你也有機會在太空做實驗 中國空間站公開征集項目

來源:中國新聞網  2019-08-15 09:17:17
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中國空間站模擬圖神舟傳媒供圖

  近日,中國空間站開通網上申報窗口,面向國內公開征集空間科學實驗和技術試驗項目——

  實習記者 于紫月

  “太空牌”無晶體缺陷的半導體、絕對球形的理想耐磨滾珠……近年來,隨著空間技術的逐漸進步和空間活動規模的逐步擴大,越來越多的“太空產品”誕生。與地球表面迥然不同的環境條件也讓太空成了科學實驗的“寶地”。

  近日,中國空間站開通申報窗口,面向國內科研院所、高校、科技企業公開征集空間科學實驗和技術試驗項目,期望能把空間站建設成國家太空實驗室。

  目前有哪些太空實驗成果給我們的生活帶來了改變?我國空間站與國際空間站相比,實驗條件有何不同?主要能開展哪些科學實驗?帶著一系列問題,科技日報記者采訪了中國科學院空間應用工程與技術中心應用發展中心主任張偉。

  “天差地別” 太空實驗玩轉微重力

  1993年,包括美、俄在內的16個國家開始聯手設計世界上最大的航天工程——國際空間站。目前,其投入使用近20年,已成為國際上最主要的太空實驗平臺。

  “國際空間站已開展了2000余項太空實驗,在生命、流體、材料、燃燒、人體研究等方面取得了很多具有國際影響的科學成果,其中很多成果也正在改變我們的生活。”張偉表示。

  例如,在生命科學與生物技術方面,利用兩種在地球不能混合的液體在太空微重力環境下可以混合的特性,在空間站環境可以優化地球的微型膠囊靜電處理系統,實現濃縮抗腫瘤藥物的特定組配,從而可產生極小的可降解微型膠囊,能用于癌癥治療,實現特定部位的給藥,目前正在走向臨床應用。

  又如,在空間應用技術方面,科學家基于空間站精密機械臂技術開發出了神經臂(NeuroArm),它成為國際上第一種能在核磁共振儀中開展手術的機械臂,從2008年起已有30余人接受了這種機械臂腦腫瘤手術。在燃燒科學方面,空間站開展了碳氫化合物、混合燃料的低溫燃燒實驗研究,發現了“冷焰”新現象,可在地面提高燃油機的效率并減小污染排放,具有很大應用潛力。

  “太空可以提供長期的微重力實驗條件,由重力引起的浮力對流、沉降、分層、壓力梯度等將基本消失,所以流體的運動特性、物質的燃燒特性、材料的制備等都發生了較大的變化,因此利用微重力條件可能揭示重力掩蓋下的物質的特殊規律和生命體對重力的響應機制。”張偉指出。

  此前,歐洲研究人員開展了在太空中飼養小鼠的研究,通過在軌觀測來研究小鼠在太空微重力條件下的特征,并與地面研究結果進行對比,研究太空生活對生命體的細胞、神經系統乃至整個生命體產生的影響,為人類太空探測打下基礎。載人航天過程本就需要對航天員進行細致的醫學監護, 特別是針對骨流失、肌肉萎縮等尋求應對措施, 而這些空間生物醫學成果亦可改進地面治療骨質疏松等疾病的相關醫療水平,促進人類健康。

  “太空技術的成果轉化應用需要較為漫長的過程,阿波羅登月計劃實施后幾十年衍生的技術才逐步得到轉移轉化,而國際空間站現在還在運行,還有很多科技成果的轉化與應用正在路上。”張偉說。

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中國空間站上的實驗柜

  中科院空間應用工程與技術中心供圖

  超越“前輩” 我空間站多項指標將更優

  我國在空間站建設方面也穩步行進。20世紀90年代,我國制定了載人航天“三步走”發展戰略:第一步是發射載人飛船,建成初步配套的試驗性載人飛船工程,開展空間應用試驗;第二步是多人多天飛行、實現飛船與空間艙的交會對接,并發射短期有人照料的空間實驗室;第三步是建造空間站,解決有較大規模的長期有人照料的空間應用問題。

