聽聽「天宮二號」上天前的小心情！

知識 09-15

（作者：錢航，中國科學院國家空間科學中心博士，現中國運載火箭技術研究院總體設計部型號設計師，科普中國微平台原創首發）

導讀：親愛的小讀者，我是「天宮二號」空間實驗室，再過幾天，我就會接替即將從太空回來的大哥「天宮一號」，發射到太空長期站崗值班。想知道我與大哥有什麼不同，將帶什麼神秘利器到太空嗎？下面我一一講給你。

聽聽「天宮二號」上天前的小心情！

（天宮二號9日上午垂直轉運至發射區/圖片來自「天宮二號」微博）

我的身世

我和大哥「天宮一號」其實是雙胞胎，屬於他的備份和替補。大哥完成任務很理想，甚至超額完成了任務，科學家們就根據新任務的需要對我進行了改裝。「身高」、「體重」和「外形」與大哥基本一致，所以就像大多數雙胞胎一樣難以分辨彼此。不同的是在我身上配置了各種神秘利器，比如將攜帶國際首個專用的高靈敏度伽馬射線暴偏振測量儀器。測量儀器，也是中國和瑞士合作開展的空間天文計劃組成部分。

我相較大哥，身體內部裝載了全新配套的空間應用系統載荷設備，無論配套設備數量還是安裝複雜度均創造了歷次載人航天器任務之最。對我較大的改進是裝備更豪華、裝載量提高、內部環境更好。值得一提的是，航天設計師在「孕育」我時的系統設計是模塊化的，就像你小時候玩的積木一樣，也就是說我身上出現問題時可以快速更換和在軌維修，這在國內空間領域屬於首創。更加激動人心的是，我還具有「手臂」，是一個機械臂，將可以幫助航天員開展艙外搬運和維修。雖然這種機械臂目前在國際空間站上已經使用，但在中國航天領域仍處於試驗階段。

未來五年內，我國最終要建設的基本型空間站，也就是我在太空中的大家族。整體的規模不會超過國際空間站。基本型空間站大致包括一個核心艙、一架貨運飛船、一架載人飛船和兩個用於實驗等功能的其它艙，總重量在100噸以下。其中的核心艙需長期有人駐守，能與各種實驗艙、載人飛船和貨運飛船對接。具備20噸以上運載能力的火箭，才有能力發射核心艙。

聽聽「天宮二號」上天前的小心情！

（天宮二對接/圖片來自網路）

我的使命

大哥是空間實驗室的特例，主要為了完成兩個空間飛行器在太空中交會對接技術實現的任務，而我則完全是小型空間實驗室，科學家、航天員們將在我身體裡面展開各種工作和試驗。我將解決一定規模、短期有人照料的空間應用問題，航天員在我身體里上生活的時間將比在神舟九號、神舟十號的乘員生活的時間更長。

將來隨著空間實驗室體積的增大、可靠性的提高，將逐步發展成為空間站的核心艙或者實驗艙，增加太空實驗的項目和種類，為建成空間站奠定基礎。

需要說明的是，我將成我國最忙碌的空間實驗室，各類計劃的實驗項目達到了史無前例的14項，涉及微重力基礎物理、空間材料科學、空間生命科學等多個領域，其中兩項有駐留30天的航天員直接參与操作，一項為國際合作。這些項目中，大多是當前世界最前沿的探索領域。

比如，我將搭載全球第一台冷原子鐘進入太空，並進行相關實驗。利用太空微重力條件，這台冷原子鐘的穩定度幾億年都不會誤差一秒，能大幅提高如北斗衛星定位系統的導航精度。

比如，我還會試驗從太空分發量子密鑰。密鑰分發是實現「無條件」安全的量子通信的關鍵步驟。量子是微觀物理世界裡不可分割的基本個體。由於作為信息載體的單光子具有不可分割、量子狀態不可克隆等特性，密鑰分發可以抵禦任何形式的竊聽，進而保證用其加密的內容不可破譯。從原理上來說，這種通信方式就是無條件安全的。

全長2000多公里的「京滬幹線」大尺度光纖量子通信骨幹網正在收尾，將在今年下半年建成；2016年8月16日，我國在酒泉衛星發射中心用長征二號丁運載火箭成功將世界首顆量子科學實驗衛星（簡稱「量子衛星」）發射升空，一個天地一體化的量子通信網路的雛形已經形成。在這個過程中，我將扮演量子衛星中轉的角色，實驗遠距離量子通信，讓信息在地面城市與太空構築的範圍內實現「無條件」的安全傳輸。

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