經(jīng)過多年的技術(shù)積累和不懈奮斗,中國已經(jīng)建設(shè)出了自己的空間站,并且中國航天員出艙也取得了圓滿成功。而國際空間站過幾年也即將退役,屆時,中國空間站將成為太空中人類唯一的空間站。因此很多國外的航天局積極與中國合作,派航天員過來學(xué)習(xí)中文,期望能夠使用中國的空間站。而當(dāng)年重要要參與國際空間站項目時,美國多次拒絕中國的加入,現(xiàn)在我們終于揚眉吐氣了,還把美國申請的項目給淘汰了。
可以預(yù)料,中國的空間站未來將大放異彩!
此情此景,Nature也對中國空間站即將進行的實驗進行了報道。
中國在4月份發(fā)射了其空間站的核心,并在6月派遣了三名宇航員。但是,盡管它可能要到2022年底才能完成,但來自世界各地的實驗已經(jīng)排起了長隊等著進行。中國科學(xué)家告訴Nature雜志,中國載人航天局(CMSA)已初步批準(zhǔn)1000多項實驗,其中幾項已經(jīng)發(fā)射。
在4月之前,國際空間站(ISS)是軌道上唯一的空間實驗室,許多研究人員表示,天宮是天文和地球觀測以及研究微重力和宇宙輻射如何影響細(xì)菌生長和流體混合等現(xiàn)象的受歡迎的補充。
然而,其他人認(rèn)為,載人空間站成本高昂,與其說是科學(xué)目的,不如說是政治目的。
華盛頓特區(qū)美國宇航局總部人類探索和運營首席科學(xué)家朱莉·羅賓遜說:“增加太空的科學(xué)訪問量對全球都有科學(xué)益處,無論誰建立和運營平臺?!?/span>
華沙國家核研究中心的天體物理學(xué)家阿格涅什卡·波洛補充說:“我們需要更多的空間站,因為一個空間站肯定是不夠的?!彼桥汕矊嶒炑芯喀蒙渚€爆發(fā)的團隊的一員。
▲中國空間站中的聶海勝正在工作
國際空間站于1998年啟動,是美國、俄羅斯、歐洲、日本和加拿大空間機構(gòu)之間的伙伴關(guān)系。從那時起,它已經(jīng)容納了3000多個實驗,但由于美國禁止美國宇航局使用資金與中國合作的規(guī)則,中國被禁止進行實驗。盡管天宮計劃進行的大多數(shù)實驗將涉及中國研究人員,但中國表示,其空間站將向包括美國在內(nèi)的所有國家開放合作。
2019年6月,CMSA和促進空間合作的聯(lián)合國外層空間事務(wù)廳(UNOSA)在空間站完成后,除了中國初步批準(zhǔn)的1000個實驗外,還選擇了9個實驗進行。維也納聯(lián)合國支助事務(wù)處主任西蒙內(nèi)塔·迪皮波說,這些機構(gòu)涉及17個國家的23個機構(gòu)。
中國此前發(fā)射了兩個小型空間實驗室,天宮一號和天宮二號。這些實驗舉辦了100多次,繞地球圈數(shù)年。奧斯陸大學(xué)的醫(yī)學(xué)研究員特里西亞·拉羅斯說,空間站提供了全新的設(shè)施,中國正在鼓勵以前從未嘗試過的太空實驗。她正在領(lǐng)導(dǎo)一個計劃于2026年進行的項目,“他們(中國方面)說,好的,構(gòu)建您的硬件,使其煥然一新,做一些以前從未做過的事情,并將其發(fā)送給我們?!敝袊茖W(xué)院北京高能物理研究所的天體物理學(xué)家張雙南說,盡管到目前為止批準(zhǔn)的大多數(shù)項目都由中國研究人員領(lǐng)導(dǎo),但許多項目都有國際合作者。
天宮到達(dá)的第一部分是一個被稱為“天合”的核心模塊。5月下旬,一艘名為“天舟二號”的貨船被送上岸并???,運送燃料、宇航服和實驗設(shè)備。6月,神舟十二上的三名中國宇航員也停靠,進入他們未來三個月的17米長的室內(nèi)。
在接下來的一年或更長時間里,CMSA將向天宮再派遣八次任務(wù)。將提供問天和夢天模塊,這些模塊將主要容納科學(xué)實驗。
澳大利亞布里斯班格里菲斯大學(xué)的物理學(xué)家保羅·德·索薩主要開發(fā)用于太空的傳感器,他說,這些將是“科學(xué)家的游戲室”。
北京CAS空間利用技術(shù)和工程中心國際合作主任楊洋表示,空間站將擁有20多個實驗機架,這些實驗架是具有封閉加壓環(huán)境的小型實驗室。楊說,外面將有67個面向地球或天空的研究硬件連接點,一臺強大的中央計算機將處理實驗數(shù)據(jù),然后再將它們傳送回地球。
