实践十号卫星模拟图

　　中国科学院国家微重力实验室试验装置

　　微重力环境下盛开的花

　　人类未来能否能穿越星际，在宇宙中长期生存？人类能否到太空中去繁衍后代？宇宙飞船或者空间站着火了怎么办？如今困扰各大城市的雾霾如何治理？……对于这些问题，现在我们或许还没办法全面回答，不过中国科学家未来两周将在太空中进行的19项实验，将为回答这些问题提供思路。

　　为这些实验提供场地的是一颗放大版的“子弹头”。它的全名叫实践十号返回式科学实验卫星，是我国首颗微重力科学实验卫星。4月6日凌晨，它在酒泉卫星发射中心由长征二号丁运载火箭发射升空。为了打造这个太空“超级实验室”，中国已经准备了10年，是中科院空间科学先导专项首批立项研究的科学卫星中准备时间最长的。

　　6大领域、19项实验，这是中国迄今为止单次空间微重力和生命科学实验项目及种类最多的空间任务。更重要的是，这些实验都是国外没有开展过的，因此极有可能孕育重大学术突破。

　　那么，这些实验将怎样改变我们的生活？作为中国空间先导专项“四先锋”中的“老二”，实践十号有哪些绝活儿？中国将在2020年前后建成永久性空间站，为何又要打造这种可返回的太空“实验室”呢？

　　①揭开地球重力场掩盖的面纱

　　地球上的物理现象都受到地球重力的制约，比如浮力、沉降等。“地球重力场是盖在物质运动规律和生命活动规律上的面纱，不揭开就无法看到很多问题的本质。”中科院国家空间科学中心主任、空间科学卫星工程常务副总指挥吴季说。

　　对科学家来说，宇宙空间就是一个很好的实验室。在太空环境下，重力或其它外力引起的加速度约为地球的百万分之一，是一个近乎失重的环境，而且太空中充斥太阳耀斑和日冕物质抛射时产生的太阳高能粒子，高能量、穿透性强的银河宇宙射线等，能观察到很多地球上不可能观测到的独特现象。

　　需要说明的是，航天器或者人类在太空中的“失重”并不等于“零重力”。通常来说，航天器在太空中飞行时，由于只受地球、月球、行星、太阳等天体的引力作用，航天器及其内部的物体的确处于失重状态。但这只是一种理想状况，因为航天器内的物体并不都在航天器质心位置，有时航天器的旋转或发动机工作也会产生推力。在这些情况下，航天器及其内部的物体会有微小的重量或者产生微小的加速度，好像受到了微小重力的作用，这种作用力称为“微重力”。

　　卫星里物体的重力有多“微小”呢？航天科技集团五院实践十号卫星系统总设计师赵会光表示，这方面，俄罗斯返回式卫星已达到百万分之一的技术指标，实践十号整体重力优于万分之一，部分时段或位置已达到百万分之一，能提供一个高效、短期、综合的微重力空间实验平台。

　　②为人类走向太空铺路

　　实践十号卫星将开展的这19项科学实验，涉及微重力流体物理、微重力燃烧、空间材料科学、空间辐射效应、重力生物效应、空间生物技术等6大领域。其中，8项流体物理和燃烧实验将在留轨舱内进行，另外11项科学实验将在回收舱进行。欧洲空间局和日本宇宙航天研发机构各参加了一个科学实验项目。

　　正如该卫星首席科学家胡文瑞院士所说，“我们绝不会重复别人的实验。”细数这些实验，各项都堪称“高大上”。它们是从200多项申请中精挑细选的，国外还没有进行过的，“这就意味着重大科学突破的可能。”

　　例如，要实现未来人类的星际移民，基础研究是弄清楚像人类这样的哺乳动物在太空能否正常繁殖。几年前，日本研究人员曾在美国网络科学杂志《科学公共图书馆·综合》上发表报告称，在太空微重力等环境下，哺乳动物正常的胚胎发育可能会受到阻碍，因此繁衍难度较大。迄今为止，在空间微重力实验条件下，成功进行哺乳动物早期胚胎发育体外研究的报道并未出现。

　　为此，实践十号首次把小鼠早期胚胎带上了太空。中科院动物所研究员段恩奎说：“我们以小鼠细胞胚胎为研究对象，对其进行培养并显微实时跟踪观察，看它在微重力环境中能否继续分裂到8个细胞、16个细胞……观察在微重力情况下，哺乳动物胚胎能否和在地球上一样正常发育。”此外，实践十号还有望将这一发育过程拍摄下来，这也是世界首次。

　　要进行更长时间的载人空间飞行，航天器舱内防火是大事。微重力环境比地面更容易着火，而且着火点不易发现，很难扑灭。对此，美国阿波罗13号飞船、俄罗斯的和平号空间站都有过惨痛教训。

　　中国将在2020年前后建成有人长期值守的空间站，防火问题就凸显出来了。在这一过程中，哪些材料能用？哪些材料不能用？如何发现火情？怎么灭火？这一系列问题都要靠大量的太空实验来解决。

　　此次实践十号计划开展的“导线绝缘层着火实验”和“典型非金属材料着火实验”就是要在卫星内“烧上几把火”，观察微重力条件下特定材料的着火和燃烧的特性，并与重力条件下的燃烧进行对比。

　　此外，为了研究空间辐射对基因组的遗传效应影响，果蝇也被“请”上太空。为了研究太空辐射引起的生物基因组变化，实践十号携带了水稻种子、拟南芥种子和线虫进行观察；另外还携带1000多只家蚕，其中一些将在太空中孵化。太空环境会使它们产生一些显著的变异，我们能从中筛选出一些有用的变异，并保留下来。

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