中國空間站建成後將開展一大批前沿科學實驗，今年將升空的實驗艙中的多個實驗櫃以及艙外暴露實驗平臺，能夠支持空間生命、空間材料、基礎物理、燃燒等科學實驗研究。中國空間站建成後將開展一大批前沿科學實驗。
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在空間站養魚、種菜，打造太空中最精準的時鐘，研製獨特的新型材料，尋找新的物理規律，探索人類如何在太空長期生存……隨着中國空間站在今年建成，一大批前沿科學實驗將陸續在“天宮”開展。
科研人員交流空間站科學實驗櫃的研製情況。圖片由受訪單位提供
中國空間站科學研究項目的主要規劃和組織單位——中科院空間應用工程與技術中心近日介紹，中國空間站的“問天”和“夢天”實驗艙計劃於2022年升空，目前實驗艙內的科學實驗設施研製進展順利，將按期發射入軌，支持開展大規模、多學科科學研究。
中國載人航天工程空間應用系統總指揮、中科院空間應用工程與技術中心主任、國際宇航科學院院士高銘介紹，中國空間站在空間生命科學與人體研究、微重力物理科學、空間天文與地球科學、空間新技術與應用等4個重要領域進行了長期、系統的規劃，研製了一大批科學研究設施，支持在軌開展1000餘項研究項目。
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，空間生命科學與人體研究要深入探究空間環境各因素對生命體細胞、組織、器官等各層次的影響與作用機理，認知生命體太空生長髮育與繁衍規律及人類太空長期生存面臨的健康保障問題，並利用空間特殊環境發展創新的藥物和醫療技術。
微重力物理科學主要研究物質運動的本質規律，建立空間高精度時間頻率系統，進行廣義相對論高精度檢驗等研究；開展極端條件下超冷原子物理、低溫量子相變等前沿實驗；開展基礎燃燒特性與機理、新材料空間製備等研究及應用。
在空間天文與地球科學領域，將利用巡天光學望遠鏡、高能宇宙輻射探測器等設施，開展長期深入的天文觀測，研究暗物質與暗能量、宇宙線起源、宇宙形成與早期演化等重大問題；發展對地觀測新技術，着眼全球氣候變化對人類社會可持續發展的影響。
高銘說，空間新技術與應用領域要發展在軌制造、空間機器人與自主系統、空間信息及精密測量等空間新技術，提升人類探索、開發與利用太空的能力。
這是2021年11月21日中國載人航天官方網站視頻截圖，神十三乘組進行在軌科學實（試）驗。新華社發
中科院空間應用工程與技術中心應用發展中心主任張偉說，去年發射的'“天和”核心艙中安裝了無容器材料科學實驗櫃和高微重力實驗櫃，目前已開展了測試試驗。今年將升空的“問天”“夢天”實驗艙中的實驗櫃以及艙外的暴露實驗平臺，能夠支持空間生命、流體、空間材料、基礎物理、燃燒等方向的科學實驗研究。
“在‘問天’實驗艙中將開展植物、動物、微生物細胞等十多項生命科學實驗，包括一個由小魚、微生物、水藻組成的小密閉生態系統。”張偉說。
據張偉介紹，科學家計劃在“夢天”實驗艙中建立世界上第一套由氫鍾、銣鍾、光鍾組成的空間冷原子鐘組，如果成功，將成爲太空中最精準的時間頻率系統，數億年誤差小於1秒。
他介紹，此前中國科學家曾在2016年發射的天宮二號空間實驗室上實現了3000萬年誤差小於1秒的世界首臺空間冷原子鐘。目前中國科學家在地面冷原子鐘實驗的精確度已經遠超天宮二號的冷原子鐘。
科學家介紹，發展空間高精度冷原子鐘技術有助於實現更高精度的衛星定位導航，並可用於暗物質、引力波探測等基礎物理研究。
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械臂轉位貨運飛船試驗。新華社記者 郭中正 攝
張偉說，中國還在北京懷柔科學城建設地面實驗基地，提供與空間站環境類似的實驗條件，爲空間站項目開展地面驗證，支持開展天地比對實驗。
中國還積極開展空間站國際合作。據介紹，目前中國與歐空局有10個空間站合作項目正在進行。另外，中國與聯合國外空司合作，向全世界科學家徵集科研項目，已遴選出第一批共9個國際合作項目，未來中國會每兩到三年向國際徵集新項目建議。
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據央視新聞報道，今年，中國空間站的“問天”實驗艙和“夢天”實驗艙都將發射升空，這兩個實驗艙將搭載大量的科學實驗設施。