發(fā)送到新空間站的實驗涵蓋許多領(lǐng)域。Zhang是HERD(高能宇宙輻射檢測設(shè)施)的首席研究員,HERD是意大利、瑞士、西班牙和德國的合伙企業(yè),定于2027年成立。Zhang說,這種粒子探測器將研究暗物質(zhì)和宇宙射線,將花費大約10億至20億元(1.55億至3.1億美元)。
Zhang和Pollo還參與了POLAR-2,它將研究大型和遠(yuǎn)程爆炸發(fā)射的γ射線的極化,目的是澄清γ射線爆發(fā)的性質(zhì),甚至可能是引力波的性質(zhì)。
Larose計劃發(fā)送健康且癌變的腸道組織(稱為類有機體)的三維斑點。她想知道非常低重力的環(huán)境是否會減緩或阻止癌細(xì)胞的生長,從而導(dǎo)致新的治療方法。
印度和墨西哥科學(xué)家的其他項目將研究星云的紫外線排放和來自地球的紅外數(shù)據(jù),以研究氣象條件以及是什么驅(qū)使強烈風(fēng)暴發(fā)生。
Larose指出,盡管許多項目是中西科學(xué)家之間的伙伴關(guān)系,但地緣政治緊張局勢使合作變得更加困難。她說,挪威尚未與中國簽署雙邊協(xié)議,為她的項目開了綠燈。瑞士日內(nèi)瓦大學(xué)的天體物理學(xué)家梅林·科爾也正在研究POLAR-2,他補充說,更嚴(yán)格地遵守出口法規(guī)意味著向中國發(fā)送電子硬件會增加繁瑣的步驟。
但Di Pippo 表示,到目前為止,緊張局勢對UNOA選擇的項目進展沒有影響,并補充說,該機構(gòu)正在與CMSA討論在明年年底前向天宮發(fā)送更多實驗。
一些科學(xué)家認(rèn)為,載人空間站是浪費金錢,但國際空間站在第一個十年建造和維護成本約為1000億歐元(1180億美元)。
總部位于馬薩諸塞州劍橋的倡導(dǎo)組織“關(guān)注科學(xué)家聯(lián)盟”中國安全問題分析師格雷戈里·庫拉茨基說:“機器人任務(wù)能帶來更大的科學(xué)效果?!薄霸谥袊?,就像在美國一樣,科學(xué)家們希望盡可能做到最好,他們更喜歡機器人任務(wù),而政府則希望將載人航天計劃主要用于政治目的,這兩者之間一直存在緊張關(guān)系?!?/span>
但其他研究人員指出,盡管衛(wèi)星為一些觀測提供了另一種選擇,但對于許多實驗,特別是那些需要微重力的實驗,載人空間站至關(guān)重要。它們?yōu)槟軌驁?zhí)行維護任務(wù)和進行實驗的宇航員提供了一個長期觀測、數(shù)據(jù)處理能力和訪問的家園。
Zhang說,除了研究人員的實驗外,天宮還打算測試載人航天技術(shù),以支持中國的太空探索目標(biāo)。由于目前的國際空間站資金將于2024年至2028年的某個時間截止,天宮最終也可能成為地球上唯一運行的空間站。
天宮預(yù)計運行至少十年,中國已經(jīng)計劃發(fā)射其他航天器與之合作。中國測量太空望遠(yuǎn)鏡是一架兩米光學(xué)望遠(yuǎn)鏡,可與美國宇航局的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡匹敵,并定期與天宮對接進行加油和維護。它將于2023年發(fā)射,比哈勃望遠(yuǎn)鏡望遠(yuǎn)鏡望遠(yuǎn)鏡望遠(yuǎn)鏡望遠(yuǎn)鏡的視野將更大。(完)
中國的國際空間站建成之前,我國曾制定了載人航天的“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略:
第一步,發(fā)射載人飛船,建成初步配套的試驗性載人飛船工程,開展空間應(yīng)用實驗;
第二步,突破航天員出艙活動技術(shù)、空間飛行器交會對接技術(shù),發(fā)射空間實驗室,解決有一定規(guī)模的、短期有人照料的空間應(yīng)用問題;
第三步,建造空間站,解決有較大規(guī)模的、長期有人照料的空間應(yīng)用問題。
這三步目前已經(jīng)全部圓滿完成,中國載人航天已經(jīng)全面邁入空間站時代,未來將著力開展科學(xué)前沿的創(chuàng)新性實驗和應(yīng)用研究,持續(xù)推動空間科學(xué)與技術(shù)進步!
https://www.nature.com/articles/d41586-021-02018-3
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