太空實驗知多少

朱婉萍

人類的活動范圍經歷了從陸地到海洋，從海洋到大氣層，再從大氣層到外層空間的逐步擴展過程。航天技術是人類20世紀最偉大的技術成果之一，太空資源的開發利用促進了人類社會的進步，改變了人們的觀念和生活。大規模開發利用太空資源，是21世紀人類拓展生存空間的有效手段。

在空間環境資源的開發利用上，各航天大國進行了不懈的探索。在國際空間站上，由美國、日本、歐洲和俄羅斯等國提供的6個實驗艙所組成的實驗室，運用了當代最先進的科學技術和工具，讓世界許多國家的生物、化學、物理以及其他學科的研究得以在這里進行。它的建設可為人類在新世紀觀察地球及進行科學研究提供一個前所未有的場地。

在國際空間站里，科學家將進行蛋白質晶體研究、微重力下的生命科學研究、生物反應器研究、空間的火、流體和金屬研究等，這些研究對人類更深入地解開蛋白質、酶和一些病毒之謎，生產出新的材料、實現太空永久居住等將產生重大影響，為生物、醫藥和工業的進步，改善地球人的生活條件和未來地外旅行開辟途徑。同時，還將打開人類長期探索太陽系的大門。

材料加工實驗。前蘇聯從1980年至1990年在空間站上進行了500項材料加工實驗，范圍涉及金屬和合金、光學材料、超導體、電子晶體、陶瓷和蛋白質晶體等。如今，空間生長砷化鎵晶體已成為最有希望的商品。

在微重力流體科學方面，通過對當代物理學許多前沿理論、實踐課題的研究，如臨界點現象、表面行為、液滴燃燒、顆粒云等，揭示出許多新的規律，一些新興產業由此應運而生。

在加工工藝方面，已取得的新工藝有皮殼工藝、無熔器加工工藝、電泳工藝等，這些工藝既進一步促進空間材料生產的發展，又為改進地面材料生產指明了方向。

從太空材料加工實驗中科學家們發現，空間是發展半導體金屬材料、新型工藝、復合材料等的理想場所，同時又為未來在空間站或外星上建立長期居住基地提供受控生態環境及生命保障體系做了理論上和技術上的準備。

生物學實驗。幾十年來，宇航員在太空中進行了一系列生物學實驗，主要是對生物體物質、能量循環及調節研究的生物圈研究；利用微重力促進生命進程研究及對微重力環境如何影響地球上生物機體的形成、功能與行為研究的重量生物學研究；對暴露在空間高能環境中的生物體損傷與防護研究的輻射生物學研究。

在空間站里，還進行了生物體培養。在空間微重力條件下進行生物體組織培養，可以避免地面重力條件所造成的對流和沉淀作用，獲得比地面條件下更好的效果。

該項實驗不僅有助于加深人們對空間環境適應情況的理解，同時，作為未來在空間站或外星建立動植物養殖場的可行性研究的重要組成部分，對人類未來向空間移民計劃的實現產生了深遠的影響。

我國十分重視開發空間資源，一直把空間技術作為國家總體發展戰略的一部分。在科學試驗方面，以微重力、空間環境和空間生命科學及新技術試驗為重點，開展開發利用太空環境資源的研究，主要以返回式衛星和“神舟”飛船為載體。

在中國載人航天計劃中，從一開始就選取重點項目，突出有限目標，把對太空資源開發利用研究和載人航天效益工程結合起來。“神舟”飛船開展的大規模太空材料生長、生命科學和生物技術實驗研究，將開創中國太空資源開發利用研究的新局面。

人口的急劇增長，使地球人正面臨著能源危機，在新世紀，人類正計劃從月球和太陽中獲得更多的能源。因此，重返月球和充分利用太陽能、建造太空發電廠的計劃被提上了日程。

專家預計，到21世紀中期，世界上首次火星載人飛行有望實現；永久性載人空間站的正常運行，各種空間平臺、天地往返系統等的配套，將會使空間天文觀測及對地監測進入新境界；空間通信和導航的發展將使地球變得越來越小；空間加工和生產的產品將進入市場；空間旅游業也將興起；如果進展順利，首批月球居住點將建成運行。

隨著航天技術的發展，大規模開發空間寶貴資源、讓太空資源造福人類，已成為世界上各航天國家航天活動的主旋律。