等待神舟11號載人飛船到來的天宮2號

（專家：杭添仁，空間探測首席傳播專家，本文來自科普中國頭條推送。）

2016年9月15日，我國用長征2號F T2火箭發射了天宮2號，它是我國第一個真正意義上的空間實驗室，現正等待於10月中下旬發射的神舟11號載人飛船的到來與之對接，送2名航天員到天宮2號里生活和工作30天。

（天宮2號在軌飛行示意圖/杭添仁供圖）

1.任務不同

2011年9月29日，天宮1號目標飛行器升空，其最主要的任務是作為交會對接的目標，以掌握交會對接技術。

與天宮1號相比，天宮2號在外形、結構、尺寸、質量上基本沒有變化，仍採用實驗艙和資源艙兩艙式構型，設計在軌壽命不小於2年。但是由於天宮2號執行的航天任務比天宮1號有很大的變化，所以其「內心」有明顯的不同，主要完成三大任務：

一是完成航天員30天的中期在軌駐留任務；二是考核驗證推進劑在軌補加技術；三是開展大規模空間科學和應用實驗，及在軌維修和空間站技術驗證等試驗。

為此，圍繞天宮2號的三大任務開展了很多新的設計工作。可以說天宮2號比天宮1號「飛得更高、實驗更多、時間更長」。為了保持與天宮1號相同重量，對設計方案進行了一些調整。在乘組人數方面，這次減少了1人，只有2位，以便逗留更長時間，攜帶更多實驗；在燃料方面，這次發射時攜帶的推進劑相比天宮1號時要少一些，因為2017年4月和貨運飛船對接時，貨運飛船可以補加。為了滿足推進劑補加試驗需要，對天宮－2推進分系統進行了適應性改造。

（進行熱試驗的天宮2號/杭添仁供圖）

2.軌道更高

天宮1號與飛船的對接高度約343千米。為了驗證空間站技術，這次發射的天宮2號與飛船的對接高度為393千米。這與未來我國空間站運行的軌道高度基本相同，比之前的軌道提高了50千米，飛行任務的軌道控制策略與測控模式更加接近未來空間站要求。軌道特性的不一樣，每一圈轉的時間不一樣了，所以設計人員進行了重新分析計算。

（天宮2號與伴隨衛星/杭添仁供圖）

按計劃，天宮2號空間實驗室發射升空後，開展了平台和空間應用載荷測試，並於神舟11號載人飛船發射前，做好與神舟11號飛船交會對接的準備。一是進行平台和應用載荷的在軌測試，包括完成平台姿軌控、供配電、信息傳輸與控制等方面的性能測試，以及交會對接支持、航天員駐留支持等功能檢查，完成應用載荷的功能性檢查和測試。此後，轉入獨立運行模式，開展部分空間科學實驗；二是在神舟11號載人飛船發射前，天宮2號將再次進行狀態和功能檢查，確認是否滿足載人交會對接條件和駐留要求。

3.兩次對接

後續按計劃，神舟11號載人飛船於10月中下旬在酒泉發射場發射，入軌後經變軌調相，與天宮2號交會對接構成組合體，航天員進入天宮2號，開展空間科學實驗和技術試驗。組合體運行第30天時，神舟11號與天宮2號分離，航天員乘返回艙返回四子王旗主著陸場。天宮2號繼續在軌飛行。

2017年4月，天舟1號貨運飛船在文昌發射場發射，入軌後經變軌調相，與天宮2號交會對接構成組合體，進行推進劑補加試驗等。天舟1號完成組合體停靠任務後與天宮2號分離，開展搭載載荷試驗。天宮2號繼續在軌飛行，開展空間科學實驗與技術試驗。

（航天員進行空間實驗示意圖/杭添仁供圖）

4.溫馨之家

由於神舟11號航天員在天宮2號將駐留30天，加上獨立飛行3天，總飛行時間從神舟1號0的15天增加到33天，是我國持續時間最長的一次載人飛行任務。為了滿足航天員中期駐留需要，科研人員對天宮2號的載人宜居環境做了重大改善，或稱進行了「精裝修」，開展了宜居環境設計，改善了就餐和睡眠環境，增加了鍛煉設備和娛樂設施，為航天員提供了舒適人性化的空間家居環境，使航天員駐留期間的生活和工作更加舒適、更加便利、更加豐富多彩。

（天宮2號上還搭載了香港中學生太空科技設計大賽獲獎的雙擺實驗裝置、薄膜成型實驗裝置、太空養蠶實驗裝置3個實驗項目，用於開展航天科普活動/杭添仁供圖）

例如，在天宮2號上首次使用可展開的多功能小平台，航天員可在上面寫字、吃飯、做科學實驗，生活工作兩不誤；在通信方面，為航天員配備了藍牙耳機和藍牙音響，以解放航天員的雙手；在鍛煉器材方面，除有動感單車外，還增加了跑台。多功能小平台和跑台採用了摺疊方式進行收納，以最大程度地節省空間。

5.多項科研

為後續空間站的建設，在天宮2號上安排了在軌維修技術驗證和機械臂維修操作驗證系統，對空間站的維修體系進行全面驗證需求。值得一提的是，天宮2號系統設計為模塊化，所以出現問題時可快速更換和在軌維修，在我國航天器上首次採用了「插拔式」的結構設計，只需用幾分鐘就能完成一次維修更換。

同天宮2號一起升空的還有伴隨小衛星，它將從天宮2號上釋放出去，然後與天宮2號伴飛，開展聯合試驗。

（空間冷原子鐘實驗/杭添仁供圖）

為了開展大規模空間科學和應用實驗，天宮2號上搭載了全新配套的空間應用系統的科學設備，而且無論在數量上還是安裝複雜程度上，都創造了我國曆次載人航天器任務之最。它包括空間冷原子鐘等14項應用載荷，以及失重心血管研究等航天醫學實驗設備，多項實驗居國際領先水平，其中有兩項實驗是航天員直接參与操作的。這些實驗主要涉及微重力基礎物理、微重力流體物理、空間材料科學、空間生命科學、空間天文探測、空間環境監測、對地觀測及地球科學研究應用以及應用新技術試驗等8個領域。

完成天宮2號任務將為我國後續空間站建造和運營奠定堅實基礎、積累寶貴經驗，對於推進我國載人航天事業持續發展，具有十分重要的意義。

編輯：劉偉瓊

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