空间站是干什么的

　　空间站又称太空站、航天站。是一种在近地轨道长时间运行、可供多名航天员巡访、长期工作和生活的载人航天器。

　　空间站在科学研究、国民经济和军事上都有重大价值。它有下列用途：天文观测：在航天站上进行天文观测，飞行高度高，观测时间长，没有大气影响，航天员能够直接操纵仪器；勘测地球资源：发现矿藏、海洋资源、森林资源和水利资源等；医学和生物学研究：完成有人参与的生物医学试验等。

　　空间站分为单模块空间站和多模块空间站两种。单模块空间站可由航天运载器一次发射入轨，多模块空间站则由航天运载器分批将各模块送入轨道，在太空中将各模块组装而成。在空间站中要有人能够生活的一切设施，空间站不具备回到地球的本事。

　　空间站在太空接纳航天员进行实验，能够使载人飞船成为只运送航天员的工具，从而简化了其内部的结构和减轻其在太空飞行时所需要的物质。

　　这样既能降低其工程设计难度，又可减少航天费用。另外，空间站在运行时可载人，也可不载人，只要航天员启动并调试后它可照常进行工作，定时检查，到时就能取得成果。

　　这样能缩短航天员在太空的时间，减少许多消费，当空间站发生故障时能够在太空中维修、换件，延长航天器的寿命。增加使用期也能减少航天费用。

　　因为空间站能长期(数个月或数年)的飞行，故保证了太空科研工作的连续性和深入性，这对研究的逐步深化和提高科研质量有重要作用。

　　航天站在科学研究、国民经济和军事上都有重大价值。它有下列用途：天文观测：在航天站上进行天文观测，飞行高度高，观测时间长，没有大气影响，航天员能够直接操纵仪器；勘测地球资源：发现矿藏、海洋资源、森林资源和水利资源等；医学和生物学研究：完成有人参与的生物医学试验，寻找治疗某些疾病的新方法，试制新的药品和试剂；发展新工艺、新技术：利用太空高真空、高纯净和微重力的特殊环境制取新型合金和超纯材料，制造高级玻璃，获得大晶体和掺杂高度均匀的半导体，进行晶体生长和材料焊接试验等；大地测量、军事侦察以及试验和发射航天武器或航天器等；为人们在空间长期居住、开展航天活动和开发太空资源供给场所。

　　太空实验有得天独厚优势

　　太空环境十分复杂，为什么要在太空中做实验？这是因为利用载人航天开展科学实验有很多优点。

　　第一，能够供给长期的微重力实验条件，揭示重力掩盖下物质的特殊规律。微重力环境下，很多物质的规律会发生变化。比如，由重力引起的浮力对流基本消失，燃烧特性发生了变化，它只是一种扩散的燃烧。

　　第二，航天员能够在轨进行实验操作、更换实验设施和实验设备，长期开展实验。

　　第三，在必须的轨道高度上，更方便开展天文观测和地球观测。在空间进行观测，天文望远镜不受大气干扰。空间站约1.5个小时就能绕地球一圈，约每3天就能够把地球大部分陆地覆盖了，能够开展对地快速扫描和观测。

　　第四，能够经过天地往返将实验样品带回地面，在地面上对样品进行长期研究，取得新的发现。

　　关于太空实验的价值，人类已经进行了诸多探索。比如，欧洲牵头开展了在太空中饲养小鼠的研究，为期半年，经过在轨观测来研究小鼠在太空微重力条件下的特征，并与地面研究结果进行比较，看在太空生活对生命体的细胞、神经系统乃至整个生命体究竟有什么影响，为人类太空探测打下基础。再比如，科学家在国际空间站开展了微重力燃烧实验，发现“冷焰”这种特殊现象，即火焰熄灭以后物质仍在燃烧，也就是说，在十分低的温度条件下，燃烧并未停止。利用这种现象，能够提高发动机的燃烧效率，异常是柴油发动机，让发动机的污染排放量更小，对发动机的设计改善具有重要指导作用。

