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【热资讯】天宫二号交出科学“答卷”

  作者:丁佳

  【热资讯】天宫二号交出科学“答卷”

  天宫二号高等植物培养实验返回单元中的拟南芥开花 图片来源:中科院空间应用中心

  7月19日,天宫二号成功受控离轨,进入大气层,落入南太平洋预定安全海域。作为中国第一个真正意义上的空间实验室,天宫二号在轨飞行1000多天以来,究竟取得了哪些科学成果?为此,《中国科学报》采访了天宫二号空间应用系统总体主任设计师、中国科学院空间应用工程与技术中心系统总体室主任钟红恩。

  请您介绍一下天宫二号都安排了哪些科学实验?

  钟红恩:载人航天工程空间应用系统在天宫二号空间实验室中,面向国家重大需求和国际科学前沿,规划安排了4大领域8个主题14项高水平的空间科学和应用任务,涉及基础物理学前沿实验、地球观测及科学研究应用、应用新技术实验、微重力流体物理、空间材料科学、空间生命科学、空间环境监测等主题,这是我国迄今为止领域最广、规模最大、系统最复杂的空间科学与应用任务。

  天宫二号在轨运行期间,空间应用系统按照总体规划,全面完成了各项预定的空间科学实验、应用实验及拓展实验任务,实现了预定科学目标,取得了丰硕的科学和应用成果,重点领域方向进入世界领先行列,取得了具有国际影响的成果;新型有效载荷技术体制率先得到了验证,实现了技术引领和创新发展。

  在空间基础物理研究方面,天宫二号取得了哪些突破性进展?

  钟红恩:我们在空间基础物理学前沿取得了一些重大突破。比如空间冷原子钟实验在国际上首次实现了在轨运行,3000万年误差小于1秒,处于国际领先水平,将目前人类在太空的时间计量精度提高了1~2个数量级,这是基于冷原子空间量子传感器领域发展的里程碑。同行专家给予高度评价,研究成果作为亮点文章发表在《自然—通讯》杂志上。

  天宫二号上的世界首台大面积、大视场、高精度伽马暴偏振探测仪,开辟了伽马暴偏振探测新窗口,共计探测到55个伽马暴,为国际伽马暴联合探测作出了重要贡献。我们对其中5个伽马暴进行了高精度的偏振测量,这是目前为止国际上最大的高精度伽马暴偏振测量样本,发现伽马暴爆发期间的平均偏振度约为10%,研究成果发表在《自然—天文学》杂志上。

  同时,我们还在国内首次实现了利用观测到的蟹状星云脉冲星信号定轨,定轨精度约为10公里,同时探测到若干太阳X射线暴,这些成果大大超出了原定科学目标。

  大家很关心天宫二号取得了哪些技术突破和应用效益,可以介绍一下吗?

  钟红恩:天宫二号的多角度宽波段成像仪在国内首次实现了空间多角度偏振成像,处于国际先进水平。三维微波成像高度计在国际上首次实现了海洋三维形态观测。紫外临边成像光谱仪在国际上首次采用大视场对全球中层大气进行紫外环形、前向临边辐射特性准同时探测。这些研究成果已经应用或规划推广到海洋水色卫星、海洋动力卫星、风云三号降水测量卫星、风云五号气象卫星等国家重点应用型号任务中。

  天宫二号在轨运行过程中,获取了大量高价值的海洋、陆地和大气等地球观测数据,在国土资源、生态环境监测、大气环境、海洋应用、农林业、应急救灾等领域产生了一大批典型应用成果。

  同时,天宫二号突破并在轨验证了数十项战略性空间应用新技术和核心关键技术,自研了十余个核心探测器件和部组件,验证了多项新型技术,实现了十余项技术转移转化,显著提高了我国空间科学与应用自主可控能力和原始创新能力。

  此外,在完成预定任务的基础上,天宫二号还拓展进行了月球多光谱成像和定标、三维成像微波高度计基线倾角定标、精密定轨全球激光联测等多项实验,获得了丰富的高价值数据。

  其他领域的空间科学实验还取得了哪些成果?

  钟红恩:天宫二号微重力流体物理、空间生命科学和材料科学实验获得了高质量样品,发现了一批新现象,提高了对相关规律的认识,获得了具有特色的科学成果。

  我们开展了长周期空间高等植物培养实验,返回了生长良好的拟南芥幼苗,在基础生物学研究和生物技术方面取得了一系列成果,为人类在空间长期活动和生存打下扎实基础。开展了多种新型材料实验,获得了10多支高质量的材料样品,发现了一批新的科学现象,提高了对于相关规律的认知。此外,科学家还发现了微重力环境下流体动力学新现象,丰富了流体物理的理论模型,在基础研究和工程应用领域有重要价值。

  总之,通过实施天宫二号空间科学与应用任务,我们取得了具有国际影响的重要成果,突破和掌握了一批战略性空间应用新技术和关键核心技术,推动了我国未来空间应用技术的发展,也为我国空间站大规模空间科学与应用奠定了坚实基础。

  来源:中国科学报

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