天宫二号空间实验室是继天宫一号后中国自主研发的第二个空间实验室,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。 天宫二号主要开展地球观测和空间地球系统科学、空间应用新技术、空间技术和航天医学等领域的应用和试验。天宫二号空间实验室于2016年9月15日22时04分成功发射,之后开展在轨测试并建立自主运行模式,做好迎接神舟十一号载人飞船访问的准备。2016年10月19日3时31分,神舟十一号载人飞船与天宫二号空间实验室成功实现自动交会对接。这是天宫二号自9月15日发射入轨以来,与神舟飞船开展的首次交会对接。在神舟十一号与天宫二号成功实现自动交会对接后,2016年10月19日6时32分,航天员景海鹏、陈冬先后进入天宫二号空间实验室。

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    1背景情况

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    中国已经在2011成功发射了“天宫一号”目标飞行器。“天宫一号”实际上是空间实验室的实验版,采用两舱构型,分别为实验舱和资源舱。之后又成功发射了发射“神舟八号”、“神舟九号”、“神舟十号”飞船,与“天宫一号”顺利完成了无人及载人对接试验。按计划,中国再陆续发射“天宫二号”、“天宫三号”两个空间实验室。

    “天宫一号”是空间实验室的特例,主要为了完成交会对接任务,而“天宫二号”则完全是小型空间实验室,科学家、航天员们将在里面展开各种工作和试验,“天宫二号”技术方案已经完善,可以解决一定规模、短期有人照料的空间应用问题。将来随着空间实验室体积的增大、可靠性的提高,将逐步发展成为空间站的核心舱或者实验舱,增加太空实验的项目和种类,为建成空间站奠定基础。

    2发射时间

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    天宫二号空间实验室于2016年9月15日22时04分成功发射

    3发射地点

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    酒泉卫星发射中心

    4三大任务

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    天宫二号上将开展地球观测和空间地球系统科学、空间应用新技术、空间技术和航天医学等领域的应用和试验,是中国第一个真正意义上的空间实验室,发射时释放伴飞小卫星,将有飞船与之对接。

    201610月与神舟十一号载人飞船交会对接,将搭载两名男宇航员在轨驻留30天,以进一步验证航天员在轨驻留能力。

    2017年上半年,与天舟一号货运飞船对接,进行推进剂在轨补加。因为后续建造长期在轨飞行的永久性空间站,推进剂会不断消耗,天空二号必须要实验突破补加技术。

    ■开展航天医学、空间科学实验和空间应用技术,以及在轨维修和空间站技术验证等试验。

    5科普工作

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    天宫一号飞行任务期间,航天员王亚平曾为全国的中小学生进行了一场生动的太空授课,让国人印象深刻,倍感振奋。天宫二号任务期间,有无类似的科普活动呢?

    中国载人航天工程新闻发言人武平表示,结合载人航天飞行,开展科普活动,传播科学知识,本身也是载人航天工程的一项主要任务。天宫二号飞行任务期间,将继续开展科普工作,其中包括香港中学生的三个实验项目。

    2016914日,武平在天宫二号空间实验室飞行任务新闻发布会上介绍,这3个实验项目是香港中学生太空科技设计大赛获奖的作品,分别是太空养蚕、“双摆实验”,以及“水膜反应”。

    “这几项实验将有助于中小学生认识了解微重力环境中事物的状态变化。”武平介绍说,任务期间还将安排航天员拍摄在轨试验的视频图片,积累相关数据资料,传回地面,为后续开展科学普及工作提供鲜活素材。

    6与天宫一号区别

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    天宫二号采用实验舱和资源舱两舱构型,全长10.4米,最大直径3.35米,太阳翼展宽约18.4米,重8.6吨,设计在轨寿命2年。

    “天宫二号虽是天宫一号目标飞行器的备份产品,但与天宫一号的使命任务有所不同。”中国载人航天工程新闻发言人武平介绍说,相比而言,天宫一号主要是配合神舟飞船完成交会对接试验。而天宫二号是我国第一个真正意义上的太空实验室,标志着载人航天进入应用发展新阶段。

    据了解,天宫二号与天宫一号在外观上基本一样,但天宫二号进行了改造,增添了新的设备,实现了新的功能,具备支持2名航天员在轨工作、生活30天的能力。

    一是装载空间应用载荷以及航天医学实验设备,将开展多项空间科学试验活动;

    二是对推进分系统管路进行适应性改造,增加配置压气机等设备,用于同货运飞船配合完成推进剂补加技术验证;

    三是对载人宜居环境进行了优化设计,改善了就餐和睡眠环境,增加了锻炼设备和娱乐设施,可以使航天员30天的天宫生活更加舒适、更加便利、更加丰富多彩;

