科学家介绍中国天宫空间站的设计和应用前景
信用:uux.cn/空间:科学与技术据北京理工大学出版社有限公司：中国的载人航天工程是在1992年批准的，有一个三步走的战略计划，建造空间站是这个计划的最终目标。
2010年9月，中国载人空间站工程正式立项。
2021年4月29日，天和核心舱在海南文昌飞船发射场由长征五号乙运载火箭成功发射进入预定轨道。
按照计划，通过11次发射和在轨任务，
【菜科解读】
天宫空间站配置图。
信用:uux.cn/空间:科学与技术据北京理工大学出版社有限公司：中国的载人航天工程是在1992年批准的，有一个三步走的战略计划，建造空间站是这个计划的最终目标。
2010年9月，中国载人空间站工程正式立项。
2021年4月29日，天和核心舱在海南文昌飞船发射场由长征五号乙运载火箭成功发射进入预定轨道。
按照计划，通过11次发射和在轨任务，中国完成了组装并开始空间站的正式运行。
随着天宫空间站的建成和运行，中国将成为继苏联和美国之后第三个能够独立建造和运行空间站的国家。
中国空间技术研究院航天器系统工程研究所的专家在《空间:科学与技术》杂志上发表的一篇研究论文中，介绍了天宫空间站的设计，总结了天宫空间站的技术特点，并讨论了空间站的未来应用和发展。
首先，介绍了天宫空间站的总体方案设计。
总体而言，天宫空间站呈T形结构，天和核心模块位于中间，两个实验模块，即问天和蒙恬，分别组装在两侧。
天和核心模块配置图。
信用:uux.cn/空间:科学与技术问天实验模块配置图。
信用:uux.cn/空间:科学与技术天和核心舱由三部分组成:节点舱、生命控制舱和资源舱。
它的轴向总长度为16.6米，最大直径为4.2米。
文天实验舱由三部分组成:工作舱、气闸舱和资源舱。
它的轴向长度为17.9米，最大直径为4.2米此外，一个小型机械臂、一个实验平台和一个桁架结构布置在模块外部。
蒙恬实验舱由四部分组成:工作舱、货物气闸舱、负载舱和资源舱。
它的轴向长度为17.9米，最大直径为4.2米两个用于暴露有效载荷的可展开平台安装在载荷舱外面，发射后在轨道上展开。
此外，天宫空间站有三个对接舱口:前向 主要用于与载人飞船和巡天太空望远镜对接，后向 主要用于与货运飞船对接，径向 主要用于与载人飞船对接。
在系统功能设计方面，控制和推进系统包括控制力矩陀螺、反作用控制系统、推进剂加注系统和霍尔电推进系统。
能源系统配备了大面积的柔性太阳能电池阵列。
载人环境系统拥有完整的再生和非再生生命保障系统。
机械臂是大型七自由度机械臂和小型七自由度机械臂，具有丰富的视觉测量、关节扭矩和末端执行器力传感器。
舱外活动由天和核心舱的节点舱和文天实验舱的气闸舱支持。
船员住所提供不小于110 m3的活动空间。
作者随后总结了先进性的技术特征。
总的来说，天宫空间站的技术特点主要体现在四个方面:先进的设计理念中国对天宫空间站采用统一的设计框架和技术系统，在此框架下，所有三个模块的GNC、能源、信息、热控和载人环境系统将相互连接，共同工作。
此外，空间站有效地整合了模块间资源，从而提高了其整体能力和系统可靠性。
新技术的高比例空间机械臂、物理化学再生式生命保障、这个空间站的大面积柔性太阳帆板，都是我国首次在轨应用的全新技术，应用难度和开发风险都很高。
此外，天宫空间站体现了设备和系统层面的高度智能。
极佳的性价比根据中国的国情和建设成本和应用效益的实际需要，相对于国际空间站和和平号空间站，天宫空间站的规模适中。
此外，由于建设和运营更加经济合理，它在发电效率、应用支持能力、建设方式、补给需求等方面都具有优势。
安全高效的住宅天宫空间站的设计符合以人为本的理念。
该设计不仅确保了乘员在轨的安全性和舒适性，还注重支持乘员智能的有效发挥。
开发人员欲为国际空间站打造空间代理认知架
即便如此，AI 仍有着积极的意义，即便它像极了 20 世纪 60 年代拍摄的科幻影片《2001 太空漫游》中的 HAL-9000 。
据报道，开发人员欲为国际空间站打造一套名叫空间代理认知架构（简称 CASE）的系统，它是 AI 开发者 Pete Bonasso 的心血结晶。