中科院空間應用中心應用發展中心主任張偉表示，作爲我國航天史上規模最大、長期有人照料的空間實驗平臺，中國空間站建成後將在空間生命科學與人體研究、微重力物理科學、空間天文與地球科學、空間新技術與應用等 4 個重要領域開展 1000 多項研究項目。
據介紹，今年將升空的“問天”“夢天”實驗艙中的多個實驗櫃以及艙外暴露實驗平臺，能夠支持空間生命、空間材料、基礎物理、燃燒等科學實驗研究。
中國載人航天工程還將積極開展空間站國際合作。目前，中國與聯合國外空司合作，向全世界科學家徵集科研項目，已遴選出第一批共 9 個國際合作項目。
瞭解到，中國載人航天工程總設計師周建平此前表示，中國空間站將在今年建成。此外，我國還計劃在 2023 年或 2024 年發射中國人的第一個太空望遠鏡。
資料顯示，中國空間站軌道高度爲 400~450 公里，傾角 42~43 度，設計壽命爲 10 年，長期駐留 3 人，總重量可達 180 噸，以進行較大規模的空間應用。2021 年 10 月 16 日，神舟十三號載人飛船與空間站組合體完成自主快速交會對接 。航天員翟志剛、王亞平、葉光富進駐天和核心艙，中國空間站開啓有人長期駐留時代。
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作爲中國載人航天工程空間應用系統的總體單位，中科院空間應用中心承擔着中國空間站科學研究的規劃和組織等，空間站上的所有科學實驗櫃也都在這裏集成、聯試。
總檯央視記者帥俊全：我現在就是在中國空間站科學實驗櫃的其中一個集成大廳，在我身旁就是無容器實驗櫃的一個非常關鍵的科學實驗設施，它和此時此刻在太空中、中國空間站上的科學實驗設施幾乎是一模一樣。在空間站，航天員可以通過操作，把材料的樣品放入到軸心機構，從而進行相關的科學實驗。
中國載人航天工程空間應用系統核心艙總體主任設計師 於喜河：我們之前通過“神十二”下行了一盒金屬鋯材料的樣品，開展了成分以及一些其他物性的研究之後，還是有一些新的發現。
據介紹，空間應用系統在中國空間站天和核心艙部署了無容器材料科學實驗櫃、高微重力科學實驗櫃等兩個大型研究設施，發射至今，順利完成功能測試，獲取高質量的在軌測試和應用數據，並開展了測試試驗。
中國載人航天工程空間應用系統核心艙總體主任設計師 於喜河：首批的實驗項目包括像半導體光電子材料，比如說用於製造激光器的材料，還有特種材料，比如說高反射率的鑭鈦玻璃，這些實驗樣品已經都在天上了，目前我們第一盒樣品已經加載上去，我們看到大屏幕現在做的，正是開展的這其中的一項實驗。
中國空間站將支持大規模科學研究
今年，中國空間站的“問天”實驗艙和“夢天”實驗艙都將發射升空，這兩個實驗艙將搭載大量的科學實驗設施。目前，這些科學實驗設施研製情況如何？又能夠展開哪些科學實驗？
總檯央視記者 帥俊全：在我身旁是一個直徑4米、長約10米的空間站模擬實驗艙段，它可以將實驗艙Ⅰ和實驗艙Ⅱ的不同科學實驗櫃集成在一起，科研人員就可以在這裏進行人機功效的測試和驗證。
中科院空間應用中心應用發展中心主任 張偉：現在我們實驗艙Ⅰ和實驗艙Ⅱ的各個實驗櫃研製進展非常順利，而且現在已經在和艙段進行聯調聯試。
作爲我國航天史上規模最大、長期有人照料的空間實驗平臺，中國空間站建成後將在空間生命科學與人體研究、微重力物理科學、空間天文與地球科學、空間新技術與應用等4個重要領域開展1000多項研究項目。
中科院空間應用中心應用發展中心主任 張偉：在實驗艙Ⅰ當中有2個是生命科學領域的實驗櫃。一個是生物技術實驗櫃，裏面安排了大量的研究，從微生物、細胞、植物、動物全方面的研究。
然後還有一個小的生態系統，包括魚、微生物，還有一些藻類，形成一個小型的生態系統，希望能來揭示我們在太空生態系統的一些基本規律，爲我們未來人類在太空的長期生存奠定一些基本的基礎。
據介紹，今年將升空的“問天”“夢天”實驗艙中的多個實驗櫃以及艙外暴露實驗平臺，能夠支持空間生命、空間材料、基礎物理、燃燒等科學實驗研究。
中科院空間應用中心應用發展中心主任 張偉：後續包括我們的懷柔科學城當中有一個太空實驗室地面實驗基地，將要和太空的空間站形成天地一體的一個鏈路，就包括能夠實現地面的預先研究和天地的比對實驗，通過天地一體化的研究，能夠促進我們更多的成果產出。
此外，中國載人航天工程還將積極開展空間站國際合作。目前，中國與歐空局有10個空間站合作項目正在進行。另外，中國與聯合國外空司合作，向全世界科學家徵集科研項目，已遴選出第一批共9個國際合作項目。未來，中國空間站還將會向國際徵集新的項目建議。
