中国太空实验室接地气 学生可提交科普实验项目

学生可提交科学实验项目科学家或飞天自行做实验

中国空间实验室接地气

2018年珠海航展上展出的中国空间站核心舱模型。已发布by 新华社

中国空间站结构。中国载人航天工程办公室官网

中国预计2020年发射空间站核心舱，2022年左右发射实验舱I和实验舱II。之后，这三个模块将形成“T”形结构。构成一个完整的空间站。该空间站预计在2022年后开始运行，并将在轨运行10年以上。

自中国空间站计划实施以来，“我们在空间站上做什么”一直是公众关注的问题。事实上，“做实验”是一项重要的任务——空间站将支持大量的科学研究和实验。

此前，来自17个国家的9个项目成为中国空间站科学实验首批国际合作项目。目前，中国空间站已开始正式申请国内公开征集空间科学实验和技术测试项目。

太空实验有得天独厚的优势

太空环境很复杂，我们为什么要在太空做实验呢？这是因为利用载人航天进行科学实验具有诸多优势。首先，它可以提供长期的微重力实验条件，揭示物质在重力覆盖下的特殊规律。在微重力环境中，很多物质的规律都会发生变化。比如重力引起的浮力对流基本消失了，燃烧特性发生了变化。这只是一种扩散燃烧。二是宇航员可以在轨道上进行实验，更换实验设施和实验设备，进行长期实验。第三，在一定的轨道高度，便于进行天文观测和地球观测。在太空中观察，天文望远镜不受大气的干扰。空间站可在1.5小时左右绕地球一圈，每3天覆盖地球大部分陆地，可对地球进行快速扫描和观测。第四，可以通过世界将实验样品带回地面，在地面对样品进行长期研究，有新的发现。

至于空间实验的价值，人类进行了很多探索。例如，欧洲率先开展了太空饲养老鼠的研究。通过在轨观测研究微重力条件下太空小鼠的特征，并与地面研究结果进行比较，以了解太空生活对生命的影响，需要六个月的时间。对人体细胞、神经系统，乃至整个生命体有何影响，为人类太空探索奠定基础。再比如，科学家在国际空间站进行微重力燃烧实验，发现了“冷焰”的特殊现象，即火焰熄灭后物质仍在燃烧，即在很低的温度下燃烧不会停止。温度条件。利用这种现象可以提高发动机特别是柴油机的燃烧效率，使发动机的污染排放量更小，对发动机的设计和改进具有重要的指导作用。

实验条件先进、丰富

中国空间站将成为能够满足各种实验需求的先进空间实验室。一方面，实验舱内设有大量科学实验柜，支持生命科学、流体科学、材料科学、基础物理等各个方向的科学实验。比如在基础物理方面，我们会安排一个超冷原子实验室，研究温度接近绝对零摄氏度的超冷原子气体的一些特殊物理规律。中国空间站拥有高精度冷原子钟时频系统，精度可达30亿年，误差小于1秒，可为导航等用途提供参考频率和时间信息。另一方面，机舱外有一些标准的负载适配器，也有一些用于悬挂大负载的挂点。舱外可以进行天文观测、地球观测、空间物理研究。此外，通过宇航员，可以升级或改变实验条件，进行更多的实验。

说到实验条件，人们自然会想到运行中的国际空间站。相比之下，中国空间站的实验条件如何？答案是“从后面来”。就实验柜而言，中国在设计和实验参数上都取得了进步。比如加长空间站材料实验室机柜的加工温度，国际空间站达到2000多摄氏度，中国达到3000摄氏度。

要具备以上的实验条件，无疑是非常困难的。就实验柜的发展而言，需要克服各种困难。一是确保可靠性和安全性。所有实验设施不得影响宇航员的生活，不得有危险因素。例如，燃烧实验必须是可控的，不能引起火灾。第二，应用特殊的控制方法。空间站上的大部分实验都是自主完成的。无论是样品输送、分析等实验过程，还是观测设备的计时、定点观测，都需要制定不同于地面的控制方法。难度可想而知。例如，如果你想在太空中饲养一只老鼠，你需要为它提供氧气、水和食物，但它却漂浮在太空中。什么样的设计可以让它吃东西喝水？小鼠也会产生大量的粪便和尿液，这些废物需要定点排出。在狭小的空间内，要长时间（至少半年）解决这些问题是非常困难的。

创新和可实现性至关重要

这个呼吁是针对国内科学家的。实验项目包括空间生命科学等十多个研究方向，对动物、植物、微生物、细胞等进行研究；流体科学，研究微重力流体下的一些特殊规律；并开展基础物理和超冷原子物理。研究和理解超冷态原子的规律。此外，舱外的大型设施用于观测宇宙，研究宇宙的起源和演化，研究黑洞和暗物质。

文章来源：《分析试验室》 网址: http://www.fxsys.cn/zonghexinwen/2021/0831/1136.html