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天之情與氣之情
空間環(huán)境分系統(tǒng)(全稱：空間環(huán)境監(jiān)測及物理探測分系統(tǒng))主要用于實時監(jiān)測“天宮二號”軌道上的輻射環(huán)境和大氣環(huán)境，實現(xiàn)艙外16個方向的電子、質(zhì)子等帶電粒子的強度和能譜監(jiān)測，以及軌道大氣密度、成分及其時空變化與空間環(huán)境污染效應監(jiān)測等。
現(xiàn)代迷你太空溫室
隨著人類空間活動的深入開展，人類需要飛出地球，在地外空間長期生活和工作。綠色植物可為人類和動物提供必需的食物和氧氣。
在“天宮二號”空間實驗室中將開展兩種代表性的植物——擬南芥和水稻的培養(yǎng)實驗，著重探索在太空環(huán)境中如何控制植物開花結種的技術與方法，為建立保障人類長期空間生存所必需的生命生態(tài)支持系統(tǒng)奠定基礎。中國科學院上海技術物理研究所提供的高等植物培養(yǎng)箱具備在軌培養(yǎng)單元和樣品返回單元，能夠為植物生長提供必需的水分供給以及光照、溫度控制，具備實時可見光圖像和熒光圖像獲取功能，構成了現(xiàn)代的迷你太空溫室，為研究植物在太空的生長發(fā)育提供支持。
天宮里的尖端“數(shù)碼相機”
作為太空實驗室里的尖端“數(shù)碼相機”，寬波段成像光譜儀擁有相當深厚的“內(nèi)力”。相機被安裝在太空實驗室對地觀測面的“肚子”上，有了它，“天宮二號”可謂擁有了“火眼金睛”的本領，看海洋，看大氣，樣樣精通。
天機不可泄露
研制“天宮二號”載荷“量子密鑰分配試驗空間終端”。通過高精度自動跟瞄(ATP)系統(tǒng)與量子密鑰分配地面終端配合，在地面站與目標飛行器之間建立起量子信道，并在此基礎上進行空-地量子密鑰分配試驗。
目標為實現(xiàn)世界上首個基于載人航天空間平臺的空-地量子密鑰分配演示實驗。為載人航天的空地間量子保密通信，以及未來的實用化天地一體廣域量子保密通信網(wǎng)絡建設打下基礎。
空間實驗大管家
如何“玩轉(zhuǎn)”以上高難度載荷任務并保障它們有序、安全地運行下去呢?這就不得不提我們的太空實驗大管家——“空間應用天地支持系統(tǒng)”，它是由有效載荷運控中心統(tǒng)籌規(guī)劃、集中管理，統(tǒng)一控制，天基有效載荷網(wǎng)絡接收地面指令后，調(diào)度有效載荷有序運行，兩者構成天地一體信息大回路平臺。
針對“天宮二號”液橋熱毛細對流實驗中天地實時交互和精細控制的實驗需求和特點，空間應用中心研制了目前我國首個基于虛擬現(xiàn)實技術和基于高速總線網(wǎng)絡的天地一體沉浸式遙科學實驗支持系統(tǒng)，極大提高科學家開展空間科學實驗的效率
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