新華社北京3月16日電（記者喻菲、劉藝煒）在空間站養(yǎng)魚、種菜，打造太空中最精準(zhǔn)的時(shí)鐘，研制獨(dú)特的新型材料，尋找新的物理規(guī)律，探索人類如何在太空長期生存……隨著中國空間站在今年建成，一大批前沿科學(xué)實(shí)驗(yàn)將陸續(xù)在“天宮”開展。
科研人員交流空間站科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜的研制情況。圖片由受訪單位提供
中國空間站科學(xué)研究項(xiàng)目的主要規(guī)劃和組織單位——中科院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心近日介紹，中國空間站的“問天”和“夢(mèng)天”實(shí)驗(yàn)艙計(jì)劃于2022年升空，目前實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)施研制進(jìn)展順利，將按期發(fā)射入軌，支持開展大規(guī)模、多學(xué)科科學(xué)研究。
中國載人航天工程空間應(yīng)用系統(tǒng)總指揮、中科院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心主任、國際宇航科學(xué)院院士高銘介紹，中國空間站在空間生命科學(xué)與人體研究、微重力物理科學(xué)、空間天文與地球科學(xué)、空間新技術(shù)與應(yīng)用等4個(gè)重要領(lǐng)域進(jìn)行了長期、系統(tǒng)的規(guī)劃，研制了一大批科學(xué)研究設(shè)施，支持在軌開展1000余項(xiàng)研究項(xiàng)目。
這是2021年11月7日在北京航天飛行控制中心拍攝的神舟十三號(hào)航天員翟志剛出艙畫面。新華社記者 郭中正 攝
高銘說，空間生命科學(xué)與人體研究要深入探究空間環(huán)境各因素對(duì)生命體細(xì)胞、組織、器官等各層次的影響與作用機(jī)理，認(rèn)知生命體太空生長發(fā)育與繁衍規(guī)律及人類太空長期生存面臨的健康保障問題，并利用空間特殊環(huán)境發(fā)展創(chuàng)新的藥物和醫(yī)療技術(shù)。
微重力物理科學(xué)主要研究物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)規(guī)律，建立空間高精度時(shí)間頻率系統(tǒng)，進(jìn)行廣義相對(duì)論高精度檢驗(yàn)等研究；開展極端條件下超冷原子物理、低溫量子相變等前沿實(shí)驗(yàn)；開展基礎(chǔ)燃燒特性與機(jī)理、新材料空間制備等研究及應(yīng)用。
在空間天文與地球科學(xué)領(lǐng)域，將利用巡天光學(xué)望遠(yuǎn)鏡、高能宇宙輻射探測(cè)器等設(shè)施，開展長期深入的天文觀測(cè)，研究暗物質(zhì)與暗能量、宇宙線起源、宇宙形成與早期演化等重大問題；發(fā)展對(duì)地觀測(cè)新技術(shù)，著眼全球氣候變化對(duì)人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的影響。
高銘說，空間新技術(shù)與應(yīng)用領(lǐng)域要發(fā)展在軌制造、空間機(jī)器人與自主系統(tǒng)、空間信息及精密測(cè)量等空間新技術(shù)，提升人類探索、開發(fā)與利用太空的能力。
這是2021年11月21日中國載人航天官方網(wǎng)站視頻截圖，神十三乘組進(jìn)行在軌科學(xué)實(shí)（試）驗(yàn)。新華社發(fā)
中科院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心應(yīng)用發(fā)展中心主任張偉說，去年發(fā)射的“天和”核心艙中安裝了無容器材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜和高微重力實(shí)驗(yàn)柜，目前已開展了測(cè)試試驗(yàn)。今年將升空的“問天”“夢(mèng)天”實(shí)驗(yàn)艙中的實(shí)驗(yàn)柜以及艙外的暴露實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，能夠支持空間生命、流體、空間材料、基礎(chǔ)物理、燃燒等方向的科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究。
“在‘問天’實(shí)驗(yàn)艙中將開展植物、動(dòng)物、微生物細(xì)胞等十多項(xiàng)生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)，包括一個(gè)由小魚、微生物、水藻組成的小密閉生態(tài)系統(tǒng)。”張偉說。
據(jù)張偉介紹，科學(xué)家計(jì)劃在“夢(mèng)天”實(shí)驗(yàn)艙中建立世界上第一套由氫鐘、銣鐘、光鐘組成的空間冷原子鐘組，如果成功，將成為太空中最精準(zhǔn)的時(shí)間頻率系統(tǒng)，數(shù)億年誤差小于1秒。
他介紹，此前中國科學(xué)家曾在2016年發(fā)射的天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室上實(shí)現(xiàn)了3000萬年誤差小于1秒的世界首臺(tái)空間冷原子鐘。目前中國科學(xué)家在地面冷原子鐘實(shí)驗(yàn)的精確度已經(jīng)遠(yuǎn)超天宮二號(hào)的冷原子鐘。
科學(xué)家介紹，發(fā)展空間高精度冷原子鐘技術(shù)有助于實(shí)現(xiàn)更高精度的衛(wèi)星定位導(dǎo)航，并可用于暗物質(zhì)、引力波探測(cè)等基礎(chǔ)物理研究。
這是2022年1月6日在北京航天飛行控制中心拍攝的空間站機(jī)械臂轉(zhuǎn)位貨運(yùn)飛船試驗(yàn)。新華社記者 郭中正 攝
張偉說，中國還在北京懷柔科學(xué)城建設(shè)地面實(shí)驗(yàn)基地，提供與空間站環(huán)境類似的實(shí)驗(yàn)條件，為空間站項(xiàng)目開展地面驗(yàn)證，支持開展天地比對(duì)實(shí)驗(yàn)。
中國還積極開展空間站國際合作。據(jù)介紹，目前中國與歐空局有10個(gè)空間站合作項(xiàng)目正在進(jìn)行。另外，中國與聯(lián)合國外空司合作，向全世界科學(xué)家征集科研項(xiàng)目，已遴選出第一批共9個(gè)國際合作項(xiàng)目，未來中國會(huì)每兩到三年向國際征集新項(xiàng)目建議。