天宮二號是我國首個真正意義上的空間實驗室，將完成十余項高精尖的實驗任務，是載人航太歷次任務中應用項目最多的一次。
這些實驗有的是要探索宇宙最深處的奧秘，有的是幫助人們更好地認識海洋和大氣，有的甚至想要解決將來星際旅行時的食物問題……下面就讓我們一探究竟。
51件有效載荷：涉及應用項目最多
天宮二號空間應用系統總設計師趙光恒説，這些任務涉及微重力基礎物理、微重力流體物理、空間材料科學、空間生命科學、空間天文探測、空間環境監測、對地觀測及地球科學研究應用以及應用新技術試驗等8個領域。
其中空間科學實驗與探測項目包括空間冷原子鐘實驗、液橋熱毛細對流實驗、綜合材料製備實驗、高等植物培養實驗、伽瑪暴偏振探測等；對地觀測及地球科學研究項目包括寬波段成像光譜儀、三維成像微波高度計、紫外臨邊成像光譜儀；應用新技術試驗項目包括空地量子密鑰分配試驗、伴隨衛星飛行試驗等。
“這些應用任務共10余項，直接承研單位28家，裝器有效載荷51件。”趙光恒表示，通過實施這些任務，期望在空間科學前沿探索部分重點領域方向進入世界先進行列，作出具有國際影響的重要發現；在空間應用技術領域，突破並掌握一些核心關鍵技術，為解決國家迫切需求的重大應用問題提供和驗證先進的解決方法和手段。
2項實驗航太員直接參與
天宮二號將與擬於10月中下旬發射的神舟十一號載人飛船對接。航太員將進入天宮二號，參與操作高等植物培養實驗和綜合材料製備實驗。
人類未來要星際旅行、移民外星球，首要任務是解決食物自給、氧氣和迴圈水等問題。高等植物培養實驗就是要研究地球上的植物是否可以克服太空微重力等極端環境影響，在太空環境中正常生長。
高等植物擬南芥和水稻將隨天宮二號進入太空，科學家將研究植物種子在太空中萌發、生長、開花、結籽的全過程，從而了解和掌握未來太空農業發展的可能。航太員將回收部分植物樣品供地面進一步分析研究。
綜合材料製備實驗選用多種新型結構與類型的材料樣品進行研究，如新型奈米複合光學材料、高性能熱電轉換材料、多元復相合金等。科學家們將揭示這些材料在地面重力環境下難以獲知的物理和化學規律和性質。
值得一提的是，研究人員歷經三年多研製的綜合材料實驗裝置，只用了電水壺功耗的1/9至1/5，卻能實現真空環境下最高950攝氏度的爐膛溫度。航太員將對材料實驗爐進行開蓋換樣操作，這將是我國首次實現空間材料實驗的航太員在軌操作。
“天極”望遠鏡：唯一的國際合作項目
“天極”望遠鏡的全稱是“天極”伽瑪暴偏振探測儀，由中科院高能物理研究所牽頭，瑞士日內瓦大學、瑞士保羅謝爾研究所、波蘭核物理研究所等參與，是天宮二號上唯一的國際合作項目。
伽瑪暴是宇宙伽瑪射線暴的簡稱，它的起源及相應的物理過程一直是天文學最前沿課題之一。
作為國際上最靈敏的伽瑪暴偏振探測儀，“天極”的探測效率比國際同類儀器高幾十倍，它預期運作兩年，可以探測到大約100個伽瑪射線暴，為更好地理解宇宙中極端天體物理環境下最劇烈的爆發現象的産生機製作出重要貢獻。
空間物理學：有望取得重大突破
天宮二號搭載了多項空間物理實驗，如空間冷原子鐘實驗、空地量子密鑰分配試驗等，均屬國際科學前沿，科學意義重大。
冷原子鐘是一種高精度的計時裝置。科學家們將鐳射冷卻原子技術與空間微重力環境相結合研發成功的空間冷原子鐘，將成為國際上第一台空間運作的冷原子鐘，可以使飛行器自主守時精度提高兩個量級。該實驗在原子物理研究方面具有重大意義，在國防安全、高精度星鐘等方面具有廣泛應用價值。
量子密鑰分配試驗將在基於載人航太空間平臺上實現天-地量子密鑰傳輸試驗，以及業務數據天地鐳射通信。該實驗將為未來建立不可破譯的資訊安全系統、在國際上率先建立實用化的保密通信網路奠定基礎。
對地觀測儀器：全方位“感知”地球