　　实验条件先进而丰富

　　中国空间站将是先进的太空实验室，能满足多方面实验需求。一方面，实验舱内有很多的科学实验柜，支持各个方向的舱内科学实验，包括生命科学、流体科学、材料科学、基础物理等。比如在基础物理方面，将安排一个超冷原子实验柜，研究温度在绝对零摄氏度附近的超冷原子气体的一些特殊的物理规律。中国空间站有冷原子钟高精度时频系统，精度可达30亿年误差小于1秒，能够给导航等供给基准的频率和时间信息。另一方面，在舱外有一些标准载荷的适配器，还有一些挂大型载荷的挂点，在舱外能够进行天文观测、地球观测，空间物理等方面的研究。此外，经过航天员还能够对实验条件进行升级或者更换，能够开展更多方面的实验。

　　谈到实验条件，人们自然而然地会联想到正在运行的国际空间站，与之相比，中国空间站的实验条件怎样呢？答案是“之后居上”。就实验柜来说，中国在设计和实验参数方面都实现了提升，比如，扩展空间站材料实验柜的加工温度，国际空间站到达2000多摄氏度，中国的可到达3000摄氏度。

　　具备上述实验条件无疑是十分不易的，就实验柜的研制来说就需要克服各种困难。首先是确保可靠性和安全性。所有实验设施不能对航天员的生活造成影响，不能有危险性的因素。比如，燃烧实验必须做到可控，绝不能造成火灾。其次，适用特殊的控制手段。空间站上的实验大部分都是自主完成的，无论是样品输送、分析等实验过程，还是观测设备的定时定点观测都需要开发与地面不一样的控制手段，难度之高，能够想见。比如，要在太空养小鼠，需要给它供给氧气、水和食物，可是在太空里它是漂浮的，怎样的设计让它能够吃到食物能够喝到水？小鼠还要产生很多的粪便尿液，需要把这些废物定点排出来。在一个小空间里，长期（至少半年）解决这些问题难度很高。

　　创新性可实现性至关重要

　　本次征集面向的是国内科学家。实验项目包括十几个研究方向，其中包括空间生命科学，在动物、植物、微生物、细胞等方面进行研究；流体科学，研究微重力流体下的一些特殊规律；开展基础物理、超冷原子物理的研究，认识超冷状态下原子的规律。此外，利用舱外大型设施，进行宇宙的观测，研究宇宙的起源和演化，研究黑洞、暗物质等。

　　有意应征者要提高成功率，提议注意以下3个方面。一是提交的实验必须满足和空间的相关性，需要利用微重力条件或者是太空辐射等特殊条件。二是实验的创新性和先进性比较突出。比如，该类实验国际上没有做过，或者是国际上做过但没有做好，或者加入了原创性的新东西。三是实验要具有可实现性。充分研究现有装置和实验柜是否能够满足实验条件要求，如果不能，能否研制出新实验装置。

　　实验项目申报流程大致分成以下4个步骤。第一步是项目征集，目前，申报网站已经开通，理解网上申报；第二步是进行形式审查，初步筛选出贴合条件的项目。第三步是通讯评审，邀请同行内的专家来进行同行评议；第四步是会议评审，组织各个领域的专家对这些申报项目进一步梳理。在此基础上，构成项目立项提议。

　　本次征集将在今年8月31日结束，后期的评审和立项请关注中国载人航天官网发布的相关消息。

　　由于环境的特殊性，空间站上的实验操作经过3种方式进行。一是由实验装置经过自动化控制自主完成，大部分实验以这种方式来完成。二是经过地面运行控制中心遥控控制实验的操作，包括进行参数调整或者设置等。三是由在轨的航天员来协助开展，比如，更换批次样品，或者完成生命科学实验中的精细操作，进行在轨观察等。此刻有新型航天员，他们本身就是载荷专家，专门去太空开展科学实验，在短期内就把相关的实验批量完成。

　　对于有志于太空科学实验的中国科学家来说，中国空间站将是前所未有的实验平台。如果科学家们提交的空间实验项目入选，身体条件过关，就能够参加载荷专家选拔，有望在太空操作自我的实验。

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