    四是搭建了由机、电、液等部件组成的液体回路验证系统,以及机械臂操作试验终端等,开展在轨维修试验,将为后续空间站在轨维修设计积累经验。

    7发射意义

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    发射天宫二号是全面完成空间实验室阶段任务的关键之战,将为后续空间站建造和运营奠定坚实基础、积累宝贵经验,具有十分重要的意义。“天宫二号空间实验室在飞行任务中的主角地位作用更加突出,这也标志着载人航天进入应用发展新阶段。”武平说。

    8发射成功

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    天宫二号中秋之夜赴太空 - 中国大步迈向空间站时代

    新华社酒泉报道,20169152204分,我国第一个真正意义上的太空实验室——天宫二号,在长征二号FT2运载火箭的托举下奔赴太空。

    明月清辉,西北戈壁的中秋,夜色宜人。乳白色的长征二号FT2运载火箭依偎着湖蓝色的发射塔架,静静等待又一个激动人心时刻的来临。

    这是中国载人航天工程实施以来长征二号F运载火箭的第12次飞行。

    1999年神舟一号发射以来,中国航天人一步步向空间站时代迈进。2020年左右建成空间站,是中国载人航天工程启动时便定下的目标。

    30分钟准备!”零号指挥员王洪志的声音在酒泉卫星发射中心载人航天发射场上空响起。

    王洪志是中国载人航天工程发射场系统的第5位零号指挥员。5年前的那个秋天,正是在他前任的口令声中,天宫一号开启了太空之旅。

    天宫二号是天宫一号的备份产品,同样采用实验舱和资源舱两舱构型,全长10.4米,最大直径3.35米,太阳翼展宽约18.4米,重8.6吨。

    “天宫二号与天宫一号的使命任务有所不同。”中国载人航天工程办公室副主任武平说,“天宫二号是我国第一个真正意义上的太空实验室。”

    天宫二号的任务包括接受神舟十一号载人飞船的访问,完成航天员中期驻留;接受天舟一号货运飞船的访问,考核验证推进剂在轨补加技术;开展航天医学、空间科学实验和空间应用技术,以及在轨维修和空间站技术验证等试验。

    “发射天宫二号,很重要的一点就是为中国空间站的建造进行关键技术验证。”中国载人航天工程总设计师周建平说。

    皓月长空,星光点点。发射场又一次响起王洪志的声音:“54321,点火!”

    2204分,长征二号FT2火箭喷涌着橘红色的尾焰徐徐上升,给这个月圆之夜,增添了一道迷人的靓色。

    2224分,中国载人航天工程总指挥张又侠宣布:天宫二号空间实验室飞行任务发射成功。

    按照计划,天宫二号将在距地面393公里的轨道高度,分别与神舟十一号载人飞船和天舟一号货运飞船交会对接。神舟十一号将于10月中旬发射,天舟一号则在2017年上半年升空。

    “这与中国未来空间站的轨道高度基本相同。”武平说。此前的载人飞行和交会对接任务,都是在距地面343公里的轨道高度上展开的。

    天宫二号发射是载人航天工程空间实验室阶段任务的核心任务之一。”周建平说,“空间实验室任务完成后,我国将开始建造中国空间站。

    2016年的中秋之夜,中国向空间站时代大步迈进……

    9“三步走”规划

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    天宫一号发射成功,标志着我国已经拥有建设初步空间站,即短期有人照料的空间站的能力。之后,再陆续发射“天宫二号”、“天宫三号”两个空间实验室。按照规划,我国真正意义上的载人空间站将在2020年前后建成。

    中国工程院院士、原“神舟”号飞船总设计师戚发轫曾透露,在中国的载人航天“三步走”计划中,我国最终要建设的是一个基本型空间站,它的规模不会超过国际空间站。基本型空间站大致包括一个核心舱、一架货运飞船、一架载人飞船和两个用于实验等功能的其他舱,总重量在100吨以下。其中的核心舱需长期有人驻守,能与各种实验舱、载人飞船和货运飞船对接。具备了20吨以上运载能力的火箭,才有资格发射核心舱。

    为此,我国在海南文昌新建继酒泉、太原、西昌之后的第四个航天发射场,主要承担地球同步轨道卫星、大质量极轨卫星、大吨位空间站和深空探测卫星等航天器的发射任务。

    全国政协委员、空间技术专家戚发轫在接受采访时表示,中国计划在2020年之前初步完成空间站建设,预计空间站届时将在中国新建的海南航天发射场发射。

    戚发轫介绍说,早在1992年,中国就确立了以建立空间站为目标的航天计划。这一计划分三步,第一步是载人飞船阶段,目标是能够把宇航员送到太空,正常运行若干天,并成功返回。

