从“东方红卫星”到“天宫二号”

2016年9月15日夜晚，“天宫”邀明月 共赴中秋约，“5、4、3、2、1！”

22时04分，“点火”的口令发出，长征二号F T2火箭托举着“天宫二号”稳稳升空。火箭底部喷射出橘红色的熊熊烈焰，仅几秒钟就将导流槽中数百吨水化为乳白的蒸汽。烈焰与蒸汽的强烈冲击，霎时将整个戈壁滩映照得如同白昼。

中国在酒泉卫星发射中心用长征二号F T2火箭将天宫二号空间实验室发射升空，约575秒后，天宫二号与火箭成功分离，进入预定轨道，发射取得圆满成功。这是长征系列运载火箭的第236次飞行。

今年是我国航天事业创建60周年，遥想革命先烈、航天建设者们在这片“天上无飞鸟、地上不长草，千里无人烟、风吹石头跑”的“弱水流沙”之地，克服艰难险阻扎营驻地。天宫二号的成功发射是我国迈向空间站时代的坚实一步，为中国载人航天工程第三步的实现奠定了关键基础。

此刻，你是否和我一样，也在仰望天空，试图在广袤的天空中寻找它的身影？这时候，你是否也像我一样，耳边又想起那首熟悉而悠扬的乐曲“东方红”？

自1992年载人航天工程立项以来，从无人飞行到载人飞行，从一人一天到多人多天，从舱内实验到太空行走，从单船飞行到组合体稳定运行……无数科学家、工程师、普通的劳动者，艰苦奋斗、勇于攻坚、开拓创新、无私奉献，在宇宙中留下中国印记。

天宫二号空间实验室是在天宫一号目标飞行器备份产品的基础上改进研制而成，全长10.4米，最大直径3.35米，太阳翼展宽约18.4米，重8.6吨，采用实验舱和资源舱两舱构型，设计在轨寿命不小于2年，主要任务是接受载人飞船和货运飞船访问，开展空间科学实验和相关技术试验，验证空间站建造和运营相关关键技术。

天宫二号空间实验室任务是目前载人航天历次任务中开展应用项目最多的一次。据介绍，天宫二号在对地观测及地球科学研究应用、空间科学实验与探测、应用和新技术试验等方面安排了10余项空间科学与应用项目。其中航天员直接参与操作的空间科学实验研究有2项，国际合作联合研究项目1项；直接承研单位28家，装载有效载荷50余件。

在天宫二号空间实验室中，你可以看到很多如上图这样一个一个的“小盒子”，这些就是实验设备。虽然它们“体格”小，内里却大有乾坤——主要涉及微重力基础物理、微重力流体物理、空间材料科学、空间生命科学、空间天文探测、空间环境监测、对地观测及地球科学研究应用以及应用新技术试验等8个领域的十余项实验项目，是我国历次载人航天任务中开展应用项目最多的一次，其中航天员直接参与操作的空间科学实验研究有2项，国际合作联合研究项目1项。

比如，神舟三号中分辨率成像光谱仪、神舟四号多模态微波遥感器的相关技术已经正式应用到民用遥感卫星风云卫星和海洋卫星上，缩短了遥感卫星的研制周期，提高了对地观测技术。再比如，天宫一号高光谱成像仪是当前我国空间分辨率和光谱分辨率最高的成像光谱仪，它获取的大量高光谱图像数据已广泛应用于国土资源、矿产、海洋、大气、农业、林业、应急灾害监测等方面。

天宫“魔盒”之高等植物培养箱

　　高等植物培养箱：去太空种水稻和拟南芥

   高等植物培养实验将首次开展微重力环境下光周期调控机理研究。而且应用了荧光蛋白基因表达先进技术手段，航天员将回收部分植物样品供地面进一步分析研究。

　　近十多年来，由于建立月球或火星基地成为空间探索的重要目标之一，世界各空间科学大国都在积极研究如何在太空栽培植物，以支持人类长期在太空生活。要想在太空条件下成功生产粮食与蔬菜等，必须清楚了解包括重力在内的诸多与植物生长发育有关的环境因子，是如何影响植物生长的。

