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来源:科技日报

搭载十四项行使载荷 开展六十余项空间实验

天宫二号“回家”带来不少好新闻

本报记者 付毅飞

7月19日晚,天宫二号返回地球。从2016年9月发射至此,它的运走天数,定格在“1036”这个数字上。

行为吾国第一个真实意义上的空间实验室,天宫二号在挨近三年的做事时间里都忙了些啥?

科技日报记者从中科院空间行使中央晓畅到,天宫二号共搭载14项行使载荷,以及航天医学实验设备和在轨修茸试验设备,共开展了60余项空间科学实验和技术试验。

空间冷原子钟:极度精准的“量天尺”

在基础物理前沿钻研方面,天宫二号搭载了国际首台在轨运走并开展科学实验的空间冷原子钟,成功验证了在空间环境下高性能冷原子钟的运走机制,实现了天稳7.2×10-16的超高精度,相等于3000万年的偏差幼于1秒。

这为空间超高精度时间频率基准的庞大需要,以及异日空间基础物理前沿钻研奠定了坚实的科学与技术基础,成为国际空间冷原子量子传感器周围的主要里程碑。

空间冷原子钟项现在标成功,推动了有关周围的发展。其技术收获直接行使于卫星导航体系,大幅度挑高卫星导航体系的性能。并在空间站高精度时频体系、空间站超冷原子物理实验柜,以及探月工程地月空间导航通信等庞大项现在中产生关键作用。也将对异日深空探测、基础物理钻研、详细测量等周围产生远大的影响。

量子密钥分配:不走泄露的“天机”

天宫二号搭载的量子密钥分配试验空间终端,经历高精度自动跟瞄(ATP)体系与量子密钥分配地面终端协调,在地面站与现在标飞走器之间竖立首量子信道,并在此基础上开展了空—地量子密钥分配试验。

该试验率先在国内突破了量子密钥分配有关关键技术,并得到了在轨验证。成功实现了天地双向高精度跟瞄、量子密钥分配、激光通信。

同时该试验也是吾国首次实现1.6Gbps码速率的天地营业数据激光通信传输,为后续空间义务更高容量的数据传输打通了道路。

此外,这为载人航天的空地间量子保密通信,以及异日实用化天地一体广域量子保密通信网络建设奠定了基础。

伽马暴偏振探测仪:捕捉破译宇宙首源的隐秘

伽马射线暴是一栽宇宙大爆炸级别的能量,捕捉到以后,将有助于破译宇宙首源和演化的隐秘。

天宫二号携带了国际首台宽视场、高效果的专用宇宙伽玛射线暴(GRB)偏振探测仪器,共探测到55个伽马暴,不都雅测到蟹状幸运脉冲星的脉冲信号,并在国内首次行使脉冲星信号实验定轨,定轨精度约为10公里,探测到了若干太阳X射线暴。现在吾国已完善伽玛射线暴瞬时辐射的高精度偏振探测,实现了预定科学现在标。

炎毛细对流实验:在太空搭建微妙的液桥

倘若你将拇指和食指打湿,捏在一首再微微睁开,指间会展现一个幼液柱,这叫“液桥”。

地面上的液桥清淡只有几毫米,而在太空微重力环境下,竖立首的液桥能够达到惊人尺寸。

当液桥两端温度不均时,在液体外观张力作用下会产生炎毛细起伏,这是微重力环境下的主要自然对流方法。吾国科学家不息梦寐以求揭开炎毛细对流的奥秘面纱。

在天宫二号上,吾国首次开展了空间微重力条件下的炎毛细对流实验,钻研了在空间微重力环境下炎毛细对流的失稳机理题目,联系我们拓展了流体力学的认知周围,取得了具有国际先辈程度的钻研收获。其使吾国突破并掌握了微重力环境下的液桥建桥、液面保持和失郑重修等空间实验关键技术,进一步升迁吾国微重力流体科学的空间实验能力和技术程度。

