中國空間站的科學實驗與應用 探索微重力和輻射環(huán)境下的物質(zhì)規(guī)律

中國載人航天工程三十年成就展近日在國家博物館展出，向公眾展示了空間站組合體、天和核心艙等模型。去年年底中國空間站全面建成后，工程已轉(zhuǎn)入應用與發(fā)展階段。

作為中國航天史上規(guī)模最大、長期有人照料的空間實驗平臺，建成后的中國空間站成為國家太空實驗室，三艙部署的多個實驗柜可在四大領域開展上千項科學實驗，惠及地球上普通人的生活。

為何建：長期穩(wěn)定的微重力和輻射環(huán)境

為何要在距地球400公里外的近地軌道建設國家太空實驗室？中國科學院空間應用工程與技術中心應用發(fā)展中心主任張偉表示，“和地球上普通的實驗室相比，國家太空實驗室的獨特優(yōu)勢在于它能提供長時間、穩(wěn)定的微重力和輻射環(huán)境，這有助于開展探索宇宙起源、揭示物質(zhì)本質(zhì)和運動規(guī)律的基礎性科學實驗，以及面向空間生命科學、材料科學等一系列實驗。”

“在地球上，生命體和物質(zhì)受到重力的作用，某些本質(zhì)規(guī)律會被掩蓋�？臻g站的重力只有地球表面的千分之一到萬分之一，在微重力條件下有希望發(fā)現(xiàn)被重力掩蓋的物質(zhì)本質(zhì)規(guī)律。”張偉說。

此外，由于大氣的吸收和干擾，宇宙中的伽馬射線、X射線、紫外線、紅外線和超長波等無法在地面有效觀測到，相關譜段的天文觀測需要發(fā)射探測器到太空中開展觀測。按計劃，未來中國還將發(fā)射巡天空間望遠鏡。這個口徑2米、視場比哈勃望遠鏡大350倍的航天器將與中國空間站共軌飛行，有望促進中國光學天文的飛躍式發(fā)展。

從國家科學戰(zhàn)略發(fā)展的角度看，國家太空實驗室投入使用，有望讓中國空間科學和應用再上新臺階。

研究啥：四大領域開展上千項科學實驗

按照規(guī)劃，中國空間站三艙組合體在軌運行壽命不少于10年，并可通過維修維護延長使用壽命，為空間科學實驗提供長期穩(wěn)定的實驗平臺。張偉指出，未來10年將是中國空間科學發(fā)展的重要機遇期，有望推動中國空間科學領域進入國際先進行列。

中國空間站部署了多個科學實驗柜，其中問天實驗艙主要面向空間生命科學研究，夢天實驗艙則主要面向微重力科學研究。通俗地說，這些科學實驗柜相當于把實驗室搬進太空，方寸之大卻可滿足多項科學研究與應用項目的研究需求，其復雜程度不亞于一顆衛(wèi)星，里面配置了不少先進的實驗“神器”，將在空間科學實驗中發(fā)揮“神力”。

張偉表示，國家太空實驗室未來可在四大領域展開上千項科學實驗，覆蓋學科領域廣，是支持多領域科學研究的獨一無二的綜合平臺，同時也是開展國際合作和科普教育的重要平臺。

中國空間站也受到國際科學界的廣泛關注，國外大批科學家表達了積極參與中國空間站研究的意愿。目前，來自瑞士、波蘭、德國、意大利等17個國家的9個科學實驗項目被確定入選中國空間站。后續(xù)中國空間站還將支持開展載荷聯(lián)合研制、合作科學研究等更加廣泛、更加深入的國際合作，將大大加強中國空間科技領域的國際影響力。

在不久的將來，前往中國空間站執(zhí)行任務的航天員乘組中還將出現(xiàn)載荷專家的身影，有望取得更多更好的科研成果。分析認為，屬于中國空間科學的春天已經(jīng)到來。