太空实验知多少

朱婉萍

人类的活动范围经历了从陆地到海洋，从海洋到大气层，再从大气层到外层空间的逐步扩展过程。航天技术是人类20世纪最伟大的技术成果之一，太空资源的开发利用促进了人类社会的进步，改变了人们的观念和生活。大规模开发利用太空资源，是21世纪人类拓展生存空间的有效手段。

在空间环境资源的开发利用上，各航天大国进行了不懈的探索。在国际空间站上，由美国、日本、欧洲和俄罗斯等国提供的6个实验舱所组成的实验室，运用了当代最先进的科学技术和工具，让世界许多国家的生物、化学、物理以及其他学科的研究得以在这里进行。它的建设可为人类在新世纪观察地球及进行科学研究提供一个前所未有的场地。

在国际空间站里，科学家将进行蛋白质晶体研究、微重力下的生命科学研究、生物反应器研究、空间的火、流体和金属研究等，这些研究对人类更深入地解开蛋白质、酶和一些病毒之谜，生产出新的材料、实现太空永久居住等将产生重大影响，为生物、医药和工业的进步，改善地球人的生活条件和未来地外旅行开辟途径。同时，还将打开人类长期探索太阳系的大门。

材料加工实验。前苏联从1980年至1990年在空间站上进行了500项材料加工实验，范围涉及金属和合金、光学材料、超导体、电子晶体、陶瓷和蛋白质晶体等。如今，空间生长砷化镓晶体已成为最有希望的商品。

在微重力流体科学方面，通过对当代物理学许多前沿理论、实践课题的研究，如临界点现象、表面行为、液滴燃烧、颗粒云等，揭示出许多新的规律，一些新兴产业由此应运而生。

在加工工艺方面，已取得的新工艺有皮壳工艺、无熔器加工工艺、电泳工艺等，这些工艺既进一步促进空间材料生产的发展，又为改进地面材料生产指明了方向。

从太空材料加工实验中科学家们发现，空间是发展半导体金属材料、新型工艺、复合材料等的理想场所，同时又为未来在空间站或外星上建立长期居住基地提供受控生态环境及生命保障体系做了理论上和技术上的准备。

生物学实验。几十年来，宇航员在太空中进行了一系列生物学实验，主要是对生物体物质、能量循环及调节研究的生物圈研究；利用微重力促进生命进程研究及对微重力环境如何影响地球上生物机体的形成、功能与行为研究的重量生物学研究；对暴露在空间高能环境中的生物体损伤与防护研究的辐射生物学研究。

在空间站里，还进行了生物体培养。在空间微重力条件下进行生物体组织培养，可以避免地面重力条件所造成的对流和沉淀作用，获得比地面条件下更好的效果。

该项实验不仅有助于加深人们对空间环境适应情况的理解，同时，作为未来在空间站或外星建立动植物养殖场的可行性研究的重要组成部分，对人类未来向空间移民计划的实现产生了深远的影响。

我国十分重视开发空间资源，一直把空间技术作为国家总体发展战略的一部分。在科学试验方面，以微重力、空间环境和空间生命科学及新技术试验为重点，开展开发利用太空环境资源的研究，主要以返回式卫星和“神舟”飞船为载体。

在中国载人航天计划中，从一开始就选取重点项目，突出有限目标，把对太空资源开发利用研究和载人航天效益工程结合起来。“神舟”飞船开展的大规模太空材料生长、生命科学和生物技术实验研究，将开创中国太空资源开发利用研究的新局面。

人口的急剧增长，使地球人正面临着能源危机，在新世纪，人类正计划从月球和太阳中获得更多的能源。因此，重返月球和充分利用太阳能、建造太空发电厂的计划被提上了日程。

专家预计，到21世纪中期，世界上首次火星载人飞行有望实现；永久性载人空间站的正常运行，各种空间平台、天地往返系统等的配套，将会使空间天文观测及对地监测进入新境界；空间通信和导航的发展将使地球变得越来越小；空间加工和生产的产品将进入市场；空间旅游业也将兴起；如果进展顺利，首批月球居住点将建成运行。

随着航天技术的发展，大规模开发空间宝贵资源、让太空资源造福人类，已成为世界上各航天国家航天活动的主旋律。