15日发射成功的“天宫二号”成为万众瞩目的焦点。“天宫二号”为什么要上天?带了什么上天?上天要干嘛?……一起揭开“天宫二号”的神秘面纱。
“天宫二号”是怎么上天的?
“ 天宫二号”空间实验室采用实验舱和资源舱两舱构型，全长10.4米，舱体最大直径3.35米，起飞质量8.6吨，设计在轨寿命2年。“天宫二号”由长征二号F T2火箭在酒泉卫星发射中心发射。
准备转场中的长征火箭。(图片来源：中国运载火箭技术研究院、中国航天科技集团第五研究院)
“天宫二号”空间实验室，起飞后约10分钟器箭分离，进入近地点200公里、远地点350公里的初始轨道，之后变轨进入高度约393公里的轨道，进行在轨测试。
10月中旬，神舟十一号载人飞船也在这里发射，入轨后经变轨调相，与“天宫二号”在高度为393公里的近圆对接轨道交会对接构成组合体，航天员进入“天宫二号”，开展空间科学实验和技术试验。组合体运行第30天，神舟十一号与“天宫二号”分离，航天员乘返回舱返回四子王旗主着陆场。“天宫二号”继续在轨飞行。
准备转场中的长征火箭。(图片来源：中国运载火箭技术研究院、中国航天科技集团第五研究院)
天舟一号货运飞船在文昌发射场发射，入轨后经变轨调相，与“天宫二号”交会对接构成组合体，进行推进剂补加试验等。天舟一号完成组合体停靠任务后与“天宫二号”分离，开展搭载载荷试验。“天宫二号”继续在轨飞行，开展空间科学实验与技术试验。
天宫二号模拟图。(图片来源：中国科学院空间应用工程与技术中心)
“天宫二号”有啥任务?
据中国载人航天工程新闻发言人武平介绍，发射天宫二号空间实验室，主要目的是接受神舟十一号载人飞船的访问，完成航天员中期驻留，考核面向长期飞行的乘员生活、健康和工作保障等相关技术;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。
宇航员在“天宫二号”内的模拟图。(图片来源：中国科学院空间应用工程与技术中心)
那么，它与“天宫一号”是什么关系?“天宫一号”主要是作为目标飞行器，完成了自主和手控交会对接任务。天宫二号是我国载人航天工程二步二阶段的首发飞行器，作为一个真正意义上的空间实验室，它将与神舟十一号载人飞船和天舟一号货运飞船交会对接，并开展航天人员中期驻留、在轨维修技术试验、推进剂在轨补加等高大上的任务。为建造空间站打好前战，积累关键技术。
同天宫一号与神舟十号载人飞行任务相比，天宫二号与神舟十一号载人飞行任务具有哪些特点?武平介绍，第一，这是最接近未来我国空间站轨道要求的一次载人飞行任务。第二，这是目前我国空间应用项目最多的一次载人飞行任务。第三，这是我国持续时间最长的一次载人飞行任务。
火箭发射模拟图。(图片来源：中国科学院空间应用工程与技术中心)
“天宫二号”里面是什么样子?
不少小伙伴一定好奇，“天宫二号”到底是什么样子的?
中国航天科技集团公司第五研究院“天宫二号”总设计师朱枞鹏说，“天宫二号”空间实验室，是在“天宫一号”目标飞行器的基础上研制的航天器，外形完全相同，但却将承担不同任务。从“天宫二号”任务开始，我国载人航天工程就进入空间应用发展阶段。
“就像过去是在修房子，房子修好后，就需要来用这个房子。”朱枞鹏形象比喻。
既然房子修好了，小伙伴们是不是很想知道这个天上的房子里都有啥?
