太空“城堡”
——空間站

伴隨著“長征五號B”火箭的轟鳴聲，“天和”核心艙進入太空，開啟了中國空間站的建設征程。如果按照分類仔細排序，中國空間站算是世界上第三個大型組合式空間站。那么，耗資巨大的空間站除了展示一個國家的工業與科技能力之外，還有什么實際意義嗎？

空間站本身就是個“實驗”

美國國家航空航天局（NASA）在討論國際空間站和倡議地月軌道空間站時，總談及這樣一個理念：積累知識和技術，為人類飛向更深遠的宇宙做準備。

雖然地球上還有大量的問題不曾解決，但人類終究要進入宇宙去尋找更多值得開發和居住的星球。這就需要打造一整套技術和解決方案。其中涉及到幾個最基本的問題：人能不能在太空安全健康地生存？人如何在漫漫航程中獲取必需的生活資源？需要設計一艘什么樣的渡船，才能把人從地球運送到下一個落腳點？

這些問題的答案，只能從近地軌道空間站開始，一點一點地摸索。就像人類要想在大海上航行，必須從獨木舟開始，漸漸地發明出越來越大的船只，直到今天的百萬噸巨輪。從這個角度說，今天的空間站或許只能算作一艘近海捕魚的小船。空間站的基本功能和結構組成，將為遠期飛向火星、木星及更遠深空的大型飛船探索必要的知識和經驗。同時，還需要探索怎樣才能提高深空飛行器的壽命與可靠性，怎樣在遠離地球的地方由船員自主修理和維護等。

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太空的“超級實驗室”

從蘇聯的“和平號”空間站到國際空間站，它們的主要角色就是扮演飛行在近地軌道上的實驗室。美國國家科學院曾經明確提出，要把國際空間站當成美國的國家實驗室。空間站的主要科學實驗內容，基本上可以按照生命科學研究、對地觀測研究、天文學、基礎物理、工程應用、航天醫學等幾個類別加以劃分。

生命科學研究

生命科學是空間站上開展得最多的試驗之一。目前，已經上天的動物和植物種類、數量都已不勝枚舉。比如，“和平號”上繁育過100多種植物，甚至還嘗試過繁育鵪鶉。從“和平號”上帶回地球的植物種子，在航天育種領域發揮了很大作用。再比如，國際空間站上的動物研究范圍更大，曾嘗試過在宇宙中飼養老鼠、日本水虎魚，甚至是水熊蟲。結果發現，生活在下水道里的水熊蟲，比任何其他高等生物都更能夠適應空間環境。

基礎物理研究

空間站這個“超級實驗室”對基礎物理研究來說，簡直就是天堂，因為在地球上很難找到一種辦法來提供長期的失重環境。科學家們可以獲得近乎無限的失重時長，來展開關于燃燒、流體、晶體生長等現象的研究。特別是在失重環境下的火焰與地球上的火焰是完全不同的，燃燒施放出的產物也和地球上的大相徑庭，這讓人們對于火這種工具有了新的認識。

對地觀測研究

空間科學和對地觀測研究可能是一個比較令人意外的空間站科學研究。從理論上說，遙感衛星和無人操作的空間望遠鏡就可以實施這類研究，而且運行成本比載人空間站低得多。但是空間站上的實驗表明，有人照料的空間科學和對地觀測，能夠及時發現一些異常和新奇的科學現象，對新型天文及遙感儀器進行調試，為無人系統的正常工作奠定基礎。

航天醫學研究

航天醫學就是把航天員作為實驗對象，這可能是空間站科學實驗中最基本的一項。航天員從火箭起飛的那一刻開始，就需要不停地關心和記錄自己的健康數據。在空間站上，這方面的實驗和研究項目繁多，包括行為健康和表現、骨骼和肌肉生理學、運動對策、心血管生理學、營養學和免疫學等。

技術演示驗證

技術演示驗證是在科學和應用之間搭建的一座橋梁。在空間站上，航天員曾在材料加工和藥物制品研究方面做過不少重要實驗。此外，人類在空間站還開展過很多技術演示：空間推進、空間動力和能源、通信和導航、生命支持和居住系統等。特別是近年來，在國際空間站上開展的3D打印實驗，為今后大型載人空間設施的在軌自主維修探索了寶貴的經驗。

“天宮”里實驗也不少

中國載人航天工程總設計師周建平曾在論文中寫道，“我國空間站應用將突出有人操控和空間站大平臺的特點，充分借鑒國際成功經驗和教訓，瞄準空間科學技術前沿，兼顧科學探索和空間資源開發需要，堅持創新驅動原則，推動原始創新。”

中國天宮空間站設置了3類實驗場所，首先是加壓艙內有16臺科學實驗柜，艙外設有暴露實驗平臺，另外還要在節點艙上對接專門的光學艙，支持在軌實施空間天文、空間生命科學與生物技術、微重力基礎物理、空間材料科學、航天醫學等11個學科方向30余個研究主題的數百項科學研究與應用項目。

上面提到的16臺實驗柜的樣機曾在國內多個展會上露面。科學家說，“這就好像把專業的實驗室搬到了天上，并讓實驗設備在嚴酷的太空環境下正常工作。”

在不遠的將來，中國空間站會帶給世界哪些驚喜呢？讓我們一起期待！

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