天宮二號將開展十余項空間科學(xué)與應(yīng)用項目,，是載人航天歷次任務(wù)中應(yīng)用項目最多的一次。這些項目看似高冷,，但每項都可能給人們未來的生活帶來巨大影響,。

“太空計時”：空間冷原子鐘

　　3000萬年誤差1秒 提高計量精度

由于高精度空間原子鐘在計量學(xué)、授時,、全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng),、基礎(chǔ)物理等方面都有非常重大的科學(xué)研究和工程應(yīng)用價值,。這次，中科院上海光機所研制的“空間冷原子鐘”搭載“天宮二號”發(fā)射升空,，是國際上首臺在軌運行并開展科學(xué)實驗的“空間冷原子鐘”,，同時也是目前在空間運行的最高精度的原子鐘。

“空間冷原子鐘”將激光冷卻技術(shù)和空間微重力環(huán)境結(jié)合,，有望實現(xiàn)10的負(fù)16次方秒量級的超高精度（約3000萬年誤差1秒）,，將目前人類在太空中的時間計量精度提高1~2個數(shù)量級。

“太空通信”：量子密鑰分配

　　為通信網(wǎng)絡(luò)安全保駕護航

隨著互聯(lián)網(wǎng)的大范圍普及,，各種隱私信息越來越多地暴露在互聯(lián)網(wǎng)上,。今天保護互聯(lián)網(wǎng)信息安全的加密方式稱為“公開密鑰”密碼體系，其原理是通過加密算法,，生成網(wǎng)絡(luò)上傳播的公開密鑰,，以及留在計算機內(nèi)部的私人密鑰，兩個密鑰須配合使用才能實現(xiàn)完整的加密和解密過程,。目前,，互聯(lián)網(wǎng)使用的加密標(biāo)準(zhǔn)是20世紀(jì)70年代誕生的RSA算法。

就在上個月,，我國成功發(fā)射世界上首顆量子通信衛(wèi)星,，這是通信安全的重要里程碑。而這次,，天宮二號攜帶的“量子密鑰分配試驗空間終端”,，目標(biāo)是為實現(xiàn)世界上首個基于載人航天空間平臺的空-地量子密鑰分配演示實驗。為載人航天的空地間量子保密通信,，以及未來的實用化天地一體廣域量子保密通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)打下基礎(chǔ),。

“太空看海”：三維成像微波高度計

　　更準(zhǔn)確了解海洋環(huán)境安全性

天宮二號三維成像微波高度計是國際上第一次實現(xiàn)寬刈幅海面高度測量并能進行三維成像的微波高度計,。它采用小角度,、高精度干涉測量技術(shù)，能精確獲得海面的干涉條紋信息,，進而獲得三維海面形態(tài),，再經(jīng)過復(fù)雜的定標(biāo)最終獲得寬刈幅范圍內(nèi)的海平面高度測量。

為啥要用微波高度計測海,？因為海洋災(zāi)害的發(fā)生,，往往伴隨著海洋環(huán)境的異常變化，例如局部海洋區(qū)域的海面高度和海面溫度的異常升高,。而海面高度的異常升高,，例如“厄爾尼諾現(xiàn)象”，幅度僅為分米級，只有微波高度計能夠敏銳地捕捉到這種細(xì)微的變化,。

微波高度計項目的實施可為研究全球的海洋動力環(huán)境（包括海平面高度,、海面風(fēng)浪和洋流）提供直接的科學(xué)觀測數(shù)據(jù)，同時為全球能量交換,、氣候變化的研究提供科學(xué)依據(jù),。

“太空種菜”：高等植物培養(yǎng)箱等

　　研究為人類太空生活生產(chǎn)食物

隨著人類空間活動的深入開展，人類需要飛出地球,，在地外空間長期生活和工作,。

天宮二號實驗室將開展兩種代表性的植物——擬南芥和水稻的培養(yǎng)實驗，著重探索在太空環(huán)境中如何控制植物開花結(jié)種的技術(shù)與方法,，為建立保障人類長期空間生存所必需的生命生態(tài)支持系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)。

中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所提供的高等植物培養(yǎng)箱具備在軌培養(yǎng)單元和樣品返回單元,，能夠為植物生長提供必需的水分供給以及光照,、溫度控制，具備實時可見光圖像和熒光圖像獲取功能,，構(gòu)成了現(xiàn)代的迷你太空溫室,，為研究植物在太空的生長發(fā)育提供支持。