2016年10月14日，龐之浩在天津市南開(kāi)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(shí)30分 ，神舟十一號(hào)飛船在我國(guó)酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心由“神箭”長(zhǎng)征二號(hào)F遙十一運(yùn)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(hào)空間實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行交會(huì)對(duì)接。航天員會(huì)在組合體飛行器中生活30天，這也是我國(guó)迄今為止時(shí)間最長(zhǎng)的一次載人航天飛行。

2016年10月12日和14日，在神舟十一號(hào)發(fā)射前夕，由北京市科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)、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(dòng)上，中國(guó)空間技術(shù)研究院研究員、《國(guó)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(kāi)大學(xué)附屬小學(xué)，給兩場(chǎng)500余名師生帶來(lái)了一場(chǎng)題為“揭秘神舟十一號(hào)與天宮二號(hào)”的航天主題科普講座。以下內(nèi)容為兩次講座實(shí)錄整理。

神舟十一號(hào)基本情況

神舟十一號(hào)與之前發(fā)射過(guò)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(xiàng)任務(wù)：執(zhí)行人員與物資天地往返任務(wù)；進(jìn)一步驗(yàn)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(hào)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(jì)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(hào)增加一倍。

天宮二號(hào)基本情況

天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室是在天宮一號(hào)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(hào)相比，天宮二號(hào)在外形、結(jié)構(gòu)、尺寸、質(zhì)量上基本沒(méi)有變化，全長(zhǎng)10.4米，最大直徑3.35米 ，太陽(yáng)翼展寬約18.4米，重8.6噸，仍采用實(shí)驗(yàn)艙和資源艙兩艙式構(gòu)型，設(shè)計(jì)在軌壽命不小于2年。但是由于天宮二號(hào)執(zhí)行的航天任務(wù)比天宮一號(hào)有很大的變化，其“內(nèi)心”有明顯的不同。天宮二號(hào)是我國(guó)第一個(gè)真正意義上的空間實(shí)驗(yàn)室和我國(guó)載人航天第二步第二階段任務(wù)中第一個(gè)升空的航天器，主要完成三大任務(wù)：一是接受神舟十一號(hào)載人飛船的訪問(wèn)，完成航天員30天的中期在軌駐留任務(wù)，考核面向長(zhǎng)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(guó)首艘貨運(yùn)飛船天舟一號(hào)的訪問(wèn)，考核驗(yàn)證推進(jìn)劑在軌補(bǔ)加技術(shù)，是我國(guó)第一個(gè)具備太空補(bǔ)加功能的載人航天器；三是開(kāi)展大規(guī)模空間科學(xué)和應(yīng)用實(shí)驗(yàn)，以及在軌維修和空間站技術(shù)驗(yàn)證等試驗(yàn)。為此，圍繞天宮二號(hào)的三大任務(wù)開(kāi)展了很多新的設(shè)計(jì)工作?？梢哉f(shuō)天宮二號(hào)比天宮一號(hào)“飛得更高、實(shí)驗(yàn)更多、時(shí)間更長(zhǎng)”。為了保持與天宮一號(hào)相同重量，對(duì)設(shè)計(jì)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(shí)攜帶的推進(jìn)劑相比天宮一號(hào)時(shí)要少一些，未來(lái)在和貨運(yùn)飛船對(duì)接時(shí)將進(jìn)行補(bǔ)加。

393千米高度完成交會(huì)對(duì)接

天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室發(fā)射升空后，先進(jìn)入近地點(diǎn)200千米、遠(yuǎn)地點(diǎn)350千米的初始軌道，之后變軌進(jìn)入高度約380千米的運(yùn)行軌道，進(jìn)行在軌測(cè)試。神舟十一號(hào)載人飛船發(fā)射前，天宮二號(hào)進(jìn)入高度393千米的近圓對(duì)接軌道，等待交會(huì)對(duì)接。這一對(duì)接高度與未來(lái)我國(guó)空間站運(yùn)行的軌道高度基本相同。神舟十一號(hào)發(fā)射入軌后經(jīng)變軌與天宮二號(hào)交會(huì)對(duì)接構(gòu)成組合體，航天員進(jìn)入天宮二號(hào)，開(kāi)展空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)試驗(yàn)。組合體運(yùn)行第30天時(shí)，神舟十一號(hào)與天宮二號(hào)分離，航天員乘返回艙返回地球，天宮二號(hào)繼續(xù)在軌飛行，進(jìn)行相關(guān)無(wú)人試驗(yàn)。

