焦點訪談：太空實驗 求索天地間

（原標(biāo)題：焦點訪談：太空實驗 求索天地間）

央視網(wǎng)消息（焦點訪談）：去年年底，中國空間站正式在軌建造完成，中國載人航天進(jìn)入到了應(yīng)用與發(fā)展階段，空間實驗和試驗成為載人航天工程最重要的任務(wù)。8月18日，中國載人航天工程辦公室召開了載人航天工程空間應(yīng)用與發(fā)展情況介紹會，集中介紹載人航天工程立項實施以來，特別是空間站建造期間，空間科學(xué)、空間應(yīng)用、空間技術(shù)領(lǐng)域取得的進(jìn)展成果，以及未來發(fā)展前景。太空實驗室里究竟能做哪些科學(xué)探索？又跟我們有著怎樣的關(guān)聯(lián)呢？

(資料圖)

水稻種子第一次在太空中發(fā)芽、抽穗、長出新的稻種，第一團(tuán)火苗受控在中國空間站燃燒30秒，航天員在空間站里進(jìn)行世界上首次太空中的冷原子干涉實驗……中國空間站開建兩年多，已經(jīng)實施了110個空間科學(xué)研究與應(yīng)用項目。

中國載人航天工程新聞發(fā)言人、辦公室副主任林西強(qiáng)：“我們規(guī)劃計劃的空間應(yīng)用項目正在持續(xù)滾動開展，其中有些項目已經(jīng)取得了階段性成果，正在開展成果應(yīng)用和轉(zhuǎn)化。有的項目正在軌開展實驗和測試，有的項目將隨后續(xù)的神舟飛船和天舟飛船上行?！?/p>

載人為建站，建站為應(yīng)用。31年前開始的中國載人航天事業(yè)，一步步按照工程計劃不斷推進(jìn)，順利進(jìn)入了空間站應(yīng)用與發(fā)展階段，各類實驗和試驗在航天員的工作中比重越來越大。那么，究竟有哪些實驗和試驗必須到天上去做？地面的科學(xué)家們又能怎么參與呢？

探究太空里的生命搏動

此前，航天員在“天宮課堂”上展示了在太空中觀察到的心肌細(xì)胞活動的樣子，細(xì)胞在太空里失去了重力的作用、接受比地面更多的宇宙輻射，會發(fā)生什么變化？其他生命體又會如何？中國國家太空實驗室建成后，探索生命在太空里長期生存的表現(xiàn)就成了重要的內(nèi)容。

余路陽是浙江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授，他和同事王金福教授負(fù)責(zé)的細(xì)胞研究項目就是專門研究空間微重力對人體干細(xì)胞分化成骨細(xì)胞的影響。

余路陽：“在地面我們可以模擬，但是達(dá)不到真正在太空中失重的狀態(tài)，所以必須要到太空中真實的環(huán)境下。去年11月份我們搭載了天舟五號到太空中。”

早在天舟一號飛船升空時，就曾經(jīng)把細(xì)胞帶上過太空，但是當(dāng)時除了固定攝像機(jī)拍攝下了一些細(xì)胞形態(tài)變化的畫面，科學(xué)家無法得到更多的信息。但今年6月，隨著神舟十五號飛行乘組的返回，科學(xué)家等來了從太空返回的細(xì)胞。

返回地面兩個多月后，余路陽和同事們已經(jīng)對這些細(xì)胞進(jìn)行了初步的研究，印證了之前的一些發(fā)現(xiàn)，在太空中，原本應(yīng)該分化成骨細(xì)胞的干細(xì)胞分化出現(xiàn)了異常。

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，這個過程與骨質(zhì)疏松有些相似，這些基礎(chǔ)領(lǐng)域的發(fā)現(xiàn)將為今后的太空生活和地面醫(yī)療提供有力幫助。