电影海报 正如 Space.com 报道的那样，当 Bonasso 看到 Stanley Kuick 在 1968 年拍摄的《2001 太空漫游》这部电影时，就对人工智能技术陷入了深深的痴迷。
所以现在，他才想要打造一个不那么致命的 HAL 。
据悉，CASE 旨在管理空间站的所有重要系统，为宇航员们提供活力支撑。
它是一套基于三层分级式系统，各层可处理对应的特定任务。
第一层是系统其余部分的基础，其允许 CASE 接入摄像机和机器人硬件，以便顺利完成工作。
第二层监控所有持续运转的系统，掌管空气等生命支撑程序。
第三层则是处理调度和效率。
Bonasso 解释到：我的同事和 NASA 的伙计们并不担心这套 HAL AI 系统会失控，因为在编程的时候，就对其能够做那些事进行了限定。
在首轮测试中，CASE 对一套与世隔绝的虚拟系统，持续了大约 4 小时的接管。
虽然距离现实应用很有很长一段路要走，但目前它已迈出了重要的一步。
时间膨胀：相对论中的时间奇观
时间膨胀的影响因素在相对论的框架下，时间的流动速度受到速度和重力的影响。
首先，速度对时间的流动速度产生影响。
在假设场景中，如果我们驾驶一艘飞船以接近光速的速度飞行，然后返回地球，我们会惊讶地发现，时间在飞船中相对地球而言是变慢了的，我们的朋友们变老了，而我们依然年轻。
这并不是神奇的抗衰老药物产生的效果，而是因为光速的不变性所要求的结果，也就是时间膨胀的表现。
为了保持光速在所有惯性参考系中不变，宇宙必须让以高速运动的物体的时间变慢。
这种时间膨胀现象，虽然在我们的日常生活中体验不到，但却在高速粒子加速器等实验中得到了验证。
其次，重力对时间的流动速度也产生显著影响。
爱因斯坦的广义相对论告诉我们，物体的质量会弯曲空间和时间的结构，就像一个重物在橡皮布上形成的凹陷一样。
在强重力的环境中，例如黑洞附近，时间会相对变慢。
这也是为什么地球表面的时间比空间站中的时间慢的原因。
虽然这种影响非常微小，但它确实已经通过精确的实验验证。
时间膨胀在实际生活中的应用在我们的日常生活中，由于速度和重力对时间的影响非常微弱，时间膨胀的效应可以被忽略不计。
然而，在一些高精度科学实验和技术应用中，例如全球定位系统（GPS），时间膨胀效应必须被考虑进去，以避免引起位置误差。
GPS系统依赖于卫星发射的信号来确定地球上的位置，然而，由于卫星与地球表面之间存在的重力差异，导致卫星上的时间相对于地球上的时间稍微变慢，如果不对时间膨胀进行修正，就会导致定位的不准确。
另外，时间膨胀还在一些科学研究领域中发挥着重要的作用。
例如，在粒子物理学研究中，加速器实验可以通过观察高速粒子的寿命来研究时间膨胀效应。
这些实验不仅有助于验证时间膨胀的理论，还可以为我们提供更深入的了解粒子物理学和宇宙的起源。
时间膨胀与时间旅行的潜力时间膨胀常常被描述为时间旅行的可能性，然而现实情况并不如此简单。
虽然理论上，接近光速的飞行可以让我们进入未来，但实际上以接近光速运行的飞船所需要的能量超出了我们目前的科技水平，而且还需要解决许多如生命维持、辐射防护等问题。
此外，尽管时间在强重力的地方会变慢，例如黑洞，但靠近黑洞会面临严重的危险，因为我们很可能被黑洞的强大引力撕裂。
虽然时间膨胀不能直接实现时间旅行，但它仍然是一个令人着迷和重要的物理现象。
它为我们揭示了时间的本质和宇宙的运行机制，推动了科学和技术的进步。
正因为如此，时间膨胀仍然是物理学家们的研究重点。
通过探索接近光速飞行、探索黑洞奇特性等研究，我们可能会发现新的物理定律，开发出新的技术，进一步接近揭示宇宙奥秘的目标。
结语时间膨胀是由相对论引发的一项重要物理现象，它揭示了时间的复杂性和相对性。
在我们的日常生活中，我们难以察觉时间膨胀的存在，但它在一些科学实验和技术应用中起着关键的作用，例如GPS系统的精确定位。
尽管时间膨胀不能直接实现时间旅行，但它仍然激发了人们对时间探索的想象和勇气，推动了科学的不断发展。