我國載人航太的歷次巡天任務都少不了在浩瀚的宇宙中從各個方位“感知”地球。天宮二號也搭載了多個新一代對地觀測遙感器和地球科學研究儀器。
如寬波段成像光譜儀、三維成像微波高度計、紫外臨邊成像光譜儀等，突破了系列關鍵技術，在資源環境、生態環境、農林應用、海洋環境、大氣污染和大氣成分監測以及全球變化研究等領域有著廣泛應用。
伴隨衛星：天宮二號的守護者
天宮二號飛行期間還將在軌釋放一顆伴隨衛星。伴隨衛星飛行試驗將進一步驗證小型高功能密度衛星、在軌釋放、駐留伴隨飛行等技術，併為未來新型航太器編隊飛行技術奠定基礎。
這顆伴隨衛星搭載了高解析度全畫幅可見光相機，將在空間繞飛試驗過程中對天宮二號與神舟十一號組合體進行高解析度成像，堪稱天宮二號和神舟飛船的“自拍神器”。
記者 吳晶晶 白國龍 崔靜
（據新華社北京9月15日電）
進駐天宮二號後
航太員可看電視與家人短信交流
據新華社酒泉9月15日電（記者李國利、曾濤、陳曦）中秋之夜，天宮二號奔赴太空。中國航太科技集團公司第五研究院天宮二號總設計師朱樅鵬接受了新華社記者專訪。
記者：天宮二號是在天宮一號備份目標飛行器的基礎上研製的，它有什麼改進嗎？
朱樅鵬：天宮二號在外形上和天宮一號差不多，還是分為一個資源艙和一個實驗艙，但是內部的改動非常多，尤其是有很多為空間站驗證任務研發的新設備。天宮二號將為航太員提供更宜居的環境，特別是針對航太員要駐留30天這一實際，做了很多人性化改造。
我們有意識地把地板和天花板用顏色進行了區別，墻壁也採用了非常柔和的米白色。為了防止碰撞，天宮一號的地板和墻壁非常柔軟，但航太員從太空回來後，提出還是硬質墻壁和地板好，所以在天宮二號中我們進行了改變，實驗艙內採用了硬材質。
在內部設施方面，天宮二號配備了多功能工作臺，不用時可以折疊，打開後則可以在上面進行電腦操作、閱讀、進餐等。對通風口也進行了改造，降低了噪音。在睡眠區，燈光可以進行調節，廣播也可以關閉，航太員可以攜帶一些個人的物品，如家人的照片等。床頭有一個藍芽音響，可以接收地面傳輸的緊急呼叫，而航太員的頭戴式耳機也改成了無線的。
天宮二號內部還加入了很多特色元素，包括中國載人航太工程的標誌、航太科技集團公司的標誌，另外為紀念中國航太事業創建60週年，艙內還會有專門設計的符號。
記者：航太員進駐天宮二號後，生活是什麼樣子？
朱樅鵬：考慮到航太員要在天宮二號進行中期駐留，我們為航太員配備了筆記型電腦、平板電腦，航太員不僅可以進行工作，還可以進行娛樂、閱讀；同時，航太員在太空可以收看電視節目，與家人進行短信交流。
體能鍛鍊方面，為航太員配備了健身單車、跑步機。當然，跑步機是特製的，需要用兩根橡皮帶從機器上綁住肩膀才能進行跑步。在飲食方面，最大程度地考慮到了每名航太員的個人偏好，特製了一批太空食品。個人衛生方面，準備了特製的濕巾和刮鬍刀，對集便袋進行了改進，使其氣壓低於艙內，防止氣味擴散。
週期更長在軌試驗更多技術要求更高
飛控專家解讀天宮二號測控特點難點
據新華社北京9月15日電 （田兆運、蔡琳琳、祁登峰）隨著天宮二號順利升空，測控通信指揮部指揮長、北京航太飛行控制中心副主任李劍在接受新華社記者採訪時表示，與天宮一號同神舟九號、神舟十號交會對接任務相比，此次任務測控通信系統面臨著更多的難點與挑戰。
“這次任務具有任務週期更長、在軌試驗更多、技術要求更高的特點。”李劍説，特別是在關鍵飛控技術上，面臨5大全新挑戰。
——中長期定軌預報精度要求高。天宮二號交會對接軌道比天宮一號高出幾十公里，需要在飛船發射前20余天實施軌道維持，同時兼顧調相、圓化和軌道高度控制，對長時間軌道預報精度提出了新的要求。
