經(jīng)過(guò)多年的技術(shù)積累和不懈奮斗，中國(guó)已經(jīng)建設(shè)出了自己的空間站，并且中國(guó)航天員出艙也取得了圓滿成功。而國(guó)際空間站過(guò)幾年也即將退役，屆時(shí)，中國(guó)空間站將成為太空中人類(lèi)唯一的空間站。因此很多國(guó)外的航天局積極與中國(guó)合作，派航天員過(guò)來(lái)學(xué)習(xí)中文，期望能夠使用中國(guó)的空間站。而當(dāng)年重要要參與國(guó)際空間站項(xiàng)目時(shí)，美國(guó)多次拒絕中國(guó)的加入，現(xiàn)在我們終于揚(yáng)眉吐氣了，還把美國(guó)申請(qǐng)的項(xiàng)目給淘汰了。
可以預(yù)料，中國(guó)的空間站未來(lái)將大放異彩！
此情此景，Nature也對(duì)中國(guó)空間站即將進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了報(bào)道。
中國(guó)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(lái)自世界各地的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)排起了長(zhǎng)隊(duì)等著進(jìn)行。中國(guó)科學(xué)家告訴Nature雜志，中國(guó)載人航天局（CMSA）已初步批準(zhǔn)1000多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，其中幾項(xiàng)已經(jīng)發(fā)射。
在4月之前，國(guó)際空間站（ISS）是軌道上唯一的空間實(shí)驗(yàn)室，許多研究人員表示，天宮是天文和地球觀測(cè)以及研究微重力和宇宙輻射如何影響細(xì)菌生長(zhǎng)和流體混合等現(xiàn)象的受歡迎的補(bǔ)充。
然而，其他人認(rèn)為，載人空間站成本高昂，與其說(shuō)是科學(xué)目的，不如說(shuō)是政治目的。
華盛頓特區(qū)美國(guó)宇航局總部人類(lèi)探索和運(yùn)營(yíng)首席科學(xué)家朱莉·羅賓遜說(shuō)：“增加太空的科學(xué)訪問(wèn)量對(duì)全球都有科學(xué)益處，無(wú)論誰(shuí)建立和運(yùn)營(yíng)平臺(tái)。”
華沙國(guó)家核研究中心的天體物理學(xué)家阿格涅什卡·波洛補(bǔ)充說(shuō)：“我們需要更多的空間站，因?yàn)橐粋€(gè)空間站肯定是不夠的。”他是派遣實(shí)驗(yàn)研究γ射線爆發(fā)的團(tuán)隊(duì)的一員。
▲中國(guó)空間站中的聶海勝正在工作
國(guó)際空間站于1998年啟動(dòng)，是美國(guó)、俄羅斯、歐洲、日本和加拿大空間機(jī)構(gòu)之間的伙伴關(guān)系。從那時(shí)起，它已經(jīng)容納了3000多個(gè)實(shí)驗(yàn)，但由于美國(guó)禁止美國(guó)宇航局使用資金與中國(guó)合作的規(guī)則，中國(guó)被禁止進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。盡管天宮計(jì)劃進(jìn)行的大多數(shù)實(shí)驗(yàn)將涉及中國(guó)研究人員，但中國(guó)表示，其空間站將向包括美國(guó)在內(nèi)的所有國(guó)家開(kāi)放合作。
2019年6月，CMSA和促進(jìn)空間合作的聯(lián)合國(guó)外層空間事務(wù)廳（UNOSA）在空間站完成后，除了中國(guó)初步批準(zhǔn)的1000個(gè)實(shí)驗(yàn)外，還選擇了9個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行。維也納聯(lián)合國(guó)支助事務(wù)處主任西蒙內(nèi)塔·迪皮波說(shuō)，這些機(jī)構(gòu)涉及17個(gè)國(guó)家的23個(gè)機(jī)構(gòu)。
▲國(guó)際空間站和中國(guó)空間站的對(duì)比
中國(guó)此前發(fā)射了兩個(gè)小型空間實(shí)驗(yàn)室，天宮一號(hào)和天宮二號(hào)。這些實(shí)驗(yàn)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(shuō)，空間站提供了全新的設(shè)施，中國(guó)正在鼓勵(lì)以前從未嘗試過(guò)的太空實(shí)驗(yàn)。她正在領(lǐng)導(dǎo)一個(gè)計(jì)劃于2026年進(jìn)行的項(xiàng)目，“他們（中國(guó)方面）說(shuō)，好的，構(gòu)建您的硬件，使其煥然一新，做一些以前從未做過(guò)的事情，并將其發(fā)送給我們。”中國(guó)科學(xué)院北京高能物理研究所的天體物理學(xué)家張雙南說(shuō)，盡管到目前為止批準(zhǔn)的大多數(shù)項(xiàng)目都由中國(guó)研究人員領(lǐng)導(dǎo)，但許多項(xiàng)目都有國(guó)際合作者。
天宮到達(dá)的第一部分是一個(gè)被稱(chēng)為“天合”的核心模塊。5月下旬，一艘名為“天舟二號(hào)”的貨船被送上岸并停靠，運(yùn)送燃料、宇航服和實(shí)驗(yàn)設(shè)備。6月，神舟十二上的三名中國(guó)宇航員也停靠，進(jìn)入他們未來(lái)三個(gè)月的17米長(zhǎng)的室內(nèi)。
在接下來(lái)的一年或更長(zhǎng)時(shí)間里，CMSA將向天宮再派遣八次任務(wù)。將提供問(wèn)天和夢(mèng)天模塊，這些模塊將主要容納科學(xué)實(shí)驗(yàn)。
