实现中国空间站梦：从天宫二号到长期有人驻留时代

进入太空的珍稀种子

2011年9月29日21时16分03秒，中国“天宫一号”目标飞行器被成功发射到太空。“天宫一号”受国人关注的地方，除了要完成与不同的“神舟”飞船的对接之外，还有就是它里面搭载了四种我国独有的、非常珍稀的植物的种子：大树杜鹃、望天树、普陀鹅耳枥和珙桐。这四种植物都是非常珍贵而且富有特色的，可以称得上世界闻名！

大树杜鹃是我国云南省特有的植物，我国有三大著名自然野生名花，分别是杜鹃花、报春花和龙胆花，而大树杜鹃是杜鹃里最特殊的一种，其他杜鹃基本都很低矮，大树杜鹃却可以长到20米以上，是杜鹃里的巨人。

望天树顾名思义就是站在树上可以仰望苍穹，是特别高大的树木，一般可以长到60多米，树木的直径达到1米左右，最粗的可达3米。外国植物学家曾断定中国不会有热带雨林，而望天树的发现打破了他们的论断。

大树杜鹃和望天树都是非常珍稀的树木，但和普陀鹅耳枥比起来就差远了，因为野生的这种树全世界就只剩一棵了，位于普陀山上，被称为“地球独子”。

珙桐则是这几种植物里名气最大的一个，因为树上开满花时，好似无数鸽子落在树上展翅欲飞，所以也被称为“中国鸽子树”，它是1000多万年前冰川期遗留下来的古老孑遗植物。

搭载种子进入太空，是为了利用太空的特殊环境，令种子产生变异，使它们可能更加适宜存活和繁衍。宇宙里有丰富的射线，种子受到射线的刺激，基因可能会发生一些突变，利用这些突变，有希望培育出更优秀的植物。而太空育种的行为，也向我们揭示了“天宫一号”的另一重身份—微型空间实验室。

航天发展的关键一步

我们国家把航天发展战略分为“三步走”：第一步是载人飞船阶段，要做到发射载人飞船，建成初步配套的试验性载人飞船工程，开展空间应用实验。我们国家在成功发射“神舟五号”和“神舟六号”后，已经完成了这一步。第二步是空间实验室阶段，要做到突破航天员出舱活动技术、空间飞行器的交会对接技术，发射空间实验室，解决有一定规模的、短期有人照料的空间应用问题。2011年，“天宫一号”发射成功，并与“神舟八号”、“神舟九号”和“神舟十号”先后成功交会对接。2016年，“神舟十一号”与“天宫二号”成功对接，航天员景海鹏、陈冬在天宫—神舟组合体内生活30天，实现了在空间站内的中期驻留，到此时，第二步也完成了。第三步，那就是在太空建成空间站，解决有较大规模的、长期有人照料的空间应用问题。2021年“神舟十二号”和“神舟十三号”完成与空间站组合的成功对接。其中“神舟十三号”飞行乘组翟志刚、王亚萍、叶光富将在轨驻留长达6个月时间。这充分证明了独立自主的中国空间站研发能力和应用解决问题的能力。

之前，我们介绍了“神舟”系列飞船的发展，也提及了“神舟八号”到“神舟十三号”与“天宫一号”“天宫二号”的对接，那么“天宫一号”和“天宫二号”有什么特殊之处吗？

我们国家把“天宫一号”称为目标飞行器，那么什么是目标飞行器呢？因为“天宫一号”是交会对接试验中的被动目标，因此称为目标飞行器。“天宫一号”是中国空间站的起点，标志着中国已经拥有建立初步空间站，即短期无人照料的空间站的能力。

“天宫一号”其实是空间实验室的雏形，其主体是短粗的圆柱形，直径比“神舟”飞船更大，前后各有一个对接口。采用两舱构型，分别为实验舱和资源舱，实验舱前端安装有一个对接结构，以及交会对接测量和通信设备，用于支持与飞船实现交会对接。资源舱为轨道机动提供动力，为飞行提供能源。(www.xing528.com)

2013年6月，“神舟十号”飞船返回地球后，“天宫一号”就已经完成了主要使命，但此后继续超期服役。人们利用“天宫一号”开展了大量实验和宇宙观测，为之后的空间站建设运营和载人航天成果的应用推广积累了经验。2018年4月2日8时15分，已经彻底完成使命的“天宫一号”目标飞行器在地面的操控下再入大气层，再入落区位于南太平洋中部区域，绝大部分器件在再入大气层的过程中，因与大气层发生剧烈摩擦而销毁，少量剩余部件落入太平洋，没有造成地面损失。

“天宫二号”空间实验室，不同于“天宫一号”只是试验性质的尝试，是中国第一个真正意义上的空间实验室，用于进一步验证空间交会对接技术及进行一系列空间试验。

“天宫二号”于2016年9月15日22时04分09秒在酒泉卫星发射中心发射成功。2016年10月19日3时31分，“神舟十一号”飞船与“天宫二号”自动交会对接成功。2016年10月23日早晨7点31分，“天宫二号”的伴随卫星从“天宫二号”上成功释放，成功发送了“天宫二号”的照片回地球。

“天宫二号”较大的改进是装备更豪华、装载量提高、内部环境更好。“天宫二号”的系统设计是模块化的，如果一些部件出现问题，可以快速更换和在轨维修。其中一个新安装的设备是机械臂，用于开展舱外搬运和维修，这也是当今世界非常先进的技术。有了“天宫二号”的各种创新与获得的科研成果，离中国发射真正的太空空间站的日子也就越来越近了。

中国最终要建设的基本型空间站的规模将不会超过目前的国际空间站。基本型空间站大致包括1个核心舱、1架货运飞船、1架载人飞船和2个拥有空间实验等功能的其他舱，总重量应该控制在100吨以下。其中的核心舱需要长期有人驻守，能与各种实验舱、载人飞船和货运飞船对接。我国在2021年发射空间站核心舱，并且开启中国空间站长期有人驻留时代。

高精尖的实验项目

“天宫二号”担负的各类实验项目达到了史无前例的14项，这些项目大多涉及当前世界最前沿的科学探索领域。

“天宫二号”将搭载全球第一台冷原子钟进入太空，并进行相关实验。利用太空的微重力条件，这台冷原子钟的稳定度将高达10的负16次方，能够将航天器自主守时精度提高2个数量级，可以大幅提高北斗卫星定位系统的导航精度。

试验从太空分发量子密钥。密钥分发是实现“无条件”安全的量子通信的关键步骤。为我国量子通信卫星的发射和成功发挥作用，还为“京沪干线”大尺度光纤量子通信骨干网的建成奠定了基础，这样我国就拥有了天地一体化的量子通信网络的雏形。

“天宫二号”还将搭载中国科学院、瑞士保罗·谢尔研究所、瑞士日内瓦大学联合研制的伽马暴探测设备。该套设备可以测量宇宙当中的伽马暴射线和散射状态，理解宇宙极端物理现象及其规律，从而研究宇宙的结构、起源、演化等问题。