    第二步是空间实验室阶段。在这个阶段要解决组装、交互对接、补给以及循环利用等四大技术。这些技术关系到空间站的组装、宇航员在空间站的生存等关键问题。天宫一号就是中国在第二步计划中为了解决交互对接问题而发射的一个目标飞行器。天宫一号被运往太空之后,通过对接可以被改造成一个短期有人照料的空间实验室。

    戚发轫说,对接技术成熟之后,就可以发射真正的空间实验室——天宫二号。天宫二号将完成再生式循环系统、有效载荷和应用系统的实验以及其他一些科研项目。经过空间实验室阶段,第三步就是建立空间站。

    戚发轫说,空间站可以允许若干个宇航员同时长期驻守太空,吨位可重达20吨。发射这样重的物体需要使用重型火箭,由于使用的火箭直径较大,无法通过铁路运输,所以用海路运往海南航天发射中心发射。同时,海南航天发射场靠近赤道,有利于增强火箭的运载能力。

    10发射过程

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    太空探索者协会第27届年会2014年9月10日上午开幕,中方大会主席杨利伟透露:2016年我国将发射"天宫二号"空间实验室,并发射神舟11号载人飞船和"天舟一号"货运飞船,与"天宫二号"交会对接。中方第一批航天员将退役,中国将进行新的航天员选拔,其中包括女航天员。

    新闻发布

    2016228日,中国载人航天工程新闻发言人表示,我国将于2016年中至2017年上半年间,组织实施载人航天工程空间实验室任务。

    空间实验室任务是我国载人航天“三步走”发展战略的重要组成,标志我国载人航天进入应用发展新阶段,承前启后,意义重大。

    飞行期间,将验证货物运输和推进剂在轨补加,以及航天员中期驻留等空间站建造与运营的关键技术,开展较大规模的空间科学和应用试验。

    为实现上述任务目标,我国载人航天工程新研制了天宫二号空间实验室、长征七号运载火箭和货运飞船,新建了海南文昌航天发射场,需要组织实施4次发射飞行任务。

    目前,空间实验室任务各项准备工作正按计划抓紧开展。其中,将由2名航天员组成神舟十一号飞行任务乘组,航天员正在进行任务训练;天宫二号空间实验室和神舟十一号载人飞船,以及配套的2枚长征二号F运载火箭,正在进行总装测试;全新研制的长征七号运载火箭,正在进行总装;货运飞船已经基本完成研制工作,正在进行第一艘货运飞船——天舟一号的总装测试;各类空间试验载荷,已完成产品生产和相关准备;文昌发射场、酒泉发射场、测控通信系统和着陆场系统,正按计划进行任务准备工作。

    按计划将于2016年第三季度,择机发射天宫二号空间实验室;2016年第四季度,发射神舟十一号飞船,搭乘2名航天员,与天宫二号对接,进行人在太空中期驻留试验;在此之前,还将在文昌发射场进行长征七号运载火箭首飞试验,通过考核后将于2017年上半年,用长征七号运载火箭发射天舟一号货运飞船,与天宫二号对接,开展推进剂补加等相关试验。

    这位发言人还表示,曾执行我国空间交会对接任务的天宫一号目标飞行器已在轨运行四年半,目前运行状态良好、各类装载设备功能正常,具备继续在轨工作条件;在全面推进空间实验室任务准备工作的同时,我国空间站研制工作进展顺利,将于2020年前后完成中国空间站建造任务。

    空间站建设

    此前,中国载人航天工程总设计师周建平在接受采访时介绍,天宫二号是在天宫一号目标飞行器备份的基础上,根据天宫二号的任务需要改装研制而成。天宫二号的发射准备工作进展顺利,它将用于验证空间站的技术,也将接受航天员的访问。

    中国空间站构想示意图中国空间站构想示意图

    天宫二号入轨并完成在轨测试后,将与之后发射的神舟十一号飞船完成交会对接。航天员在天宫二号上生活的时间将比在神舟九号、神舟十号生活的时间更长。

    在天宫二号发射之前,中国将在海南发射场发射新研制的长征七号运载火箭试验箭。长征七号是我国采用液氧煤油发动机为动力的新一代中型运载火箭,在天宫二号发射后,长征七号运载火箭将被用于发射天舟货运飞船。

    长征七号是中国新型运载火箭,天舟货运飞船也是全新的飞行器。先发射长征七号的试验箭是为了验证长征七号运载火箭设计方案的正确性以及功能、性能的稳定性等。天舟货运飞船的任务是向空间站运送推进剂、航天员生活用品、食品和其他消耗品,以及在空间站上开展科学研究所需的仪器、设备、样品、器材等。

    周建平介绍,我国将本着把空间站建成国家太空实验室的目标,系统规划建设,为科学家提供更好的空间科学研究和技术试验平台。此外,我国空间站的初步规模,将包括一个核心舱、两个实验舱,每个约重20多吨。建成后将会有航天员长期在轨生活和工作。