“天宫二号”在做热试验准备。(图片来源：中国运载火箭技术研究院、中国航天科技集团第五研究院)
据朱枞鹏介绍，“天宫二号”搭载了有效载荷51件，有机械臂、空间冷原子钟、高等植物培养箱、伴随卫星、紫外临边成像光谱仪等。这些载荷涉及微重力基础物理、微重力流体物理、空间材料科学、空间生命科学等10多项空间科学和应用任务。
天宫二号空间实验室搭载的若干科学实验设备。(图片来源：中国科学院空间应用工程与技术中心)
是不是感觉有点懵，没关系，我们挑几个专家为你详细解释。
比如，机械臂。舱内机械臂的灵巧手，跟人的手类似。可以用来做一些简单的维修工作，比如拧螺丝，拆设备。当然，未来的舱外机械臂用途更多，可以为空间站做舱外维修工作。
比如，“天宫二号”高等植物培养箱。培养箱相当于迷你版太空温室，用于培育水稻和拟南芥。通过试验，最终目的是在空间种庄稼，为航天员长期空间生活提供补给。
比如，空间冷原子钟。利用“天空二号”里的微重力条件，这台冷原子钟的稳定度将高达10的负16次方，可以将航天器自主授时精度提高两个数量级，能大幅提高如北斗卫星定位系统的导航精度。
冷原子钟模拟图。(图片来源：中国科学院空间应用工程与技术中心)
再比如……
除了这么多不明觉厉的仪器，“天宫二号”里面还有什么接地气的家具呢?
当然有!“天宫二号”里面为航天员准备了跑步机、健身车、折叠多功能桌、冰箱……
跑步机?健身车?在微重力环境下，人都是漂浮的，怎么能够跑步呢?不用担心，细心的设计人员早就做好了解决方案。
太空跑步机上有一根特殊的橡皮带，航天员站在跑步机上，把橡皮带像背书包一样背在肩上，有弹性的带子会将人勒住，人就不会飘起来，腿部也会感到力量。是不是很有创意?
伴随卫星模拟图。(图片来源：中国科学院空间应用工程与技术中心)
“天宫二号”上的“衣食住行”
不久之后，两名航天员将以地球“来客”的身份造访此前以无人状态来到太空的天宫二号。在接下来的30天里，“天宫二号”如何保障航天员的衣食住行?朱枞鹏对此进行解读。
衣——“天宫二号”为航天员准备了外部绣有祥云图案的睡袋。睡袋的材料采用了特殊材料，具有抗阻燃、防静电、松紧可调、重量轻等特点。此外，天宫二号还为航天员准备了保暖内衣、保暖裤、运动服、运动袜等。考虑到太空工作的特殊需求，这些衣服设计都比较特别，有的衣服装有电缆，有的口袋用于放置辐射测试仪等。
“天宫二号”在做热试验准备。(图片来源：中国运载火箭技术研究院、中国航天科技集团第五研究院)
食——由于航天员会在“天宫二号”发射1个月之后前往，为了保障食物的新鲜，天宫二号没有为航天员提前准备食物，而是由神舟十一号飞船来搭载。不过，天宫二号为航天员准备了可以长时间储藏的饮用水和氧气。并且，饮用水里面添加了负离子，让航天员可以喝到更纯净的水。
住——按照医学指标，“天宫二号”为航天员设置了舒适的环境，温度控制在19到23度，湿度为50%左右。氧气浓度与地面一致。同时，对舱内的有害气体、微生物进行过滤、清除，保证舱内空气清新。此外，“天宫二号”为航天员准备了大小便收集袋，收集袋采用负压技术，能够避免异味散出。
行——“天宫二号”安装了太空锻炼器材，包括特殊的跑步机用于全身锻炼;健身自行车用于锻炼下肢肌肉、以及拉力器用于锻炼肩部和背部肌肉。值得一提的是，为了解决在失重状态下如何跑步的问题，设计人员在跑步机上配备了一根有弹性的橡皮带，当航天员站在跑步机上时，把橡皮带背着肩上，可以防止人在运动过程中漂浮起来。
天宫二号模拟图。(图片来源：中国科学院空间应用工程与技术中心)
激动人心的“太空相见”：比子弹速度快8倍的空中飞行器须安全无误对接
在浩渺的天际划过一条长长的轨道，“天宫二号”和神舟十一号将在距离地球393公里的太空如约相见。
太空中，两个比子弹速度还要快8倍的空中飞行器安全可靠无误差地对接在一起，靠的是什么“秘密武器”?
