三十年河東三十年河西 中國空間站快成了 NASA 腸子都悔青
今天有條令人振奮的新聞：問天實驗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。
這問天實驗艙是幹嘛的？對於咱們來說又有啥意義？
對於問天跟天和，或許有人感覺陌生，但「 中國空間站 」這個詞應該都挺熟悉吧？天和核心艙、問天實驗艙是中國空間站的重要構成組件，如今這兩成功對接，後續再接上夢天實驗艙，中國空間站差不多就成了。
要世超來說，這事多少有點 「 三十年河東三十年河西 」 的爽感。
原本太空中只有國際空間站，主要話事人是美國，其他國家看臉色蹭着開展太空科研，2011 年美國通過沃爾夫條款將中國排除在國際空間站項目之外。
現在咱航空航天技術飛速發展，馬上要有自己的空間站了，相當揚眉吐氣。
原本 NASA 的局長還說要把沃爾夫條款永久化，頗有點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 」 ~
扯遠了 ~
現在，讓咱再來認識一下，咱們的空間站。按照原有規劃，咱們要通過發射天和核心艙、問天實驗艙和夢天實驗艙，以及 4 艘神舟載人飛船和 4 艘天舟貨運飛船，2022 年前後完成空間站在軌建造。
最終 「 三船三艙 」 完整形態▼
天和核心艙是空間站最重要的組件，相當於中樞，操控、管理整個空間站。
參數咱就不列了，結構分為大柱段、小柱段、資源艙、節點艙和後端通道。
大柱段是工作區，工作和實驗在這完成，小柱段是生活區，睡眠、衛生都在這解決。
另外，天和核心艙設置了 3 個對接口和 2 個停泊口，對接口用來跟連接實驗艙，停泊口用來 「 收快遞 」 ，接受飛船們送上來的物資。
那兩個實驗艙是幹啥的呢？
問天實驗艙的兩個主要用途：給核心艙做備份和太空生命科學的研究。
首先，它具有核心艙的部分關鍵功能，在需要時，它能一定程度接管、操作空間站。
同時，內部部署了生命生態、生物技術和變重力科學等實驗櫃。
這些實驗櫃都是模塊化設計，每個都相當於一個小型太空實驗室，一個實驗櫃可以滾動支持幾百項科學實驗。
變重力科學實驗櫃▼
這些實驗有啥意義呢？
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。通過艙內生物培養相關實驗櫃，咱們能在太空環境下對 「 小薇 」 的一生進行研究。觀察它如何從種子發育成幼苗、植株，最後開花結籽，完成整個生命周期。
為啥一定要在太空做這些研究？因為太空有微重力，還有輻射等，總之，有地球所不具備且很難模擬的環境。
如果我們能把握植物在太空的生長規律，那麼未來無論是去月球，還是去火星，咱們都可以種地吃飽 ~
在此之前，太空中的農活咱們就要辛苦航天員先做做了。
未來，很快夢天實驗艙也會上去，夢天實驗艙包括工作艙、貨物氣閘艙、載荷艙、資源艙四部分。
它主要負責微重力科學研究，配置了流體物理、材料科學、燃燒科學、基礎物理以及航天技術試驗等多學科方向的實驗櫃。
舉個栗子，混凝土。假如以後人類要去外太空，那是不是要建房子？怎麼建呢？肯定不是從地球上運輸，畢竟往火星上運一塊磚費用超過 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築材料，但混凝土這玩意聽起來簡單，微觀結構很複雜。在微重力環境下，混凝土是否能夠硬化？微觀結構跟在地球上有啥區別？
類似這樣的問題，都是我們需要去解答的。
此外，夢天實驗艙還將建立世界上第一套由氫鍾、銣鍾、光鍾組成的空間冷原子鐘組，構成在太空中頻率穩定度和準確度最高的時間頻率系統。
官方的說法是，這能幫助開展對引力紅移、精細結構常數測量等前沿科學研究。
聽起來很遠？
但「 精準的時間 」本身，在咱們生活中其實運用很廣。
比如在衛星定位里，每一顆衛星都在不斷發射包含位置和時間的無線電信號，而且能精確到一米以內和十億分之一秒。
一旦有誤差，即使誤差只有 0.1 秒，再乘以光速，衛星定位就會差之千里。
我國的北斗衛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。
星載氫原子鐘結構圖▼
除了航天系統之外，電網、金融、通訊、交通、氣象等領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。當不同的電網設備進行併網時，如果時間不一致，你的波峰波谷就不一致，輕則帶來多餘的能量損耗，重則就會直接短路，造成大規模停電和電網癱瘓。
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力有了新的飛躍。未來這些太空科研項目會助力各種前沿科學問題突破，讓人類的科技生活邁上新的台階。