    我国空间站的运行,将充分考虑“经济性”,控制、生保、电源、信息等都将采用当代技术,保证空间站可靠、高效运行。

    为了保障航天员长期在轨健康生活和高效工作,确保大规模、长期有人照料空间站的正常运行,航天工作者将加强关键技术攻关和技术准备。

    在空间站应用方面,还将面向空间科学研究和应用亟待解决的问题安排重大项目,致力于在空间科学研究和空间资源开发利用方面取得重大成果,包括研制货运系统、突破和掌握航天员长期驻留技术、再生式生命保障及推进剂补加等空间站关键技术,开展一定规模的空间应用等。

    11与神州十一号飞船对接

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    2016年10月19日3时31分,神舟十一号载人飞船与天宫二号空间实验室成功实现自动交会对接。这是天宫二号自9月15日发射入轨以来,与神舟飞船开展的首次交会对接。

    在科技人员精确控制下,神舟十一号载人飞船经过多次变轨,于19日1时11分转入自主控制状态,以自主导引控制方式向天宫二号逐步靠近。

    经北京航天飞行控制中心就对接准备状态进行最终确认,神舟十一号开始向天宫二号缓缓靠拢。3时24分,神舟十一号与天宫二号对接环接触,在按程序顺利完成一系列技术动作后,对接机构锁紧,两个飞行器建立刚性连接,形成组合体。

    自动交会对接实施期间,航天员景海鹏、陈冬在神舟十一号飞船返回舱值守,密切监视着飞船仪表盘上的各类数据和对接过程,认真执行各种指令发送操作,并通过天地通信系统,迅速准确地向地面报告交会对接实施情况。

    在神舟十一号与天宫二号成功实现自动交会对接后,2016年10月19日6时32分,航天员景海鹏、陈冬先后进入天宫二号空间实验室。

    在向地面报告对接完成后,根据地面口令,两名航天员解开束缚带,从座椅上缓缓起身,依次打开返回舱舱门平衡阀和返回舱舱门,进入轨道舱。他们在轨道舱脱下舱内压力服,换上蓝色工作服。

    完成各项准备后,景海鹏成功开启天宫二号空间实验室实验舱舱门。随后,他们以漂浮姿态依次进入天宫二号实验舱。

    据了解,他们将在舱内按计划开展相关空间科学实验和技术试验。

    12天宫三号

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    2016317日,参考消息网报道,外媒称,中国计划建造一套性能将超过“哈勃”望远镜的新型太空望远镜。“哈勃”望远镜以天文学家埃德温·哈勃的名字命名。它并不是首套太空望远镜,但却是最大的太空望远镜之一。1990年,美国航天局的“哈勃”望远镜发射升空。

    “天宫三号”效果图“天宫三号”效果图

    英国《每日邮报》网站315日援引中国媒体的报道称,这套新型望远镜将与“哈勃”类似,但视场将是“哈勃”的300倍。预计该望远镜将在10年间以不低于“哈勃”的精度拍摄到40%的宇宙空间。这套尚未命名的新型望远镜将具有与中国“天宫”空间站交会对接的能力。

    报道称,这意味着该望远镜将不会面临“哈勃”太空望远镜遇到的那种问题。每当“哈勃”需要维修或维护时,美国需要发射航天飞机飞往那里。“天宫三号”的两条长49英尺(合15米)的机械臂将在维护该太空望远镜方面发挥作用。将空间站作为卫星(如中国计划建造的太空望远镜)的永久性支援基地的想法以前从未付诸实施。

    报道称,该望远镜的视场将会很大,以捕捉精度更高的图像,并寻找暗物质、暗能量和系外行星。这套新型望远镜的发射日期尚未公布,但何时发射必须以“天宫三号”空间站发射时间为考虑因素。预计“天宫三号”要到本世纪20年代的某个时候才会发射升空,所以预计该太空望远镜的发射时间将在此之后。


    参考资料

    [添加]
    [1].中国将在2016年发射“天宫二号”
    [2].中国搜索:中国航空计划披露 天宫二号和神舟十一号下半年发射
    [3].中国搜索报刊:天宫二号 2016年秋天升空
    [4].参考消息网:外媒 中国将建新型太空望远镜 视野范围是哈勃300倍
    [5].天宫二号首次全区合练 最快明日发射
    [6].中国搜索:中秋之夜天宫二号奔太空:发射时间为什么这么精确?
    [7].新华社:香港中学生三项实验项目将在天宫二号开展
    [8].新华社:天宫二号发射成功!“天宫”到底是座什么“宫”?
    [9].新华社:揭秘我国首个空间实验室将做哪些“高大上”的太空实验?

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    • 更新时间:2016-10-19
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