空間站是干什么的

　　空間站又稱太空站、航天站。是一種在近地軌道長時間運行、可供多名航天員巡訪、長期工作和生活的載人航天器。

　　空間站在科學研究、國民經濟和軍事上都有重大價值。它有下列用途：天文觀測：在航天站上進行天文觀測，飛行高度高，觀測時間長，沒有大氣影響，航天員能夠直接操縱儀器；勘測地球資源：發現礦藏、海洋資源、森林資源和水利資源等；醫學和生物學研究：完成有人參與的生物醫學試驗等。

　　空間站分為單模塊空間站和多模塊空間站兩種。單模塊空間站可由航天運載器一次發射入軌，多模塊空間站則由航天運載器分批將各模塊送入軌道，在太空中將各模塊組裝而成。在空間站中要有人能夠生活的一切設施，空間站不具備回到地球的本事。

　　空間站在太空接納航天員進行實驗，能夠使載人飛船成為只運送航天員的工具，從而簡化了其內部的結構和減輕其在太空飛行時所需要的物質。

　　這樣既能降低其工程設計難度，又可減少航天費用。另外，空間站在運行時可載人，也可不載人，只要航天員啟動并調試后它可照常進行工作，定時檢查，到時就能取得成果。

　　這樣能縮短航天員在太空的時間，減少許多消費，當空間站發生故障時能夠在太空中維修、換件，延長航天器的壽命。增加使用期也能減少航天費用。

　　因為空間站能長期(數個月或數年)的飛行，故保證了太空科研工作的連續性和深入性，這對研究的逐步深化和提高科研質量有重要作用。

　　航天站在科學研究、國民經濟和軍事上都有重大價值。它有下列用途：天文觀測：在航天站上進行天文觀測，飛行高度高，觀測時間長，沒有大氣影響，航天員能夠直接操縱儀器；勘測地球資源：發現礦藏、海洋資源、森林資源和水利資源等；醫學和生物學研究：完成有人參與的生物醫學試驗，尋找治療某些疾病的新方法，試制新的藥品和試劑；發展新工藝、新技術：利用太空高真空、高純凈和微重力的特殊環境制取新型合金和超純材料，制造高級玻璃，獲得大晶體和摻雜高度均勻的半導體，進行晶體生長和材料焊接試驗等；大地測量、軍事偵察以及試驗和發射航天武器或航天器等；為人們在空間長期居住、開展航天活動和開發太空資源供給場所。

　　太空實驗有得天獨厚優勢

　　太空環境十分復雜，為什么要在太空中做實驗？這是因為利用載人航天開展科學實驗有很多優點。

　　第一，能夠供給長期的微重力實驗條件，揭示重力掩蓋下物質的特殊規律。微重力環境下，很多物質的規律會發生變化。比如，由重力引起的浮力對流基本消失，燃燒特性發生了變化，它只是一種擴散的燃燒。

　　第二，航天員能夠在軌進行實驗操作、更換實驗設施和實驗設備，長期開展實驗。

　　第三，在必須的軌道高度上，更方便開展天文觀測和地球觀測。在空間進行觀測，天文望遠鏡不受大氣干擾。空間站約1.5個小時就能繞地球一圈，約每3天就能夠把地球大部分陸地覆蓋了，能夠開展對地快速掃描和觀測。

　　第四，能夠經過天地往返將實驗樣品帶回地面，在地面上對樣品進行長期研究，取得新的發現。

　　關于太空實驗的價值，人類已經進行了諸多探索。比如，歐洲牽頭開展了在太空中飼養小鼠的研究，為期半年，經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比較，看在太空生活對生命體的細胞、神經系統乃至整個生命體究竟有什么影響，為人類太空探測打下基礎。再比如，科學家在國際空間站開展了微重力燃燒實驗，發現“冷焰”這種特殊現象，即火焰熄滅以后物質仍在燃燒，也就是說，在十分低的溫度條件下，燃燒并未停止。利用這種現象，能夠提高發動機的燃燒效率，異常是柴油發動機，讓發動機的污染排放量更小，對發動機的設計改善具有重要指導作用。

