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      天宫二号:看好,我要上天了!

      发布日期:2016-09-16 11:38:47

      文/本刊编辑 顾淼飞


      大事儿

      9月15日22时04分09秒。

      酒泉卫星发射中心。

      伴随着长征二号F T2火箭的火光和轰鸣,

      天宫二号发射成功!



      天宫二号发射瞬间

      图片来源:“天宫二号”微博


      “天宫二号”前传:

      你还记得大明湖畔的天宫一号吗?

        关于天宫二号的哥哥天宫一号,我们在前几天的推送以及昨天的事件预告里都有介绍。

        感兴趣的可以移步☞☞“天宫二号”前传:你还记得大明湖畔的天宫一号吗?

        看看上海航天技术研究院宇航系统工程研究所研究员、神舟飞船推进舱主任设计师刘宗映怎么说。


      好一枚狂拽酷炫的天宫二号,

      一看就跟他的哥哥不一样


      天宫一号(左)与天宫二号(右)对比图

      长这么像,你确定“一看”就能“看出”不一样?

        好吧,细心的你大概已经发现了,这兄弟俩长得简直比双胞胎还双胞胎:都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

        由于天宫一号的任务完成得非常圆满,寿命也从最初设计的2年延长到了4年半,对此,科学家表示很满意。

        因此,天宫二号在外形上没有做多大的改动,只是根据此次任务的需要,对天宫一号备份星的内部构造进行了“升级”。

      图片来自网络

        天宫一号只是空间站的雏形,主要任务是承担目标飞行器的角色,为太空对接试验服务,它是神舟八号、神舟九号、神舟十号飞船的对接目标(到神州十一号的时候就是天宫二号接班了)。也有人认为,称呼它为“空间站的雏形”似乎也不太合适,毕竟他并不具备一个完整的空间站所需的全部结构

        而天宫二号就是个名副其实的小型空间站了,这也是我国第一个真正意义上的空间实验室,科学家可以在里面开展较大规模的实验。

      天宫二号与天宫一号的区别


      延伸阅读:

      空间站的发展之路:我有多努力你造吗?(相关段落在链接的文末部分)


      我这么厉害,

      我咋能不上天呢?

        天宫二号里,将进行林林总总共计14项实验项目,涉及微重力基础物理、空间材料科学、空间生命科学等多个领域,具体包括液桥热毛细对流实验、拟南芥和水稻的太空培养实验、量子密钥分配,以及一系列综合材料实验……

        天宫二号还携带了各种高科技的装备,用于开展各项实验和测量工作。比方说伽马射线暴偏振测量仪器、空间冷原子钟、三维成像微波高度计、空间环境检测及物理探测分系统、宽波段成像光谱仪……

      好好好,我说人话。


      1
      伽玛暴偏振望远镜——“天极”

      伽马射线是什么鬼?

        伽马射线跟红外线、紫外线、可见光、微波一样,都是一种电磁波

        这样一说,是不是就觉得伽马射线亲近多了?

        但伽马射线的能量远非上面这几种电磁波可比,

        放一张图你们感受一下☟☟


      图片来自网络


      那伽玛暴又是什么鬼呢?

        恒星在它生命即将终结的时刻,会发生剧烈的爆炸,然后被压缩形成黑洞——深不见底的黑洞,吞噬万物的黑洞。

        我们常常认为黑洞是无从逃逸的,

        但其实不全是这样的。

        有一部分物质在极速迸发,产生强烈的伽马辐射。它持续的时间简直比“昙花一现”还没有存在感——短至百分之一秒,最长也不过十几分钟

        但就在这短短的一瞬,它们释放的能量已经相当于太阳的一生


      林夕说,在有生的瞬间遇见你,竟花光我一生的运气。

      太阳说,我耗尽一生的时光,居然抵不过你一瞬间的爆发。



        这瞬间爆发的巨大能量中就包含了伽马射线,这就是伽玛暴


      所以说生命的意义真的不在于长度啊!

      图片来自网络


        除了恒星爆炸,两个黑洞合并的过程也可能产生伽玛暴。

      黑洞合并?又是“黑吃黑”?我好像在哪儿见过?

        记性不错!引力波也是在“黑吃黑”里产生的

      伽玛暴的艺术想象图,图片来自网络


      为什么要到太空去探测伽玛暴呢?

        因为地球有大气层啊,大气层把伽马射线挡住了啊!

        幸亏有大气层啊,

        不然还轮得到你去探测,那家伙的能量分分钟把人类烤灭绝了……

        至于到底是“烤”灭绝还是“炸”灭绝的,就不要在意这些细节了。

        天宫二号搭载的这台“天极”,将探测伽玛暴发出的伽马射线的偏振,进而开展宇宙结构、起源和演化方面的研究


      2
      空间冷原子钟

        你以为时间的计量是一件很日常所以很简单的事情?

      图样图森破,太傻太天真。

        1967年第13届国际计量大会对“秒”进行了逼格甚高的定义:“1秒为铯原子基态的两个超精细能级之间跃迁所对应的辐射的9192631770个周期可持续的时间。


      定义都这么高深了,计时仪器好意思让你一眼就懂吗?

        盘点一下计时仪器的进阶之路,摆轮钟到机械钟,再到晶体钟、原子钟,冷原子钟(冷原子喷泉钟、冷原子光钟)……

        是不是越来越不明觉厉了?

        更厉害的还在天宫二号里!

        近年来,科学家将激光冷却原子技术与空间微重力环境结合,进一步提高原子钟精度,以满足“时间”测量上对准确度的要求

        空间冷原子钟就这样应运而生了,它是在地面喷泉原子钟的基础上发展而来的,其原理基于原子团运动的精细测量

        在地面上,原子团受重力影响,始终处于变速状态,运动轨迹类似喷泉或者抛物线在空间微重力环境下,原子团就可以做超慢速的匀速直线运动了,因此可以获得较地面重力环境下更加精密的原子谱线信息

        空间冷原子钟的精度可以达到3000万年才会有1秒的误差

      空间冷原子钟:

      颤抖吧,你们这些普通的钟钟表表!

      图片来源:中科院上海光机所

        在天宫二号上,搭载的是由中科院上海光机所研制的空间冷原子钟,这将成为国际上第一台在轨进行科学实验的空间冷原子钟


      3
      液桥热毛细对流实验

        首先,一张图让你看懂什么是液桥


      如图所示,手指之间的小液柱就是液桥。液桥,就是固体间的小液柱

      图片来自网络

        可以想象,在地面的重力环境下,液桥不可能维持较大的尺寸

        而到了太空的微重力环境下,一切都不一样了。

        首先,在太空中,表面张力开始大显神通,你可以架起一座大尺寸的液桥。


      在太空中拧毛巾,留意一下拧出来的水是什么样的

      图片来源:NASA

        另外,还是表面张力的作用,当液桥两段的温度不一致时,会产生热毛细流动

        在地面上,浮力对流是自然对流的主要形式,产生浮力对流的根本原因是重力作用;在空间微重力环境下,由重力产生的浮力对流消失,热毛细流动成为主要的自然对流形式

        由于地面浮力效应的掩盖,热毛细效应对研究过程的影响难以显现出来。要想剥离浮力对流的影响,只能依靠太空的微重力环境。


      液桥热毛细对流实验箱

      图片来自网络


      怎么只介绍了3个?不是说共计14项实验吗?


      现在已经凌晨三点了……把14个都说完,你是想累死本宝宝吗……



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