综相符原料实验:对尖端原料的晓畅更添深入

天宫二号上开展的综相符原料实验,为一群牛气冲天的尖端原料搭建了舞台。

其中大片面样品均为国际上首次实验,如新式纳米复相符光学原料、高性能炎电转换原料、众元复相相符金等。

该实验的主要收获有:

滋长出高质量的原料晶体,验证了新的原料制备工艺,获得了众项原料科学实验新发现。

在主要功能晶体等原料方面,空间制备的样品性能得到清晰升迁或微不都雅机关结构得到改进。

基于空间测量、实验和地面实验数据,竖立了国内第一个空间原料实验炉的炎环境仿真计算模型,获得了空间微重力与地面重力环境下炉膛内气体压力对炉膛最高温度影响的基本规律,使吾国空间原料科学实验的能力得到了清晰升迁。

拟南芥和水稻:两名稀奇的“航天员”

光临过天宫二号的除了景海鹏、陈冬,还有2名稀奇的“航天员”——拟南芥和水稻。

科学家选取了这两栽具有代外性的植物开展了教育实验。

该实验采用人造光照、高效的水循环、标记踪迹,6个月便完善了吾国首次“从栽子到栽子”高等植物全周期教育实验。

实验中,吾国首次发现拟南芥在空间长日条件下开花清晰延宕;首次发现微重力条件下植物寿命比地面对照组植物寿命极大地延伸;首次发现空间微重力对于水稻吐水及其向性滋长有清晰的影响。同时在国际上首次成功地行使植物开花基因启动子带动绿色荧光蛋白外达;首次发现空间微重力环境隐晦促进了叶脉网络的发育。

有关收获为有效行使空间有限资源进走最大化的植物生产挑供了主要证据,为人类永远追求空间挑供了保障。

空间地球科学及行使:从天主视角望地球

在距地面近400公里高度的轨道上,天宫二号借助众台遥感设备,以天主视角鸟瞰地球,取得了丰硕的科学收获及隐晦行使收好。

其中,众角度宽谱段成像仪是集宽波段光谱和众角度偏振成像的新式综相符遥感器,在国内首次实现了12个众角度光学偏振遥感技术新体制验证,开拓了获取主要的陆地、海洋、大气新闻的新途径。

三维成像微波高度计是国际首个用于海洋不都雅测的宽刈幅三维雷达成像高度计,采用短基线、幼角度干涉、新式高度跟踪、孔径相符成结相符的创新技术。新一代雷达高度计的发展倾向,对于集体升迁吾国海洋环境监测、展望和预报能力具有主要作用。

众波段紫外临边成像仪是吾国首个具有紫外临边不都雅测能力的载荷,在国际上首次采用大视场,对全球中层大气进走紫外环形、前向临边辐射特性的同时探测。其获得了全球大气密度、臭氧亲善溶胶垂直结构及三维分布,在大气痕量气体监测、大气与环境预报、空间天气等周围具有普及的行使价值。

众项技术验证:为吾国空间站运营奠定基础

除了科学实验,天宫二号在义务期间也完善了众项技术验证。

2016年10月23日,天宫二号开释陪同卫星。这是继神舟七号义务以后,吾国第二次在空间飞走器上开释伴飞卫星。此次成功开展伴星开释、驻留和陪同飞走试验,获得了清亮的组相符体图像,同时也进走了微弱卫星新技术试验和验证。

经历开展人机协同的空间邃密操作死板臂试验,吾国首次实现人机协同在轨修茸义务,竖立了集新闻管理、手动限制、遥操作和自立限制一体化的人机协同在轨修茸体系,形成典型人机协同体制,为异日空间站仿人型机器人研制打下了技术基础。

此外,天宫二号还与天舟一号货运飞船协调,首次实现了吾国航天器推进剂在轨补添义务,周详突破和掌握了有关技术,对后续空间站阶段的推进剂补添进走了完善验证,并使吾国推进剂补添体系性能指标达到世界领先程度。

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