射升空的天宮二號空間實驗室進(jìn)行交會對接。航天員會在組合體飛行器中生活30天，這也是我國迄今為止時間最長的一次載人航天飛行。

2016年10月12日和14日，在神舟十一號發(fā)射前夕，由北京市科學(xué)技術(shù)協(xié)會、北京科普發(fā)展中心主辦，青蜜旗下社團(tuán)經(jīng)理人承辦的航天科普講座沙龍活動上，中國空間技術(shù)研究院研究員、《國際太空》雜志主編龐之浩走進(jìn)北京航天中學(xué)和天津市南開大學(xué)附屬小學(xué)，給兩場500余名師生帶來了一場題為“揭秘神舟十一號與天宮二號”的航天主題科普講座。以下內(nèi)容為兩次講座實錄整理。

神舟十一號基本情況

神舟十一號與之前發(fā)射過的“神舟家族”的成員們一樣，都是三艙結(jié)構(gòu)，由軌道艙、返回艙和推進(jìn)艙組成。整體高度為9米，最大直徑2.8米，起飛質(zhì)量8噸。將完成三項任務(wù)：執(zhí)行人員與物資天地往返任務(wù)；進(jìn)一步驗證改進(jìn)型飛船性能；確保航天員安全返回地面。

雖然神舟系列飛船外觀基本一致，但根據(jù)這一次的飛行任務(wù)，神舟十一號只送2名航天員登天，并按照60人天駐留要求，優(yōu)化了軌道艙布局，返回艙Ⅱ象限座椅改裝為專用載貨支架，重新設(shè)計了物品轉(zhuǎn)移策略。其上行能力達(dá)362.5千克，為歷次任務(wù)最高；下行能力較神舟十號增加一倍。

天宮二號基本情況

天宮二號空間實驗室是在天宮一號目標(biāo)飛行器備份產(chǎn)品的基礎(chǔ)上改進(jìn)研制而成。與天宮一號相比，天宮二號在外形、結(jié)構(gòu)、尺寸、質(zhì)量上基本沒有變化，全長10.4米，最大直徑3.35米 ，太陽翼展寬約18.4米，重8.6噸，仍采用實驗艙和資源艙兩艙式構(gòu)型，設(shè)計在軌壽命不小于2年。但是由于天宮二號執(zhí)行的航天任務(wù)比天宮一號有很大的變化，其“內(nèi)心”有明顯的不同。天宮二號是我國第一個真正意義上的空間實驗室和我國載人航天第二步第二階段任務(wù)中第一個升空的航天器，主要完成三大任務(wù)：一是接受神舟十一號載人飛船的訪問，完成航天員30天的中期在軌駐留任務(wù)，考核面向長期飛行的乘員生活、健康和工作保障等相關(guān)技術(shù)；二是接受我國首艘貨運飛船天舟一號的訪問，考核驗證推進(jìn)劑在軌補(bǔ)加技術(shù)，是我國第一個具備太空補(bǔ)加功能的載人航天器；三是開展大規(guī)?？臻g科學(xué)和應(yīng)用實驗，以及在軌維修和空間站技術(shù)驗證等試驗。為此，圍繞天宮二號的三大任務(wù)開展了很多新的設(shè)計工作?？梢哉f天宮二號比天宮一號“飛得更高、實驗更多、時間更長”。為了保持與天宮一號相同重量，對設(shè)計方案進(jìn)行了一些調(diào)整。在乘組人數(shù)方面。減少了1人，只有2位；在燃料方面，這次發(fā)射時攜帶的推進(jìn)劑相比天宮一號時要少一些，未來在和貨運飛船對接時將進(jìn)行補(bǔ)加。

393千米高度完成交會對接

天宮二號空間實驗室發(fā)射升空后，先進(jìn)入近地點200千米、遠(yuǎn)地點350千米的初始軌道，之后變軌進(jìn)入高度約380千米的運行軌道，進(jìn)行在軌測試。神舟十一號載人飛船發(fā)射前，天宮二號進(jìn)入高度393千米的近圓對接軌道，等待交會對接。這一對接高度與未來我國空間站運行的軌道高度基本相同。神舟十一號發(fā)射入軌后經(jīng)變軌與天宮二號交會對接構(gòu)成組合體，航天員進(jìn)入天宮二號，開展空間科學(xué)實驗和技術(shù)試驗。組合體運行第30天時，神舟十一號與天宮二號分離，航天員乘返回艙返回地球，天宮二號繼續(xù)在軌飛行，進(jìn)行相關(guān)無人試驗。

預(yù)計在2017年4月，天舟一號貨運飛船發(fā)射入軌后經(jīng)變軌與天宮二號交會對接構(gòu)成組合體，進(jìn)行推進(jìn)劑補(bǔ)加試驗等。天舟一號完成組合體?？咳蝿?wù)與天宮二號分離，開展搭載載荷試驗。天宮二號繼續(xù)在軌飛行，開展空間科學(xué)實驗與技術(shù)試驗。