　　實驗條件先進而豐富

　　中國空間站將是先進的太空實驗室，能滿足多方面實驗需求。一方面，實驗艙內有很多的科學實驗柜，支持各個方向的艙內科學實驗，包括生命科學、流體科學、材料科學、基礎物理等。比如在基礎物理方面，將安排一個超冷原子實驗柜，研究溫度在絕對零攝氏度附近的超冷原子氣體的一些特殊的物理規律。中國空間站有冷原子鐘高精度時頻系統，精度可達30億年誤差小于1秒，能夠給導航等供給基準的頻率和時間信息。另一方面，在艙外有一些標準載荷的適配器，還有一些掛大型載荷的掛點，在艙外能夠進行天文觀測、地球觀測，空間物理等方面的研究。此外，經過航天員還能夠對實驗條件進行升級或者更換，能夠開展更多方面的實驗。

　　談到實驗條件，人們自然而然地會聯想到正在運行的國際空間站，與之相比，中國空間站的實驗條件怎樣呢？答案是“之后居上”。就實驗柜來說，中國在設計和實驗參數方面都實現了提升，比如，擴展空間站材料實驗柜的加工溫度，國際空間站到達2000多攝氏度，中國的可到達3000攝氏度。

　　具備上述實驗條件無疑是十分不易的，就實驗柜的研制來說就需要克服各種困難。首先是確保可靠性和安全性。所有實驗設施不能對航天員的生活造成影響，不能有危險性的因素。比如，燃燒實驗必須做到可控，絕不能造成火災。其次，適用特殊的控制手段。空間站上的實驗大部分都是自主完成的，無論是樣品輸送、分析等實驗過程，還是觀測設備的定時定點觀測都需要開發與地面不一樣的控制手段，難度之高，能夠想見。比如，要在太空養小鼠，需要給它供給氧氣、水和食物，可是在太空里它是漂浮的，怎樣的設計讓它能夠吃到食物能夠喝到水？小鼠還要產生很多的糞便尿液，需要把這些廢物定點排出來。在一個小空間里，長期（至少半年）解決這些問題難度很高。

　　創新性可實現性至關重要

　　本次征集面向的是國內科學家。實驗項目包括十幾個研究方向，其中包括空間生命科學，在動物、植物、微生物、細胞等方面進行研究；流體科學，研究微重力流體下的一些特殊規律；開展基礎物理、超冷原子物理的研究，認識超冷狀態下原子的規律。此外，利用艙外大型設施，進行宇宙的觀測，研究宇宙的起源和演化，研究黑洞、暗物質等。

　　有意應征者要提高成功率，提議注意以下3個方面。一是提交的實驗必須滿足和空間的相關性，需要利用微重力條件或者是太空輻射等特殊條件。二是實驗的創新性和先進性比較突出。比如，該類實驗國際上沒有做過，或者是國際上做過但沒有做好，或者加入了原創性的新東西。三是實驗要具有可實現性。充分研究現有裝置和實驗柜是否能夠滿足實驗條件要求，如果不能，能否研制出新實驗裝置。

　　實驗項目申報流程大致分成以下4個步驟。第一步是項目征集，目前，申報網站已經開通，理解網上申報；第二步是進行形式審查，初步篩選出貼合條件的項目。第三步是通訊評審，邀請同行內的專家來進行同行評議；第四步是會議評審，組織各個領域的專家對這些申報項目進一步梳理。在此基礎上，構成項目立項提議。

　　本次征集將在今年8月31日結束，后期的評審和立項請關注中國載人航天官網發布的相關消息。

　　由于環境的特殊性，空間站上的實驗操作經過3種方式進行。一是由實驗裝置經過自動化控制自主完成，大部分實驗以這種方式來完成。二是經過地面運行控制中心遙控控制實驗的操作，包括進行參數調整或者設置等。三是由在軌的航天員來協助開展，比如，更換批次樣品，或者完成生命科學實驗中的精細操作，進行在軌觀察等。此刻有新型航天員，他們本身就是載荷專家，專門去太空開展科學實驗，在短期內就把相關的實驗批量完成。

　　對于有志于太空科學實驗的中國科學家來說，中國空間站將是前所未有的實驗平臺。如果科學家們提交的空間實驗項目入選，身體條件過關，就能夠參加載荷專家選拔，有望在太空操作自我的實驗。

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