預(yù)計(jì)在2017年4月，天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船發(fā)射入軌后經(jīng)變軌與天宮二號(hào)交會(huì)對(duì)接構(gòu)成組合體，進(jìn)行推進(jìn)劑補(bǔ)加試驗(yàn)等。天舟一號(hào)完成組合體停靠任務(wù)與天宮二號(hào)分離，開(kāi)展搭載載荷試驗(yàn)。天宮二號(hào)繼續(xù)在軌飛行，開(kāi)展空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)與技術(shù)試驗(yàn)。

精心裝修打造“溫馨之家”，環(huán)保監(jiān)測(cè)保證生命安全

與天宮一號(hào) 的“簡(jiǎn)裝”不同，天宮二號(hào)進(jìn)行了精裝修，打造了一個(gè)航天員的“溫馨之家”。在天宮二號(hào)上首次使用可展開(kāi)的多功能小平臺(tái)，航天員可以在上面寫(xiě)字、吃飯、做科學(xué)實(shí)驗(yàn)，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(gè)坑”的感覺(jué)；艙內(nèi)燈光采用米黃色色調(diào)，亮度可手動(dòng)調(diào)節(jié)，并為每個(gè)航天員安裝了床前燈。在多個(gè)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(wú)線藍(lán)牙耳麥等設(shè)計(jì)來(lái)解放航天員的雙手；在鍛煉器材方面，除了有動(dòng)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(tái)）。多功能小平臺(tái)和跑臺(tái)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(jì)，墻壁是米白色，底部是深灰色，工作臺(tái)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(wú)毒的航天漆，還專門研制了環(huán)控監(jiān)測(cè)裝置，可同時(shí)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(cè)，一旦有害物質(zhì)含量超過(guò)預(yù)警值時(shí)，就會(huì)立即報(bào)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(yàn)證技術(shù)，釋放伴飛衛(wèi)星拍攝“寫(xiě)真”

由于天宮二號(hào)設(shè)計(jì)壽命為2年，是一種長(zhǎng)期在低軌道運(yùn)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(zhǎng)壽命工作是一項(xiàng)技術(shù)難關(guān)。為了后續(xù)空間站的建設(shè)，神舟十一號(hào)與天宮二號(hào)交會(huì)對(duì)接后還將安排在軌維修技術(shù)驗(yàn)證和機(jī)械臂維修操作驗(yàn)證系統(tǒng)，以滿足對(duì)空間站的維修體系進(jìn)行全面驗(yàn)證的需求。值得一提的是，天宮二號(hào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)為模塊化，所以出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)可快速更換和在軌維修，在我國(guó)航天器上首次采用了“插拔式”的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，只需用幾分鐘就能完成一次維修更換。

天宮二號(hào)還將在軌釋放所攜帶的伴隨小衛(wèi)星，然后與天宮二號(hào)伴飛。它將為天宮二號(hào)與神舟十一號(hào)交會(huì)對(duì)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(guó)神舟七號(hào)釋放的伴隨衛(wèi)星相機(jī)為130萬(wàn)像素，而天宮二號(hào)伴隨衛(wèi)星使用2500萬(wàn)像素全畫(huà)幅相機(jī)，在分辨率和精細(xì)度上實(shí)現(xiàn)了新升級(jí)。

搭載冷原子鐘探索前沿，三項(xiàng)中學(xué)生實(shí)驗(yàn)進(jìn)行科普

神舟十一號(hào)與天宮二號(hào)完成交會(huì)對(duì)接后，即將在天宮二號(hào)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)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(tái)冷原子鐘進(jìn)入太空。這臺(tái)空間冷原子鐘是目前在空間運(yùn)行精度最高的，約3000萬(wàn)年才會(huì)產(chǎn)生1秒的誤差。其上的γ射線暴偏振探測(cè)儀將探測(cè)研究遙遠(yuǎn)宇宙中突然發(fā)生的γ射線暴現(xiàn)象和太陽(yáng)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(hào)上還搭載了香港中學(xué)生太空科技設(shè)計(jì)大賽獲獎(jiǎng)的雙擺實(shí)驗(yàn)裝置、薄膜成型實(shí)驗(yàn)裝置、太空養(yǎng)蠶實(shí)驗(yàn)裝置3個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，用于開(kāi)展航天科普活動(dòng)。

發(fā)射天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船與天宮二號(hào)對(duì)接后，我國(guó)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(jì)2018年開(kāi)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(gè)實(shí)驗(yàn)艙與之對(duì)接，在2022年建成長(zhǎng)期載人的大型空間站。

人類在漫長(zhǎng)的社會(huì)進(jìn)步中不斷擴(kuò)展自身的生存空間，人類活動(dòng)范圍的每一次擴(kuò)展都會(huì)實(shí)現(xiàn)偉大的飛躍。隨著我國(guó)載人空間站工程啟動(dòng)實(shí)施，我國(guó)將為和平利用和開(kāi)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)。