——對接軌道遠導控制策略設計與驗證複雜。為適應空間站交會對接任務中目標飛行器不進行調相的控制需求，神舟十一號飛船需具備在初始相位差、入軌遠地點高度的一定範圍內進行交會對接的能力。北京飛控中心需重新設計遠導控制策略，並對應急控制策略進行相應調整。
——短弧段快速測定軌精度要求高。神舟十一號遠距離導引第5次控制與自主導引段第一脈衝控制的時間間隔僅為2圈，定軌時間僅1圈，對短弧段定軌精度提出了更高的要求。
——返回前快速軌道控制要求高。為驗證飛船快速軌道控制能力，飛船返回前的軌道維持採用一圈內兩次變軌的控制模式。
——伴星飛越觀測及駐留軌道控制複雜。在組合體運作階段，中心要控制伴星實現飛越觀測組合體等試驗；同時還要實現駐留點捕獲、駐留點保持、駐留點轉移等複雜類型控制，駐留及飛越軌道精度要求高。
中國明年進入空間站建設階段
2018年前後將發射空間站核心艙
9月15日22時04分，天宮二號空間實驗室在酒泉衛星發射中心發射升空。中國載人航太工程總設計師周建平在接受新華社記者採訪時，對天宮二號空間實驗室以及中國空間站建設等進行了“解密”。
周建平説：“天宮二號是真正意義上的空間實驗室，肩負著驗證中國空間站建造重要技術的使命。”
中國空間站最多容納6名航太員
“空間實驗室任務完成後，我國將會進入空間站建設階段，我們將建造一個具有時代技術特徵和中國特色的中國空間站。”周建平説，“2018年前後，我國將發射空間站核心艙。”
中國將建成一個比國際空間站運作經濟性更好、資訊化程度更高的空間站。“資訊技術、再生環保、新能源、自動化和人工智慧技術等，將綜合體現在中國空間站上。”周建平説。
中國空間站比國際空間站規模要小一些，三艙組合體60多噸，最多對接兩艘載人飛船和一艘貨運飛船。“我們的空間站是可擴展的，將根據科學研究和國際合作的需要，在現在的構成基礎上，進一步提高能力。”周建平説。
他透露，空間站建成後，額定設計容納3名航太員。由於空間站需要連續駐人，之後將會採取乘組輪換制，因此在輪換期間空間站裏最多能達到6名航太員。
中國載人航太飛行將常態化
自2003年楊利偉首飛太空以來，13年間我國先後有10名航太員進入太空。
“中國空間站建成後，載人航太飛行將成為常態。”周建平説，“一般來説，一年至少需要兩個乘組、6名航太員進入空間站，這意味著航太員的飛行任務會越來越頻繁。”
“我們會選拔和培養更多的航太員，將來也需要更多的航太員參加飛行，進入空間站。”周建平説。
即將於10月發射的神舟十一號載人飛船，將搭乘兩名男航太員與天宮二號交會對接，不會出現女航太員的身影。
對此，周建平解釋説，我國目前有10多名航太員，每名航太員都希望有飛行機會，但航太飛行安排有一個合理的週期。“如果有更多的航太員能夠參加任務並積累飛行經驗，對我們提高航太員隊伍的全面能力和素質有很大的好處。”
我國現有劉洋、王亞平兩名女航太員。“儘管這次不執行飛行任務，但她們始終在精心訓練。”周建平説，“不久的將來，我國還會有女航太員參加太空飛行。”
中國具備載人登月基本能力
國際上，許多科學家認為，火星是人類應該追求探索的重要目標。中國的火星探測器已進入研製階段。對此，周建平坦言，火星探索是一個非常複雜的工程。
“現階段而言，載人登月才是離人類更近的目標。”周建平認為，在月球上開展探索工作，最終瞄準實現月球資源的開發和利用，“這是登陸火星之前必須要走的途徑”。
“從技術上講，中國航太具備了開展載人登月的基本能力。”周建平説，載人登月在技術上比現階段進行的載人飛行更複雜，規模也更大，要實現這一目標，我國在技術上仍然面臨許多挑戰：需要更大運載能力的火箭、可載人著陸月面並返回的飛行器和新的地月往返飛船……
李中雙、李國利、陳曦（據新華社酒泉9月15日電）
