央广网北京10月1日消息(总台中国之声记者张棉棉 傅博凡)今年是全面贯彻落实党的二十大精神的开局之年,也是全面建设社会主义现代化国家的起步之年。高铁驰骋,长江奔流;航天逐梦苍穹,天眼凝望太空,一曲曲美妙音符激荡壮丽时代的澎湃活力;绿水青山,稻谷飘香;清洁能源渗透,非遗文化绵延,一帧帧缤纷画面展现奋进中国的精彩图景。
距离地球400公里以外的宇宙中,国家太空实验室日前正式运行,空间应用有序展开、成果频现。中国之声特别策划《澎湃活力,奋进中国》,10月1日推出:《国家太空实验室:解锁中国空间站新体验》。
今年中秋国庆,在中国空间站里,神舟十六号乘组的节日氛围依然满格,他们吃着香甜的莲蓉馅月饼,和地面上的亲人们一起举杯邀明月,舱内一派喜气洋洋。假期几天,也是神舟十六号乘组在平时忙碌的太空实验、试验工作之余,难得的小确幸。
桂海潮介绍:“咱们现在就到了梦天舱的实验载荷区域,这里也是梦天舱的核心区域,在这里我们可以开展流体物理、材料科学、燃烧科学等微重力物理科学的基础研究,同时还能探究在轨制造、新型能源推进等工程技术领域的前沿问题。”
中国空间站(图片来源:视觉中国)
航天员桂海潮介绍的梦天实验舱是中国空间站作为国家太空实验室的重要组成部分。在梦天实验舱和问天实验舱里,航天员们通过大量实验(试验)取得丰硕的科技成果。现在,国家太空实验室已经正式运行,学科覆盖全面。
中国载人航天工程新闻发言人林西强介绍:“我们建立了独具中国特色的近地空间科学与应用体系,建成了功能完善、性能达到国际先进水平的国家太空实验室研究平台,学科覆盖全面。中国空间站舱内25个科学实验机柜与一系列舱外设施接口,能够支持空间生命科学与生物技术、空间天文与天体物理等诸多学科方向的研究与应用,每一个实验柜或舱外设施都可以说是一个综合实验室。”
截至目前,空间站已安排在轨实施了110个空间科学研究与应用项目,涉及空间生命科学与人体研究、微重力物理和空间新技术领域,获得原始实验数据近100TB,下行了近300个实验样品,部分项目已取得阶段性应用成果。中国科学院空间应用中心应用发展中心主任张伟介绍,在中国空间站,航天员进行了很多此前从未进行过的实验,解锁了很多新体验,一些实验柜已经完成了此前规划的实验项目。
张伟表示:“做了细胞实验、植物实验,还做了一些其他的,做了一些生命起源的分子化学实验。材料实验也做了很多,材料实验柜里就做了很多种合金实验,已经下行了100多个样品。流体的5个实验都已经做完,两相流的实验已经做了其中一个。所以方方面面的实验都在开展,燃烧实验已处于点火状态,等待开展实验。”
我国航天员在太空种植蔬菜(图片来源:中国载人航天工程办公室)
与燃烧实验相对的,与寒冷有关的实验也正在进行。
空间站中最冷的地方在哪儿?答案是基础物理的超冷原子实验柜,超冷原子实验柜有望制备地面无法实现的距离绝对零度以上千亿分之一度范围内的超低温量子气体,观测到肉眼可见的宏观量子现象。目前里面的温度还在尝试继续下降。
张伟说:“我们目标是要在100PK以下,就是要求冷原子非常冷,冷到绝对零度,只要能到100PK,就算达到我们预期的目标,现在是500PK,还在调整。”
航天基础试验机柜随梦天实验舱发射入轨以来,已经开展了超过8个月的导电环磨屑在轨观测试验,成功实现了我国首次在轨对导电环磨屑产生过程和团簇现象的观测。
航天科技集团五院空间机电产品研制人员蒋俊表示:“导电环是在运动的部件和固定部件之间实现信号的传输装置。”
空间站作为我国目前为止规模最大、系统最复杂的工程,经过长时间在轨工作,有些部件的导电环由于摩擦和运动会产生一些碎屑。这些带电的碎屑虽然看起来很小,但在电磁场的作用下,积聚的磨屑可能导致短路甚至断路的发生。所以,就需要通过长时间在轨观察,掌握导电环磨屑的运动规律。
蒋俊介绍,导电环在空间站上的应用主要在太阳帆板驱动机构和控制力矩陀螺等重要机电部件内,一旦出现短路或断路,会直接影响空间站的稳定运行。而地面由于重力因素的存在,无法真实模拟,所以要借助空间站的平台来验证,后续改进设计,提高可靠性,整个试验规划了9年至10年。
蒋俊说:“做完第一批试验之后我们计划还有两批次试验。”
中国载人航天工程自1992年立项实施以来,已有4000余项成果广泛应用于国家各行各业。空间生命科学研究成果直接应用于生物材料、药物、医疗和农业技术;微重力流体、燃烧和材料科学等方面的研究成果为解决国家材料短板问题、改进相关产品生产加工工艺等作出了贡献,以空间实验获得的一种非晶合金的制备方法为例,相关成果已广泛应用于新能源汽车、智能终端设备的量产零部件中。
空间站太空实验的样品冷包(图片来源:视觉中国)
此前,神舟十四号和神舟十五号乘组已先后成功将水稻、拟南芥等空间科学实验样品从中国空间站带回地面。这些样品随后被送到位于上海的中国科学院分子植物科学卓越创新中心。在实验室,科研人员把空间站收获的水稻种子放在地面的人工气候室进行了繁殖,一部分种子已经繁殖到下一代,另一部分种子正在开展营养成分的分析。中国科学院分子植物科学卓越创新中心研究员郑慧琼说,空间站里,生命科学的奇迹更让人惊叹。
郑慧琼介绍:“通过研究,发现了诸如水稻,其淀粉变得比较粉质。比如大米,它就变得比较粉的感觉,然后里面的糖多一些,这种米更甜。天上的种子长的形状跟地面的不一样,地面的大米有点扁的感觉,天上的大米长得更圆。这种米的形状实际上对米的质量也是有影响的。”
科研人员通过研究,证明了高位分蘖和叶片夹角的调控是空间微重力条件下水稻特有的生理现象。科研人员还首次发现,在空间微重力环境下,水稻叶片表面和稻壳表面的超微结构发生了明显的变化,这可能是水稻抵抗空间微重力下热湿环境的适应性反应。
郑慧琼表示:“将来人类要进行深空探测,比如我们‘驻月’‘登火’,都需要粮食生产。这就需要一代又一代的种子进行繁殖。所以现在只掌握了这一代种子在繁殖过程当中会产生什么影响。我们还需要了解,在天上播种两代、三代或者更多代的种子能否稳定,这是我们未来的计划。”
期待在中国空间站里解锁更多新技术和应用新体验!
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