交会对接模拟图。(图片来源：中国科学院空间应用工程与技术中心)
——“准”：太空之眼
如果说“天宫二号”和神舟十一号的这场“太空之约”是谁牵线搭桥的话，那非微波雷达莫属。几百公里之外，它担当红娘牵起红线，就像是实现两个航天器在外太空交会对接的“眼睛”。
这双“眼睛”曾见证过多场轰动全宇宙的“恋情”，从“天宫一号”与“神八”、到“神九”、“神十”，再到如今的“神十一”，牵引着“天神”在相距几百公里外“相识”，再从“相遇”到“相连”。
这双“眼睛”有多厉害?经它一看，上至北京五环一整圈，下至一张桌子的长度，在如此之大的跨度中，它的测距精确程度可以达到一把尺长，测角精度相当于人眼测试视力时，相邻两行之间的角度，而速度测量的误差基本小于一只蚂蚁的爬行速度。
相比于上一代，这双“眼睛”还有三大升级：体积和重量比原来缩小了一半，功耗减少到原来的三分之二;具备“说话”功能，实现飞船和空间实验室之间的及时对话;披上盔甲，能应对高能粒子的冲击。
两名航天员在天宫二号上的模拟图。(图片来源：中国科学院空间应用工程与技术中心)
——“稳”：精准一牵
两个飞行器在太空中要经过几十万公里的追逐，才能完成最后“穿针引线”般的精准“牵手”，中间任何一点“跑偏”都不行。
这套装置就是载人运输飞船交会对接阶段的专用测量装置，用于测量二者交会对接的沿X轴、Y轴和Z轴方向的平移速度增量，简而言之，就是调整姿势，控制姿势，帮助飞行器在外太空还保持着平稳的“姿态”。
据了解，这套装置已经连续十次助力神舟系列飞船成功完成飞行任务。在本次任务中，它在所有测量加速度的设备中是精度和分辨率最高的，而且在一个单机内，同时拥有了加速度和微重力两个测量功能，但体积、重量和功耗没有显著增加。飞船在整个在轨飞行过程中，加速度的信息采集可全是依靠它来完成。
天宫二号模拟图(图片来源：中国科学院空间应用工程与技术中心)
——“康”：太空家园
这次神舟十一号飞船将乘载两名航天员和“天宫二号”完成对接，并在太空驻留30天，这也将达到我国航天史上最长驻留时间。
这漫长的30天谁来保障航天员的健康?不用担心，在外太空，已经为我们的航天员搭建起一个真实而美丽的太空家园。
由数种产品组成的微型“太空医院”实现了对航天员各项体征的适时“体检”：航天员的心跳、体温是多少?航天员心理状况如何?“电子小护士”会把相关指标发送到地面，由专家适时进行心理干预;航天员的肌肉疲劳，“电子小护士”还能来按摩。
要是我们的航天员在太空上想念家乡美食了怎么办?一个迷你“太空厨房”为航天员呈上热气腾腾的“鱼香肉丝、宫保鸡丁”等中式佳肴。而航天服温控调节装置就像是“太空空调”，确保航天员能舒适地生活在太空骤冷骤热的环境。
我国未来将建成和运营的载人空间站模拟图。(图片来源：中国科学院空间应用工程与技术中心)
——“安”：点亮回家路
太空之旅不像电影和文学中描述的这般浪漫，也是时刻充满危险。
从火箭点火到船箭分离，虽然只有短短几分钟，但这是航天员进入太空的第一步，也是危险性较大的一个环节。好在有逃逸指令接收机这个飞行员的“降落伞”，一旦发生危险，3秒钟内将航天员连人带船“拽”离火箭，到达1.5公里外的安全地点。
在航天员着陆返回阶段，通过一套γ高度控制装置精准探测出返回舱距地面的高度，然后启动反推发动机，使“神十一”落地时的冲击力控制在安全限度内，确保飞船返回舱平稳着陆。
此外，“功勋雷达”回收一号此前圆满完成了“神舟一号”至“神舟十号”的安全回家引导任务。这次它将继续为飞船返回时安全穿越黑障区提供指令，保证航天员安全回家。