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(kāi)發(fā)用于太空的傳感器，他說(shuō)，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(guó)際合作主任楊洋表示，空間站將擁有20多個(gè)實(shí)驗(yàn)機(jī)架，這些實(shí)驗(yàn)架是具有封閉加壓環(huán)境的小型實(shí)驗(yàn)室。楊說(shuō)，外面將有67個(gè)面向地球或天空的研究硬件連接點(diǎn)，一臺(tái)強(qiáng)大的中央計(jì)算機(jī)將處理實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)涵蓋許多領(lǐng)域。Zhang是HERD（高能宇宙輻射檢測(cè)設(shè)施）的首席研究員，HERD是意大利、瑞士、西班牙和德國(guó)的合伙企業(yè)，定于2027年成立。Zhang說(shuō)，這種粒子探測(cè)器將研究暗物質(zhì)和宇宙射線，將花費(fèi)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(jì)劃發(fā)送健康且癌變的腸道組織（稱(chēng)為類(lèi)有機(jī)體）的三維斑點(diǎn)。她想知道非常低重力的環(huán)境是否會(huì)減緩或阻止癌細(xì)胞的生長(zhǎng)，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(xiàng)目將研究星云的紫外線排放和來(lái)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(qiáng)烈風(fēng)暴發(fā)生。
Larose指出，盡管許多項(xiàng)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(shì)使合作變得更加困難。她說(shuō)，挪威尚未與中國(guó)簽署雙邊協(xié)議，為她的項(xiàng)目開(kāi)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(bǔ)充說(shuō)，更嚴(yán)格地遵守出口法規(guī)意味著向中國(guó)發(fā)送電子硬件會(huì)增加繁瑣的步驟。
但Di Pippo 表示，到目前為止，緊張局勢(shì)對(duì)UNOA選擇的項(xiàng)目進(jìn)展沒(méi)有影響，并補(bǔ)充說(shuō)，該機(jī)構(gòu)正在與CMSA討論在明年年底前向天宮發(fā)送更多實(shí)驗(yàn)。
一些科學(xué)家認(rèn)為，載人空間站是浪費(fèi)金錢(qián)，但國(guó)際空間站在第一個(gè)十年建造和維護(hù)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(guó)安全問(wèn)題分析師格雷戈里·庫(kù)拉茨基說(shuō)：“機(jī)器人任務(wù)能帶來(lái)更大的科學(xué)效果。”“在中國(guó)，就像在美國(guó)一樣，科學(xué)家們希望盡可能做到最好，他們更喜歡機(jī)器人任務(wù)，而政府則希望將載人航天計(jì)劃主要用于政治目的，這兩者之間一直存在緊張關(guān)系。”
但其他研究人員指出，盡管衛(wèi)星為一些觀測(cè)提供了另一種選擇，但對(duì)于許多實(shí)驗(yàn)，特別是那些需要微重力的實(shí)驗(yàn)，載人空間站至關(guān)重要。它們?yōu)槟軌驁?zhí)行維護(hù)任務(wù)和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的宇航員提供了一個(gè)長(zhǎng)期觀測(cè)、數(shù)據(jù)處理能力和訪問(wèn)的家園。
Zhang說(shuō)，除了研究人員的實(shí)驗(yàn)外，天宮還打算測(cè)試載人航天技術(shù)，以支持中國(guó)的太空探索目標(biāo)。由于目前的國(guó)際空間站資金將于2024年至2028年的某個(gè)時(shí)間截止，天宮最終也可能成為地球上唯一運(yùn)行的空間站。
天宮預(yù)計(jì)運(yùn)行至少十年，中國(guó)已經(jīng)計(jì)劃發(fā)射其他航天器與之合作。中國(guó)測(cè)量太空望遠(yuǎn)鏡是一架兩米光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，可與美國(guó)宇航局的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡匹敵，并定期與天宮對(duì)接進(jìn)行加油和維護(hù)。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(guó)的國(guó)際空間站建成之前，我國(guó)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(yàn)性載人飛船工程，開(kāi)展空間應(yīng)用實(shí)驗(yàn)；
第二步，突破航天員出艙活動(dòng)技術(shù)、空間飛行器交會(huì)對(duì)接技術(shù)，發(fā)射空間實(shí)驗(yàn)室，解決有一定規(guī)模的、短期有人照料的空間應(yīng)用問(wèn)題；
第三步，建造空間站，解決有較大規(guī)模的、長(zhǎng)期有人照料的空間應(yīng)用問(wèn)題。
這三步目前已經(jīng)全部圓滿完成，中國(guó)載人航天已經(jīng)全面邁入空間站時(shí)代，未來(lái)將著力開(kāi)展科學(xué)前沿的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用研究，持續(xù)推動(dòng)空間科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步！
https://www.nature.com/articles/d41586-021-02018-3
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