  前不久,天宮二號空間實驗室受控離軌,任務結束,“三步走”戰略中的第二步完美收官,第三步空間站工程將全面展開。我國也由此正式邁進“空間站時代”。

  “我國的空間站將會在多項指標上超過‘前輩’。”張偉指出,我國空間站開發了密封艙內10余個先進的科學實驗柜和密封艙外的科學設施,與國際空間站相比,實驗柜和科學設施的主要技術指標更為先進,空間實驗觀測手段更全面、觀測的分辨率更高,能夠長期支持開展多學科的科學實驗。

  張偉舉例,我國空間站無容器材料實驗柜具備高達3000攝氏度的材料加工與實驗條件,遠高于2100攝氏度的國際空間站同類實驗裝置,且通過更先進、更完備的在軌觀測手段,能夠在太空進行多種新型材料的制備研究。另外,在艙外的光學巡天望遠鏡,其分辨率與哈勃望遠鏡相當,但視場是哈勃望遠鏡的數百倍,可開展大規模的光譜巡天觀測研究和重點天區的精細化觀測,預期在暗物質性質、暗能量本質、宇宙起源與演化等方面可取得一批具有國際影響的研究成果。

  “以前,我們在空間的實驗機會非常有限,雖然在神舟飛船、天宮二號空間實驗室上面開展了一定規模的實驗,但是能夠開展的項目數量還是有限的。有了空間站這個平臺,我們就可以滾動實施幾百項甚至上千項科學實驗。”張偉坦言,近年來,我國空間技術迅速發展,但空間科學進展相對滯后,因此,希望這些空間站實驗能使我國空間科學領域研究水平再上一層樓。此外,通過相關研究,還可以掌握人在太空長期生存時要解決的關鍵問題,突破相關關鍵技術,為人類今后在太空長期生存與活動奠定基礎。

  敞開胸懷 普通人也可申報實驗項目

  事實上,我國空間站早已敞開胸懷,向世界打開了太空合作的大門。6月12日,在聯合國外空委第62屆會議期間,中國載人航天工程辦公室與聯合國外空司共同宣布了聯合國/中國圍繞中國空間站開展空間科學實驗的第一批項目入選結果,來自17個國家、23個實體的9個項目成功入選。

  目前正在向國內征集項目的時間也將持續到8月底。張偉透露,即便錯過了這次也尚有機會,我國空間站每兩三年就會征集一輪。此次征集項目主要包括空間生命科學與生物技術、微重力流體與燃燒科學、空間材料科學、微重力基礎物理、空間天文與天體物理學、空間物理與空間環境、空間地球科學及應用、空間應用新技術、航天醫學、航天技術試驗等領域和方向。由于空間站的建造是按照核心艙、實驗艙Ⅰ、實驗艙Ⅱ的順序發射的,每個艙裝載有不同學科的研究裝置和設施,而且將在軌運行10年以上,因此將依次在不同學科領域持續獲得突破性研究成果。

  我國航天工程向來科研與科普并舉。就像2013年轟動全國的神舟十號航天員王亞平“太空授課”一樣,此次空間站項目征集也有科普項目的一席之地。“空間站不止局限于科研人員,大學生、高中生如果有好的想法和創意,也可能在太空中實現。”張偉說。

  記者了解到,當初神舟十一號便攜帶了6只蠶幼蟲度過了長達31天的“太空之旅”,而這個“太空養蠶”計劃就是香港中學生提出的。在張偉看來,航天員在軌完成這些實驗,有助于中小學生認識了解微重力環境中事物的變化和規律,在他們心中播下一顆科學的種子。

  值得一提的是,我國太空實驗也將不再是航天員的“專利”。“科學家也是有機會上天的,如果身體過關的話,科學家可以參加載荷專家選拔,有希望去太空操作自己的實驗。”張偉說。

[ 責任編輯: 衣巖偉 ]
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