從無人實(shí)驗(yàn)飛船到模擬載人飛行，從多人多天飛行到圓夢太空行走，短短10多年間，我國航天實(shí)現(xiàn)了一個又一個歷史性跨越。而隨著長征二號F運(yùn)載火箭的即將再次沖天而起，把“天宮一號”送入太空，我國航天向載人空間站時代邁進(jìn)。
“天宮一號”是什么？去太空做什么？天氣會對發(fā)射產(chǎn)生哪些影響？即將“一飛沖天”的“天宮一號”引發(fā)了人們對遙遠(yuǎn)太空的熱情和無限猜想。本網(wǎng)專訪中國氣象局國家空間天氣監(jiān)測預(yù)警中心研究員張效信博士，為您一一解讀。
張效信，中國氣象局國家空間天氣監(jiān)測預(yù)警中心研究員，衛(wèi)星氣象中心空間天氣室主任，博士學(xué)位。曾參加過美國NSF項目、NASA項目、Air Force項目、國家自然科學(xué)基金項目等各大項目以及國家“地球空間雙星探測計劃”。近年來發(fā)表在國內(nèi)外核心學(xué)術(shù)刊物上的論文30余篇。
“天宮一號”已成為另一個象征，標(biāo)志著我國太空技術(shù)能力的不斷提升，是中國太空實(shí)力增長的最新力證。它將推動我國成為繼美國和俄羅斯后世界上第三個建立宇宙空間站的國家，為我國航天強(qiáng)國的地位奠定基礎(chǔ)。
“天宮一號”發(fā)射在即 問天之旅開啟航天新時代
舉世矚目的“天宮一號”并非真正的空間站，而是用于試驗(yàn)我國未來空間站項目所需技術(shù)的首個太空試驗(yàn)平臺，設(shè)計壽命兩年。張效信介紹，“天宮一號”也被稱為目標(biāo)飛行器，顧名思義，就是那個在太空被追逐的目標(biāo)，先行出發(fā)后遨游于太空，等待著它的伙伴神舟飛船與之親密接觸，為最終建設(shè)空間站探出一條“天路”。
實(shí)際上，“天宮一號”本身是一個空間實(shí)驗(yàn)站的雛形，重量（8噸）和神舟七號差不多，主體為短粗的圓柱型，直徑比神舟飛船大，前后各有一個對接口。采用兩艙構(gòu)型，分別為實(shí)驗(yàn)艙和資源艙。
如果“天宮一號”發(fā)射成功，將為實(shí)施航天器空間交會對接飛行試驗(yàn)、突破和掌握交會對接技術(shù)提供交會對接目標(biāo)，初步建立長期無人在軌運(yùn)行、短期有人照料的載人空間試驗(yàn)平臺，為空間站研制積累經(jīng)驗(yàn)。
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航天技術(shù)難點(diǎn)——“空間交會對接”怕“追尾”
張效信風(fēng)趣地比喻，空間實(shí)驗(yàn)室就像是一座空間大廈，是在太空軌道上逐步組裝起來的。當(dāng)各種部件在地面上設(shè)計完成以后，借助“機(jī)器手”，也就是能夠進(jìn)行大運(yùn)載的火箭把大的部件送入到太空。
建設(shè)天宮一號空間實(shí)驗(yàn)室最關(guān)鍵的部分就是“空間交會對接”技術(shù)?！耙朐谔债?dāng)中實(shí)現(xiàn)兩個航天器的對接的確并非易事?！睆埿耪f。太空中的空間實(shí)驗(yàn)室和航天飛機(jī)都是高速運(yùn)行，時速達(dá)28000公里以上（每秒差不多將近8公里）?！霸趯訒r，需要兩個航天器的軸線在同一條直線上，并且相對速度要接近零，這就好比是兩輛急速行駛的汽車，要始終保持1米的距離不追尾，難度顯然非常大。而且相關(guān)各艙室的氣體不能泄漏，艙與艙之間要‘天衣無縫'，接合時需保持平穩(wěn)，不能劇烈晃蕩，這就像是在太空‘?dāng)Q螺絲’。 ”
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什么是空間天氣？對太空運(yùn)行有什么影響？
“常說的雷電暴雨等都屬傳統(tǒng)天氣，而空間天氣領(lǐng)域等于是我們傳統(tǒng)氣象的一個擴(kuò)展，指30公里以上太空中的‘天氣’。
