“天宮二號”分為實(shí)驗(yàn)艙和資源艙兩個艙段,利用其實(shí)驗(yàn)室平臺的支持能力,,空間應(yīng)用系統(tǒng)安排了一批體現(xiàn)科學(xué)前沿和戰(zhàn)略高技術(shù)發(fā)展方向的科學(xué)與應(yīng)用任務(wù),。
主要涉及微重力基礎(chǔ)物理、微重力流體物理,、空間材料科學(xué),、空間生命科學(xué)、空間天文探測,、空間環(huán)境監(jiān)測,、對地觀測及地球科學(xué)研究應(yīng)用以及應(yīng)用新技術(shù)試驗(yàn)等八個領(lǐng)域。
具體包括空間冷原子鐘實(shí)驗(yàn),、綜合材料制備實(shí)驗(yàn),、高等植物培養(yǎng)實(shí)驗(yàn),,伽瑪暴偏振探測等空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)與探測項目,;寬波段成像光譜儀,空地量子密鑰分配試驗(yàn),、伴隨衛(wèi)星飛行試驗(yàn)等應(yīng)用和新技術(shù)試驗(yàn)項目等,,共計14項。除了伽瑪暴偏振探測是與國外科學(xué)家合作聯(lián)合研究外,,其余13項科學(xué)實(shí)驗(yàn)將全部由我國科學(xué)家自主完成,。
航天員搭乘神舟十一號飛船與天宮二號對接后,也將會直接參與操作其中的兩項實(shí)驗(yàn),,分別是綜合材料制備實(shí)驗(yàn)和高等植物培養(yǎng)實(shí)驗(yàn),。中科院空間應(yīng)用中心有效載荷運(yùn)控中心主任郭麗麗介紹,,天宮二號也是未來空間站的一個雛形,它是真正意義上一個空間實(shí)驗(yàn)室,。為充分利用這個實(shí)驗(yàn)室的資源,,安排了比較豐富的科學(xué)應(yīng)用項目。
空間冷原子鐘
有望實(shí)現(xiàn)3千萬年誤差一秒
天宮二號空間實(shí)驗(yàn)室將開展的實(shí)驗(yàn)中,,包括了空間科學(xué)物理領(lǐng)域重點(diǎn)項目空間冷原子鐘實(shí)驗(yàn),,有望實(shí)現(xiàn)3千萬年誤差一秒的超高精度,對衛(wèi)星定位導(dǎo)航等生產(chǎn)生活及引力波探測等空間科學(xué)研究將產(chǎn)生重大影響,??臻g冷原子鐘可以將航天器自主守時精度提高兩個數(shù)量級,大幅提高導(dǎo)航定位精度,。
這個“長相”與我們?nèi)粘K玫溺姳硗耆煌暮谏珗A柱體,,也是人類歷史上第一臺空間冷原子鐘。據(jù)介紹,,日晷,、水鐘、沙漏等計時裝置,,其誤差為一天15分鐘,。此后發(fā)明的機(jī)械鐘表,一年誤差約1秒,。原子鐘出現(xiàn)后,,人類計時的精度以幾乎每十年提高一個數(shù)量級的速度飛速發(fā)展。
將冷原子鐘放置在太空,,對其他衛(wèi)星上的原子鐘進(jìn)行時頻傳遞和校準(zhǔn),,相比從地面向太空發(fā)射時間信號,由于避免了大氣和電離層的種種干擾誤差會更小,。這一技術(shù)應(yīng)用到全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中,,其精度將大幅度提升。
高等植物培養(yǎng)
太空“溫室”種植水稻擬南芥
人類生存的食物和能量來源絕大部分都由植物提供,,如何在太空中種植物,,成為人類長期在太空居住所必須解決的問題。在即將發(fā)射升空的“天宮二號”實(shí)驗(yàn)室內(nèi),,高等植物培養(yǎng)也是眾多科學(xué)任務(wù)中唯一的生命科學(xué)實(shí)驗(yàn),。
現(xiàn)實(shí)情況下,在微重力的太空種植植物更加困難,。此次“天宮二號”所搭載的高等植物培養(yǎng)裝置,,就將在微重力的環(huán)境下搭建起一個溫度舒適、光照可控的迷你“溫室”,。在這個溫室內(nèi),,所種植的是糧食作物的典型代表水稻和綠葉植物的典型代表擬南芥,。
中科院上海生科院植物生理生態(tài)研究所研究員鄭慧瓊表示,以前沒有做過從種子到種子整個周期的生長實(shí)驗(yàn),,天宮二號是我國第一次在空間進(jìn)行種子到種子的實(shí)驗(yàn),。
鄭慧瓊表示,這次從空間帶回來的種子要進(jìn)行分析,,看看種子里面的成分有沒有發(fā)生改變,,改變的原因是什么。
為獲得植物太空發(fā)育全過程的圖像,,培養(yǎng)箱內(nèi)還安裝了三部相機(jī),,其中兩部為可見光相機(jī),另一部則為具有特殊功能的熒光相機(jī),,用來研究綠色熒光蛋白標(biāo)記的開花基因,。
“植物開花與重力的關(guān)系,是這次空間實(shí)驗(yàn)我們要重點(diǎn)考察和研究的內(nèi)容,?!编嵒郗傉f。