國家級太空實(shí)驗(yàn)室：建好更要用好

陸琦

國家級太空實(shí)驗(yàn)室：建好更要用好

我國載人空間站工程已經(jīng)中央批準(zhǔn)實(shí)施，將于2022年前后建成并持續(xù)運(yùn)行10年以上?！坝捎趪H空間站（ISS）或?qū)⒂?024年退役，我國的空間站可能成為21世紀(jì)30年代中期以后，國際上唯一在軌運(yùn)行的近地軌道空間站，是我國空間科學(xué)與應(yīng)用技術(shù)實(shí)現(xiàn)歷史性跨越的重大機(jī)遇?！比珖舜蟠?、中科院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心高級顧問、中科院院士顧逸東在接受記者采訪時(shí)說。

顧逸東認(rèn)為，空間站能否搞好要看兩個(gè)方面。一方面是能不能建好，用先進(jìn)的技術(shù)把空間站建起來，然后可靠運(yùn)行很長時(shí)間；另一方面是能不能用好，空間站上開展的科學(xué)研究應(yīng)當(dāng)在中國建設(shè)科技強(qiáng)國的進(jìn)程中以及國際空間科學(xué)發(fā)展史上留下濃重的一筆。

目前，我國空間站確定了8個(gè)研究方向：空間生命科學(xué)和生物技術(shù)、微重力流體物理與燃燒科學(xué)、空間材料科學(xué)、微重力基礎(chǔ)物理、空間天文和天體物理、空間物理與空間環(huán)境、空間地球科學(xué)及應(yīng)用、空間應(yīng)用新技術(shù)實(shí)驗(yàn)。在空間站壓力艙內(nèi)安排了13個(gè)先進(jìn)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)室（科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜），將開展生命、材料、流體、燃燒、基礎(chǔ)物理等數(shù)百上千項(xiàng)成系列的空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究。

“規(guī)劃的研究項(xiàng)目中，既有研究生命現(xiàn)象的機(jī)理和本質(zhì)、極低溫度下的新物態(tài)和獨(dú)特量子性質(zhì)等一大批前沿的基礎(chǔ)研究，又有非常重要的應(yīng)用基礎(chǔ)研究，比如流體、燃燒、材料、生物技術(shù)方向的科學(xué)項(xiàng)目。這些另辟蹊徑到空間去開展的研究將為地面許多工業(yè)過程、高效清潔燃燒、動力系統(tǒng)、生物醫(yī)藥、材料設(shè)計(jì)和新材料制備等產(chǎn)業(yè)應(yīng)用和科技發(fā)展，提供重要知識、方法和數(shù)據(jù)支撐?！鳖櫼輺|說。

在空間站艙外則部署了一些重大科學(xué)研究設(shè)施，如多功能光學(xué)設(shè)施，將以接近哈勃望遠(yuǎn)鏡的高分辨率和比哈勃大兩個(gè)量級的視場開展多色測光和無縫光譜巡天，研究宇宙加速膨脹和暗能量本質(zhì)，檢驗(yàn)宇宙學(xué)模型，研究恒星、黑洞、星系等多種天體的形成演化；正在論證的高能宇宙輻射和暗物質(zhì)探測設(shè)施，有望以強(qiáng)大的能力和前所未有的靈敏度，研究銀河系宇宙線成分能譜，探索和研究暗物質(zhì)。

“這些項(xiàng)目將推動對宇宙和物質(zhì)世界認(rèn)識的飛躍?！鳖櫼輺|強(qiáng)調(diào)，除按航天標(biāo)準(zhǔn)研制先進(jìn)可靠的有效載荷外，每一個(gè)空間項(xiàng)目都需要事先進(jìn)行深入的科學(xué)研究，事后對數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)樣品進(jìn)行高水平分析。

“空間站不是一項(xiàng)單純的工程，工程是基礎(chǔ)，空間站科學(xué)和應(yīng)用研究的成果是目的，想要搞得好、真正進(jìn)入世界前沿是非常不容易的?！币虼?，顧逸東指出，大量的研究工作是在地面的前期和后期階段，需要各方面的統(tǒng)籌支持，這一過程沒有穩(wěn)定的支持是不行的。

深?？臻g站：難度不亞于太空空間站

3月11日，科技部部長萬鋼在十二屆全國人大五次會議記者會上透露，我國深?？臻g站的項(xiàng)目實(shí)施方案編制已經(jīng)開始，預(yù)計(jì)兩年內(nèi)啟動實(shí)施。

“建立深?？臻g站的難度并不亞于建立太空空間站?！比珖舜蟠怼⒅袊爸毓ぜ瘓F(tuán)公司第七○二研究所副所長、深海載人裝備國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任顏開接受記者采訪時(shí)直言。

深?？臻g站是一個(gè)“母體”。它利用站載觀察系統(tǒng)，直接操控所攜帶的無纜自治潛水器、水下吊車、有纜遙控作業(yè)潛水器及配套的作業(yè)工具，適應(yīng)不同對象的具體作業(yè)要求，成為在深海從事科學(xué)研究、資源勘探、檢修維護(hù)作業(yè)等的移動工作平臺。

顏開表示，與載人潛水器相比，深?？臻g站的作業(yè)體系將更為復(fù)雜，作業(yè)功能也更為豐富，可執(zhí)行水下觀察與探測、深海搜索與打撈、水下指控與供能、海底取樣與研究等多種任務(wù)，具有長時(shí)間、全天候、大范圍、大功率、載員多、不受洋面風(fēng)浪條件影響等優(yōu)勢。

根據(jù)初步方案，未來的深?？臻g站設(shè)有專門的動力系統(tǒng)和載人居住艙，可以在海底停留幾天甚至幾個(gè)月，而且可同時(shí)容納幾十個(gè)人一起工作、生活。它借助于對接系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與深海運(yùn)載器對接，可以提供能源、食品的補(bǔ)給以及生命支持系統(tǒng)所需的原料如氧氣等。同時(shí)，科學(xué)家等人員也可以通過運(yùn)載器出入空間站。

深海探索面臨的首要問題就是來自海水的巨大壓力。航天員可以借助航天服從太空空間站自由出入，而如何讓科學(xué)家從深?？臻g站自由進(jìn)出，是一個(gè)棘手的問題。深?？臻g站與站載潛水器的對接，無論是技術(shù)要求還是操作難度，一點(diǎn)都不亞于宇宙飛船與太空空間站的對接。

“深?？臻g站是國際深海裝備技術(shù)發(fā)展的前沿，也是衡量一個(gè)國家船舶科技水平的重要標(biāo)志之一。”顏開表示，建設(shè)深海空間站將為我們探索海洋提供很大的便利，大大加深我們對海洋乃至地球的認(rèn)識。與此同時(shí)，通過技術(shù)攻關(guān)解決一系列難題，將帶動一大批相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

（本文轉(zhuǎn)自《中國科學(xué)報(bào)》）