從神舟一號飛船升空開始，每一次載人航天發(fā)射幾乎都安排了科學(xué)實驗和試驗。今天，中國空間站已經(jīng)擁有了問天、夢天兩個專門的實驗艙，可以滾動開展上千項科學(xué)實驗。但是，因為神舟飛船主要為航天員乘坐設(shè)計，每次有乘組返回地面只有一小部分實驗的結(jié)果會一起被帶回，每一個拿到返回地面船票的實驗樣品都意義重大。

中國載人航天工程空間應(yīng)用系統(tǒng)副總指揮、中國科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心副主任王強(qiáng)：“我們要從方方面面綜合權(quán)衡來確定，到底要不要下行，包括返回的必要性、返回的科學(xué)意義。我們加強(qiáng)了戰(zhàn)略研究和科研選題工作，圍繞一個方向久久為功，才能夠解決一些重大的科學(xué)問題?！?/p>

太空“煉丹”鍛新材

一個個細(xì)長的陶瓷管整齊地掛在爐子里，在中國空間站夢天實驗艙里有一個高溫材料科學(xué)實驗柜，里面的每一個管子都裝有不同材料做成的料棒。在空間站里，它們會經(jīng)歷幾十小時甚至上百小時的高溫考驗，鍛煉成材。

中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所研究員、空間站高溫材料科學(xué)實驗系統(tǒng)主任設(shè)計師劉學(xué)超：“這個就好比‘煉丹’。我們可以煉不同種類的‘丹’，現(xiàn)在選擇材料的樣品就是瞄準(zhǔn)國家重大需求的。比如一些金屬高溫合金，一些先進(jìn)的半導(dǎo)體材料，還包括一些新型的藥物材料、生物材料、納米材料、能源材料等?！?/p>

天地合作是空間站開展科學(xué)實驗和試驗的重要方式，航天員在太空開始一項實驗后，地面科學(xué)家會在中國科學(xué)院空間應(yīng)用中心的載荷運(yùn)控大廳里通過實時畫面或數(shù)據(jù)的傳輸，了解整個實驗情況，并與航天員保持聯(lián)系。

中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所高級工程師、空間站高溫材料科學(xué)實驗系統(tǒng)副主任設(shè)計師潘秀紅：“一旦開機(jī)，不管是測試也好，做實驗也好，最少要20個小時。航天員即使不操作，但是要時刻待命，萬一出現(xiàn)異常情況能夠及時處理?！?/p>

上天后半年多的時間，高溫材料實驗柜已經(jīng)完成一批次科學(xué)實驗，并且有五份樣品已經(jīng)回到了地面。一塊銀灰色材料看起來其貌不揚(yáng)，它卻是第一批在空間站“煉丹爐”里接受高溫考驗、制備的材料——硒化銦半導(dǎo)體材料。

上海電機(jī)學(xué)院副教授林思琪：“硒化銦材料可以任意彎曲和折疊，表現(xiàn)出非常優(yōu)異的柔性性能，適用于制作晶體管材料，可能會帶來另外一場革命?！?/p>

今天，許多電子設(shè)備向可折疊、便攜帶方向發(fā)展，柔性半導(dǎo)體材料不僅是市場急需的原料，也是接下來科技發(fā)展重要的基礎(chǔ)材料，硒化銦就是這樣的材料。但是，在地面制備（這種材料）時，因為重力的作用材料容易出現(xiàn)各種缺陷。這一次在太空中做實驗，明顯不同。用高溫爐在太空“煉丹”，并不是空間站建成后才開始的。

王強(qiáng)：“在天宮二號做的新型材料實驗，在地面上直接轉(zhuǎn)化到產(chǎn)業(yè)界，在系列性的智能產(chǎn)品里選用了我們這樣的材料，直接給國民經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生了服務(wù)效應(yīng)。”

各項返回地面的實驗樣品不斷服務(wù)著科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，而另一些科學(xué)試驗雖然沒有樣品返回地面，研究成果也同樣重要。

