今天的节目，我们从2016年的中秋节开始说起。这一年的中秋月圆之夜有些特别，晚上22点04分，伴随着震耳欲聋的轰鸣声，我国第一个空间实验室“天宫二号”，在长征二号FT2运载火箭的托举下，顺利升空。
“天宫二号”的巡天之旅，肩负着为更好地观测和认识地球，提供绝佳视角的重要使命。它搭载的尖端设备能让太空活动看得更加清晰明了。这其中，凝聚着众多科研人员的心血。所以今天我们共同来回望那些令人震撼的瞬间。
我国从1992年开始实施载人航天工程，经过20多年发展，目前已经具备了开展较大规模空间应用的基本条件。载人航天的主要任务，也从探索、突破、掌握载人航天技术，向空间科学实验和应用试验转变。而天宫二号空间实验室的启用，正是我国载人航天进入新阶段的重要标志。
下面，我们先来认识一下天宫二号。
在外观上，它和我国2011年发射的天宫一号有些类似，说她俩是“孪生姐妹”也不为过。毕竟，天宫二号原本就是为天宫一号准备的备份飞行器，都采用实验舱和资源舱两舱构型。根据我国载人航天工程技术人员介绍，天宫二号全长10.4米，最大直径3.35米，太阳翼展的宽度大约18.4米，重8.6吨，设计在轨寿命2年。舱内宇航员活动的范围有15到18立方米，按6立方米即可满足一人居住的人机功效来看，天宫二号上住两位航天员是比较宽敞的。
中秋之夜，能看到天宫二号发射升空，的确令人振奋。当酒泉卫星发射中心指控大厅的屏幕上显示，天宫二号成功进入预定轨道的时候，空间应用中心系统副总设计师吕从民，也松了一口气。为了准备天宫二号升空随带的各种载荷在发射前的大量测试任务，他和科学家及工程技术人员忙碌了两个多月。然而，发射成功仅仅是一个起点，紧接着，科学家们从酒泉赶往北京，等待载荷开机。中科院上海光学精密机械研究所所长李儒新说：“实验载荷顺利开启，才是挑战的真正开始。”
作为我国第一个真正意义上的空间实验室，发射天宫二号的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；再有就是，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；还要开展航天医学、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。
对于多项技术的验证和考核，设计师吕从民介绍说：“空间应用系统在天宫二号空间实验室上安排了14项空间科学和应用任务，30多家单位参与载荷研制，为保证各项任务并行开展，空间应用系统总体部把应用任务进行了科学合理地分解，设置了17个分系统，分系统又分解为科学研究、载荷研制等多个子系统。总体部并不是把各载荷简单连接，更不是各项应用技术简单堆积，而是采用系统集成的概念，进行了总体设计、系统集成测试、统筹在轨飞行试验，最大限度地利用资源，获取应用效益。”
天宫二号发射升空后，通过变轨进入高度约380公里的运行轨道，成功进行在轨测试。在迎接神舟十一号载人飞船之前，天宫二号空间实验室会进入高度为393公里的近圆对接轨道，等待交会对接。并且需要一个月的时间，等待神舟十一号的到来。完成交会对接之后，就能为航天员组建一个“太空之家”。
前面我们说到，天宫二号可以住下两名航天员。在远离地球393公里的冷寂太空，执行长达30天的飞行任务，这不仅是对我国空间保障能力的严峻挑战，也是对航天员生理和精神的双重考验。所以，健康、娱乐设施一个也不能“落下”。
与天宫一号的“简单装修”不同，由天宫二号和神舟十一号所组成的“太空之家”是“精装修”的，连内部装饰材料、生活辅助设施、照明设备、空气环境等细节因素，都能用“科学设计”来形容。
在天宫二号内，航天员工作和生活的空间，占地比较大的是供航天员锻炼身体用的“跑台”，以及工作用的“多功能平台”。
天宫二号总设计师朱枞鹏说：“这两者采用了折叠方式进行收纳，以最大程度地节省空间。 另外，还搭载了有效载荷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。这些载荷涉及10多项空间科学和应用任务。
例如，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。”
除了刚刚提到的设备，“天宫二号”还携带了高等植物培养箱。培养箱就像一个迷你版的太空温室，用来培育水稻和拟南芥。假如有一天人类要星际旅行、移居外星球，首要任务是解决食物自给、氧气和循环水等问题。高等植物培养实验就是要研究地球上的植物是否可以克服太空微重力等极端环境影响，在太空环境中正常生长。通过试验，最终目的是在空间站种庄稼，为航天员长期空间生活提供补给。
再有一个非常重要的载荷，就是空间冷原子钟。利用“天宫二号”里的微重力条件，这台冷原子钟的稳定度高达10的负16次方，可以把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。综合看来，天宫二号是载人航天多次任务中应用项目最多的一次。
我国载人航天的历次巡天任务，都少不了在浩瀚的宇宙中从各个方位“感知”地球。天宫二号也搭载了多个新一代对地观测遥感器和地球科学研究仪器。例如，宽波段成像光谱仪、三维成像微波高度计、紫外临边成像光谱仪等，突破了系列关键技术。在资源环境、生态环境、农林应用、海洋环境、大气污染和大气成分监测以及全球变化研究等领域有着广泛应用。
正如我国载人航天工程办公室主任王兆耀所说：“应用始终是我国载人航天工程发展的一个主题和追求的目标，我们在发展载人航天的过程中也一直高度重视发挥载人航天的综合应用效益”。
的确，广袤的太空，蕴藏着巨大的资源，像微重力、强辐射、高温、深冷等条件都是地球所无法具备的，这些为探索生命起源、开展基础科学和前沿技术领域的研发，提供了良好的试验场。
我国已经利用十艘神舟飞船和天宫一号，搭载了上千种作物种子、试管苗、生物菌种和材料，并通过生物工程的方法获得大量新性状品种，拥有了经过航天搭载的农作物共计9大类393个品系，培育成功并通过国家或省级鉴定的新品种有近百个，并且在农业生产中进行了大规模推广应用。而天宫二号的成功发射，也同样会掀起我国空间应用科学试验的新高潮。在之后的节目中，我们将为您详细讲述“天宫二号”里的高科技。
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