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2023-01-31
三十年河?xùn)|三十年河西，中國空間站快成了，NASA 腸子都悔青了
更新時間：2022-07-26 14:21:05作者：未知
今天有條令人振奮的新聞：問天實(shí)驗(yàn)艙跟天和核心艙成功對接上了。
相信大家跟世超一樣，看到咱們國家的新成績會很激動，但不知道大家有沒有好奇過。
這問天實(shí)驗(yàn)艙是干嘛的？對于咱們來說又有啥意義？
對于問天跟天和，或許有人感覺陌生，但「 中國空間站 」這個詞應(yīng)該都挺熟悉吧？
天和核心艙、問天實(shí)驗(yàn)艙是中國空間站的重要構(gòu)成組件，如今這兩成功對接，后續(xù)再接上夢天實(shí)驗(yàn)艙，中國空間站差不多就成了。
要世超來說，這事多少有點(diǎn) “ 三十年河?xùn)|三十年河西 ” 的爽感。
原本太空中只有國際空間站，主要話事人是美國，其他國家看臉色蹭著開展太空科研，2011年美國通過沃爾夫條款將中國排除在國際空間站項(xiàng)目之外。
現(xiàn)在咱航空航天技術(shù)飛速發(fā)展，馬上要有自己的空間站了，相當(dāng)揚(yáng)眉吐氣。
原本 NASA 的局長還說要把沃爾夫條款永久化，頗有點(diǎn)對中國搞太空封鎖的意思，今年卻變成了 “ 都怪中國不主動找我們合作 ”~
扯遠(yuǎn)了 ~
現(xiàn)在，讓咱再來認(rèn)識一下，咱們的空間站。
按照原有規(guī)劃，咱們要通過發(fā)射天和核心艙、問天實(shí)驗(yàn)艙和夢天實(shí)驗(yàn)艙，以及4艘神舟載人飛船和4艘天舟貨運(yùn)飛船，2022年前后完成空間站在軌建造。
最終 “ 三船三艙 ” 完整形態(tài)▼
天和核心艙是空間站最重要的組件，相當(dāng)于中樞，操控、管理整個空間站。
參數(shù)咱就不列了，結(jié)構(gòu)分為大柱段、小柱段、資源艙、節(jié)點(diǎn)艙和后端通道。
大柱段是工作區(qū)，工作和實(shí)驗(yàn)在這完成，小柱段是生活區(qū)，睡眠、衛(wèi)生都在這解決。
另外，天和核心艙設(shè)置了3個對接口和2個停泊口，對接口用來跟連接實(shí)驗(yàn)艙，停泊口用來 “ 收快遞 ” ，接受飛船們送上來的物資。
那兩個實(shí)驗(yàn)艙是干啥的呢？
問天實(shí)驗(yàn)艙的兩個主要用途：給核心艙做備份和太空生命科學(xué)的研究。
首先，它具有核心艙的部分關(guān)鍵功能，在需要時，它能一定程度接管、操作空間站。
同時，內(nèi)部部署了生命生態(tài)、生物技術(shù)和變重力科學(xué)等實(shí)驗(yàn)柜。
這些實(shí)驗(yàn)柜都是模塊化設(shè)計(jì)，每個都相當(dāng)于一個小型太空實(shí)驗(yàn)室，一個實(shí)驗(yàn)柜可以滾動支持幾百項(xiàng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)。
變重力科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜▼
這些實(shí)驗(yàn)有啥意義呢？
以問天帶上天的水稻 “ 小薇 ” 為例哈，它大概是20-30公分的高度，很小。
通過艙內(nèi)生物培養(yǎng)相關(guān)實(shí)驗(yàn)柜，咱們能在太空環(huán)境下對 “ 小薇 ” 的一生進(jìn)行研究。觀察它如何從種子發(fā)育成幼苗、植株，最后開花結(jié)籽，完成整個生命周期。
為啥一定要在太空做這些研究？因?yàn)樘沼形⒅亓?，還有輻射等，總之，有地球所不具備且很難模擬的環(huán)境。
如果我們能把握植物在太空的生長規(guī)律，那么未來無論是去月球，還是去火星，咱們都可以種地吃飽 ~
在此之前，太空中的農(nóng)活咱們就要辛苦航天員先做做了。
未來，很快夢天實(shí)驗(yàn)艙也會上去，夢天實(shí)驗(yàn)艙包括工作艙、貨物氣閘艙、載荷艙、資源艙四部分。
它主要負(fù)責(zé)微重力科學(xué)研究，配置了流體物理、材料科學(xué)、燃燒科學(xué)、基礎(chǔ)物理以及航天技術(shù)試驗(yàn)等多學(xué)科方向的實(shí)驗(yàn)柜。
舉個栗子，混凝土。
假如以后人類要去外太空，那是不是要建房子？怎么建呢？肯定不是從地球上運(yùn)輸，畢竟往火星上運(yùn)一塊磚費(fèi)用超過100萬英鎊。。。
一個比較靠譜的想法就是在外太空合成混凝土之類的建筑材料，但混凝土這玩意聽起來簡單，微觀結(jié)構(gòu)很復(fù)雜。
在微重力環(huán)境下，混凝土是否能夠硬化？微觀結(jié)構(gòu)跟在地球上有啥區(qū)別？
類似這樣的問題，都是我們需要去解答的。
此外，夢天實(shí)驗(yàn)艙還將建立世界上第一套由氫鐘、銣鐘、光鐘組成的空間冷原子鐘組，構(gòu)成在太空中頻率穩(wěn)定度和準(zhǔn)確度最高的時間頻率系統(tǒng)。
官方的說法是，這能幫助開展對引力紅移、精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)測量等前沿科學(xué)研究。
聽起來很遠(yuǎn)？
但「 精準(zhǔn)的時間 」本身，在咱們生活中其實(shí)運(yùn)用很廣。
比如在衛(wèi)星定位里，每一顆衛(wèi)星都在不斷發(fā)射包含位置和時間的無線電信號，而且能精確到一米以內(nèi)和十億分之一秒。
一旦有誤差，即使誤差只有0.1秒，再乘以光速，衛(wèi)星定位就會差之千里。
我國的北斗衛(wèi)星就用了銣原子鐘和氫原子鐘，美國的 GPS 也用了星載原子鐘。
星載氫原子鐘結(jié)構(gòu)圖▼
除了航天系統(tǒng)之外，電網(wǎng)、金融、通訊、交通、氣象等領(lǐng)域都需要高精度的授時。
像我們用的交流電中的電流方向就是隨時間變化的。當(dāng)不同的電網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行并網(wǎng)時，如果時間不一致，你的波峰波谷就不一致，輕則帶來多余的能量損耗，重則就會直接短路，造成大規(guī)模停電和電網(wǎng)癱瘓。
咱們可以期待一下。
中國空間站在太空建成的那一天，不僅僅代表我們國家的太空實(shí)力有了新的飛躍。
未來這些太空科研項(xiàng)目會助力各種前沿科學(xué)問題突破，讓人類的科技生活邁上新的臺階。
