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、高能宇宙輻射探測器等設(shè)施，開展長期深入的天文觀測，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)展對地觀測新技術(shù)，著眼全球氣候變化對人類社會可持續(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，目前已開展了測試試驗(yàn)。今年將升空的“問天”“夢天”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，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)?！睆垈フf。
據(jù)張偉介紹，科學(xué)家計(jì)劃在“夢天”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，未來中國會每兩到三年向國際征集新項(xiàng)目建議。