精心裝修打造“溫馨之家”，環(huán)保監(jiān)測保證生命安全

與天宮一號 的“簡裝”不同，天宮二號進(jìn)行了精裝修，打造了一個航天員的“溫馨之家”。在天宮二號上首次使用可展開的多功能小平臺，航天員可以在上面寫字、吃飯、做科學(xué)實驗，生活工作兩不誤；在通信方面，為航天員配備了藍(lán)牙耳機(jī)和藍(lán)牙音響；根據(jù)航天員的反饋，用地板取代了地毯，避免有“一踩一個坑”的感覺；艙內(nèi)燈光采用米黃色色調(diào)，亮度可手動調(diào)節(jié)，并為每個航天員安裝了床前燈。在多個區(qū)域增加了不少硬質(zhì)扶手，并引入了駐留腰帶、頭戴式無線藍(lán)牙耳麥等設(shè)計來解放航天員的雙手；在鍛煉器材方面，除了有動感單車外，為了防止航天員在太空失重的情況下肌肉萎縮，還增加了跑步機(jī)（跑臺）。多功能小平臺和跑臺采用了折疊方式進(jìn)行收納，以最大程度地節(jié)省空間。艙內(nèi)顏色也進(jìn)行了精心設(shè)計，墻壁是米白色，底部是深灰色，工作臺是天藍(lán)色，給航天員以清新之感。

為保障航天員在太空的空氣質(zhì)量，除了使用環(huán)保無毒的航天漆，還專門研制了環(huán)控監(jiān)測裝置，可同時完成“太空之家”內(nèi)二氧化碳等20多種氣體及有害微生物的濃度監(jiān)測，一旦有害物質(zhì)含量超過預(yù)警值時，就會立即報警并指示航天員按照預(yù)定方法進(jìn)行處理，以保證航天員的生命安全。

在軌維修更換驗證技術(shù)，釋放伴飛衛(wèi)星拍攝“寫真”

由于天宮二號設(shè)計壽命為2年，是一種長期在低軌道運行的載人航天器，所以如何保障它在惡劣的太空環(huán)境中長壽命工作是一項技術(shù)難關(guān)。為了后續(xù)空間站的建設(shè)，神舟十一號與天宮二號交會對接后還將安排在軌維修技術(shù)驗證和機(jī)械臂維修操作驗證系統(tǒng)，以滿足對空間站的維修體系進(jìn)行全面驗證的需求。值得一提的是，天宮二號系統(tǒng)設(shè)計為模塊化，所以出現(xiàn)問題時可快速更換和在軌維修，在我國航天器上首次采用了“插拔式”的結(jié)構(gòu)設(shè)計，只需用幾分鐘就能完成一次維修更換。

天宮二號還將在軌釋放所攜帶的伴隨小衛(wèi)星，然后與天宮二號伴飛。它將為天宮二號與神舟十一號交會對接提供直接的影像技術(shù)支持，并拓展空間技術(shù)應(yīng)用。我國神舟七號釋放的伴隨衛(wèi)星相機(jī)為130萬像素，而天宮二號伴隨衛(wèi)星使用2500萬像素全畫幅相機(jī)，在分辨率和精細(xì)度上實現(xiàn)了新升級。

搭載冷原子鐘探索前沿，三項中學(xué)生實驗進(jìn)行科普

神舟十一號與天宮二號完成交會對接后，即將在天宮二號進(jìn)行的實驗項目絕大多數(shù)觸及當(dāng)今世界最前沿的探索領(lǐng)域，有望取得一批重大應(yīng)用成果，如搭載了全球第一臺冷原子鐘進(jìn)入太空。這臺空間冷原子鐘是目前在空間運行精度最高的，約3000萬年才會產(chǎn)生1秒的誤差。其上的γ射線暴偏振探測儀將探測研究遙遠(yuǎn)宇宙中突然發(fā)生的γ射線暴現(xiàn)象和太陽耀斑，深入地研究宇宙結(jié)構(gòu)、恒星演化、黑洞形成以及γ射線暴爆發(fā)的物理機(jī)制。

此外，天宮二號上還搭載了香港中學(xué)生太空科技設(shè)計大賽獲獎的雙擺實驗裝置、薄膜成型實驗裝置、太空養(yǎng)蠶實驗裝置3個實驗項目，用于開展航天科普活動。

發(fā)射天舟一號貨運飛船與天宮二號對接后，我國就完成“載人航天工程三步走”的第二步第二階段任務(wù)。預(yù)計2018年開始完成第三步任務(wù)，陸續(xù)發(fā)射空間站的核心艙和2個實驗艙與之對接，在2022年建成長期載人的大型空間站。

人類在漫長的社會進(jìn)步中不斷擴(kuò)展自身的生存空間，人類活動范圍的每一次擴(kuò)展都會實現(xiàn)偉大的飛躍。隨著我國載人空間站工程啟動實施，我國將為和平利用和開發(fā)空間資源，擔(dān)負(fù)起更多的責(zé)任，做出新的更大貢獻(xiàn)。