如同天氣有好有壞一樣，空間天氣也有好壞之分。影響“天宮一號”安全運(yùn)行的空間天氣要素主要有：高層大氣阻力、高能帶電粒子、電離層擾動和空間碎片碰撞，它們造成的有害效應(yīng)包括：單粒子事件、表面和深層充電效應(yīng)、總劑量效應(yīng)、軌道衰變、姿態(tài)改變、定軌誤差、通訊中斷和碎片撞擊等。因此，在飛船的發(fā)射和運(yùn)行期間應(yīng)當(dāng)對這些空間天氣要素進(jìn)行連續(xù)的監(jiān)測和預(yù)報，對可能發(fā)生的嚴(yán)重空間天氣擾動事件做出警報，保障飛船的安全。
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氣象人“把脈”空間天氣 保駕護(hù)航
張效信說，發(fā)射“天宮一號”對天氣沒有區(qū)別于其他衛(wèi)星的特殊要求，除非氣象條件非常惡劣，一般可以進(jìn)行發(fā)射。
“在空間天氣中，我們一般用平靜或擾動這樣的詞匯來形容。相對平靜的空間天氣和天氣環(huán)境有利于發(fā)射進(jìn)行。”
“目前太陽活動正處在急速上升階段，惡劣空間天氣事件頻次和規(guī)模都將顯著上升，飛船將面臨惡劣的空間環(huán)境，對飛船的安全運(yùn)行構(gòu)成一定威脅。”張效信表示，國家空間天氣監(jiān)測預(yù)警中心將在太陽活動、空間輻射環(huán)境、地磁活動、粒子沉降、電離層騷擾和碎片空間分布的預(yù)報和警報方面，對“天宮一號”飛船的發(fā)射、在軌運(yùn)行、和返回提供空間天氣保障服務(wù)。
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未來將誕生永久性空間站 感知我國“新騰飛”
談及我國未來空間站的發(fā)展，張效信說，一旦“天宮一號”進(jìn)入其預(yù)定軌道，無人操縱的神舟八號飛船隨后也將發(fā)射。航天員計劃在明年執(zhí)行神舟九號和神舟十號飛行任務(wù)，對天宮一號進(jìn)行兩次造訪，并搭建起一個由互相連在一起的太空艙組成的微型空間站。
“雖然我國的實(shí)驗(yàn)性空間實(shí)驗(yàn)室在尺寸上無法與美國1973年發(fā)射的‘太空實(shí)驗(yàn)室'或前蘇聯(lián)1986年發(fā)射的‘和平’號軌道站相提并論，但這是一個起點(diǎn)?！彪S著國力和技術(shù)的發(fā)展，我國正處于積極建設(shè)空間系統(tǒng)的關(guān)鍵期。2015年前，我國將陸續(xù)發(fā)射“天宮二號”、“天宮三號”，完成真正的小型空間實(shí)驗(yàn)室的搭建。
而2020年前后，我國還將研制并發(fā)射核心艙和實(shí)驗(yàn)艙，在軌組裝成有中國特色的載人空間站，突破和掌握近地空間站組合體的建造和運(yùn)營技術(shù)、近地空間長期載人飛行技術(shù)，并開展較大規(guī)?？臻g應(yīng)用?！斑@個永久停留在太空中的未來空間站，對于年輕的航天國家來說，將是一個偉大的勝利?！?/P>進(jìn)入詳情
結(jié)語
“造船是為了建立空間站，建站是為了科學(xué)實(shí)驗(yàn)。”空間站是航天事業(yè)發(fā)展的一個必然趨勢，它代表著一個國家的航天國力。隨著我國的航天事業(yè)的迅速發(fā)展，人們對于空間天氣的敏感性與日俱增。當(dāng)空間天氣變化十分劇烈時，將會演變成災(zāi)害性空間天氣事件。人類歷史上并不是沒出現(xiàn)過。
“越是發(fā)達(dá)的地方，受空間天氣影響越嚴(yán)重。”對于空間天氣的應(yīng)對，張效信認(rèn)為，必須立足于構(gòu)建“天地一體化探測體系”，著眼于形成完善的空間天氣信息獲取能力、準(zhǔn)確的空間天氣預(yù)警預(yù)報能力等。同時，還要大力科普人們對于空間天氣的認(rèn)識。
