探梦“天宫”

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空间环境

我们知道，汽车司机要安全地驾驶汽车，就要了解道路的环境，航海人员在海上航行要了解海洋的环境，飞机驾驶员要了解空中航线上的环境。那么，在太空从事航天飞行活动，就必须要了解太空环境。太空环境包括太空自然环境和太空诱导环境。

太空自然环境

太空自然环境是太空中自然具有的环境条件，它表现为：

超低温。自宇宙大爆炸以后，随着宇宙的膨胀，温度不断降低，经过100多亿年的历程，太空已经成为超低温环境，太空的平均温度达到270.3℃，也就是接近物理学所说的绝对零度。

强辐射。在太空中不仅有宇宙大爆炸留下的辐射，各种天体也向外辐射电磁波，有的天体还向外辐射高能粒子，形成宇宙射线。许多天体都有磁场，磁场俘获了上述高能粒子，就形成辐射性很强的辐射带。比如，在地球上空，就有内外两个辐射带。

高真空。宇宙大爆炸后，在宇宙中形成氢和氦两种元素，后来它们大多数逐渐凝聚成团，形成恒星和星系。恒星中心的氢和氦递次发生核聚变，生成碳、氮、氧等元素，在恒星死亡时，剩下的大部分氢和氦以及氧、氮、碳等元素散布在太空中，但非常稀薄，每立方厘米只有0.1个氢原子，可是在地球大气层中，每立方厘米含有上百亿个氮和氧分子，可见太空是一个高真空环境。

除这些之外，太空中还有高速运动的尘埃、微流星体和流星体，它们都会对航天活动产生很大的影响。

太空诱导环境

所谓太空诱导环境是指在太空环境作用下，航天器某些系统工作时所产生的环境，它主要有以下几种：

极端温度环境。航天器在太空中飞行，由于没有空气传热，受阳光直射的一面可产生高达100℃以上的温度，而背阴处温度可低至－200℃～－100℃。

强振动环境。航天器在发射阶段火箭发动机工作时和火箭穿过大气层时空气动力的干扰会产生剧烈的振动。

超重环境。当航天器加速上升或返回进入大气层，因大气阻力加剧而减速时，都会产生巨大的超重，也就是说使航天器上的物体所受的力急剧增加。比如，我们乘电梯上升时，如果电梯启动得比较突然，你就会感觉到自己好像}皮什么东西往下压一样。

失重和微重力环境。航天器在太空轨道上运行时，地球或其他天体对它的引力正好与它围绕地球旋转而产生的离心力相抵消，所以，在航天器的质量中心(质心)处重力为零，也就是说失重了。而质心以外的航天器上的重力则非常微小，则称为微重力环境。

“天宫一号”目标飞行器

“天宫一号”目标飞行器主要任务是作为空间交会对按目标，完成空间交会对接飞行试验；保障航天员在轨短期驻留期间的工作和生活，并保证航天员安全；开展空间应用、航天医学实验、空间科学实验和空间站技术试验；初步建立能够短期载人、长期无人独立可靠运行的空间试验平台。

“天宫一号”采用两舱构型，分别为实验舱和资源舱，实验舱由密封前锥段、柱段和非密封后锥段组成，资源舱为轨道机动提供动力，为飞行提供能源。

空间实验室

空间实验室是设立在太空的用于开展各类空间科学实验的实验室。空间实验室的建设过程是先发射无人空间实验室，而后再用运载火箭将载人飞船送入太空，与停留在轨道上的实验室交会对接，航天员从飞船的附加段进入空间实验室，开展工作。

空间实验室任务

进一步掌握飞行器交会、对接技术(交会：两个或两个以上的航天器通过轨道参数的协调，在同一时间到达太空同一位置的过程称为交会；对接：对接是在交会的基础上，通过专门的对接机构，将两上航天器连接成一个整体，实现两个航天器在太空以组合体方式飞行)。

突破航天员中期驻留、飞行器长期在轨自主飞行、再生式生保和货运飞船补加等关键技术。

验证天地往返运输飞船的性能和功能。

进行一定规模的空间应用。

我国空间实验取得的成就

太空微重力的开发利用，推动了流体力学、材料科学和生物技术的发展，在材料、制药、农业、电子等领域显示出巨大的发展潜力，在太空已生产出了一些高纯度、高质量、在地面无法制造的特种合金、半导体材料和特殊药品。我国在返回式卫星和“神舟”飞船上进行了材料加工和生物技术方面的实验，试制出了高纯度的掺碲砷化镓单晶体及多种均匀合金，其中用所获得的砷化镓单晶制成了低噪声金属栅场效应管，与地面上制得的同类器件相比，噪声系数低31％、相关增益高23％，使我国在大功率微波元器件和大规模集成电路应用方面取得了突破性成果。在空间生命科学研究上，进行了多次空间细胞培养、蛋白质晶体生长、空间育种等方面的研究，都取得了积极的成果。例如，利用微生物培养的菌种在动物饲料、啤酒工业上有广阔应用前景；利用太空育种技术，从搭载的800多个品种的植物种子中培育出了一批高产优质的农作物新品系和新品种。