向著更廣更遠(yuǎn)的太空

去年12月，?？吭谥袊臻g站后向?qū)涌诘奶熘畚逄栵w船，向外彈射了一顆方方正正的衛(wèi)星，名叫“澳門學(xué)生科普衛(wèi)星一號”。傳統(tǒng)的衛(wèi)星上天主要靠火箭，而這一顆衛(wèi)星卻是由天舟五號飛船帶上天后，和空間站共同飛行一個多月才開始自己的太空之旅。

航天科技集團(tuán)五院衛(wèi)星應(yīng)用技術(shù)人員洪元：“利用空間站來發(fā)射衛(wèi)星，整個應(yīng)用模式上會更加靈活，需求面可以更廣。我們可以在空間站原有的軌道實施發(fā)射，也可以利用應(yīng)急燃料擇機(jī)變換到需要的軌道進(jìn)行發(fā)射。”

要在太空中從空間站、貨運(yùn)飛船發(fā)射衛(wèi)星，需要一個特殊的彈射機(jī)構(gòu)——微納星部署發(fā)射器。一方面要用不大不小剛剛好的力量把衛(wèi)星按照預(yù)定的速度和方向推出去，另一方面還要保證處于休眠狀態(tài)的衛(wèi)星在太空里飛行一段時間后各項性能依然達(dá)標(biāo)。

在太空里帶上能隨時發(fā)射的小衛(wèi)星，就像是在出征遠(yuǎn)洋的大船上帶上輕巧的沖鋒艇，遇到緊急情況可以快速響應(yīng)。

空間站是我們更好探索太空奧秘的第一站，而要探索更遠(yuǎn)的深空，還有一些準(zhǔn)備也需要盡早開始。一臺名叫斯特林熱電轉(zhuǎn)換試驗裝置的設(shè)備，名字雖然復(fù)雜，功能卻很明了。

航天科技集團(tuán)五院衛(wèi)星應(yīng)用技術(shù)人員閆春杰：“目前，空間用的比如太陽能電池依賴于太陽能，在將來深空探測，比如探測木星、火星，太陽能就遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及了，斯特林熱電轉(zhuǎn)換是一種效率非常高的把熱源轉(zhuǎn)換成電能的轉(zhuǎn)換方式，這個實驗成功以后，就可以用斯特林熱能轉(zhuǎn)換成電能，進(jìn)行空間的能源應(yīng)用?！?/p>

在國際上，這個設(shè)備熱能轉(zhuǎn)化成電能的效率已經(jīng)超過了20%，我國的設(shè)備在地面早已達(dá)到了這個標(biāo)準(zhǔn)。但是太空里各項環(huán)境條件不同的情況下究竟表現(xiàn)如何？2022年底，它在中國空間站夢天艙迎來了關(guān)鍵的在軌測試。

航天科技集團(tuán)五院衛(wèi)星應(yīng)用技術(shù)人員張安：“最終效率達(dá)到了24.72%，整機(jī)運(yùn)行輸出參數(shù)優(yōu)于地面，證明機(jī)器非常適合空間環(huán)境，也就非常適用于未來空間任務(wù)的需求。”

既著眼地面，又放眼未來，中國載人航天的科學(xué)應(yīng)用與發(fā)展將在各個領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用。

節(jié)目里的這些實驗只是中國空間站上千個滾動實驗當(dāng)中的一小部分。太空實驗室的產(chǎn)生和發(fā)展，是科技的進(jìn)步，也包含著我們對太空的不盡探索，而要用好它，就需要更多科學(xué)家的參與。今年夏天，中國載人航天工程辦公室發(fā)布空間科學(xué)與應(yīng)用項目征集，正在空間站執(zhí)行任務(wù)的我國首位載荷專家桂海潮也發(fā)出了邀請，誠邀科技界同仁一起去“天宮”做實驗。我們也期待有更多的中國科學(xué)家在中國人自己的太空之家里實現(xiàn)創(chuàng)意，獲得更多造福人類的新發(fā)現(xiàn)。

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