　　我们已经知道，高等植物是在地球条件下进化、生长的。比如，地球上所有的生物都是在地球重力环境中进化而来的，失重会对植物生长产生什么影响？再比如，高等植物的营养生长与生殖生长之间存在重要相关性，比如以收获营养体（如蔬菜的叶子）为主的作物，较长营养生长期可以使其产量大为增加。太空环境会不会改变植物的生长期？同时，由于地球绕太阳公转和自转，产生了季节更迭与昼夜变化。这种周期性变化在植物体内形成稳固的内在系统，已有研究证明植物体内存在一套可以感知季节变化和昼夜交替的信号系统，也称为光周期反应。在不同于地球周期的太空中，植物会如何“应对”？

　　这些都是科学家们想解开的迷题。当地球植物飞向太空，不再有重力，昼夜周期不再是24小时，也不再有四季变化——国际空间站上每24小时中有16次日出与日落，不再没有上下方向，植物的生长、发育和代谢活动会有怎样的变化？

　　虽然国内外在太空已进行了多次植物生长试验，但并没有完全阐明其中的机理，特别是植物在微重力条件下开花的调控机制，目前尚未有报道。

　　天宫二号中的高等植物培养实验正是针对粮食和蔬菜的空间种植问题，选择了典型的粮食植物水稻和绿色高等十字花科模式植物拟南芥为研究对象，利用天宫二号空间实验室中的微重力环境，来研究在太空种植高等植物种植所面临问题，寻求解决办法。

　　选择这两种植物还有一个考虑：地球上高等植物受光周期诱导开花，分为“长日”和“短日”两种典型的反应途径——拟南芥是一种长日植物，而水稻是一种短日植物。为了搞清楚其中的机理，科学家们构建了绿色荧光标记开花基因的转基因植株，通过实时的可见光和荧光图像技术，可以观察微重力条件下两种植物从种子萌发、幼苗生长到开花发育全过程。科学家们认为，这一实验将为解析微重力条件下高等植物形态建成，为营养生长向生殖生长转变过程的调控机理提供新知识，对植物栽培和品种选育等都有重要意义。

　　此外，研究中使用的部分拟南芥样品，还将随本次载人航天任务的回收单元返回地球，供科学家们进行后续研究。这将为人类了解空间微重力条件下高等植物种子发育与营养贮藏物质的形成，提供第一手材料。

   综合材料制备实验选用的新型探测器和光电子材料、新型纳米复合光学材料、高性能热电转换材料、多元复相合金等新型材料样品，均具有较强应用背景，航天员将多次操作更换并回收实验样品供地面进一步分析研究。

“天宫二号”是我国载人航天工程二步二阶段的首发飞行器，是中国载人航天工程历史上第一个真正意义的空间实验室。届时，它将进入高度为393公里的对接轨道，将开展平台和空间应用载荷测试，静候与“神舟十一号”载人飞船和“天舟一号”货运飞船交会对接。

天宫二号空间实验室由资源舱和实验舱两部分组成，是我国第一个真正意义上的空间实验室。完成发射后，它将在太空中等待宇航员的到来，届时，将会有两名宇航员在其中工作和生活30天（算上神舟十一号发射及调轨道的3天，小计33天）。天宫二号将在太空完成三大任务：航天员中期驻留，推进剂在轨补加和在轨维修技术试验。

与“两弹一星”精神一脉相承的“载人航天”精神，从实践中得来，不仅指导着航天事业的发展，更成为社会主义核心价值观的重要组成部分，指导、激励着每一个中国人，在各自的工作岗位上为实现“两个一百年”的目标不懈奋斗！

天宫二号的发射成功，是节点，也是起点。中国的航天创新事业，永不止步！