載人航天工程開展的空間科學與應用任務,是國家空間科學創(chuàng)新發(fā)展的重要組成部分。神十九乘組任務期間,空間站應用與發(fā)展階段征集立項的首批科學實驗項目將會集中展開。此次任務中會有哪些新實驗?未來又將如何影響你我的生活?
小小果蠅迎來首次太空之旅
果蠅是一種重要的模式生物,它體型較小,身長只有3~4毫米。別看它個頭不大,它的許多基因卻和我們?nèi)祟惢蚓哂邢嗨菩?,因此,研究果蠅可以獲得對人類遺傳疾病的認識。
此次神十九乘組任務期間,也將開展果蠅實驗,而這也是果蠅首次被送入太空。中國科學院空間應用工程與技術中心研究員張偉介紹,這次將在微重力、磁場和亞磁環(huán)境下對果蠅的生物學特性進行全方位比對,為未來人類探索月球、火星等天體提供理論基礎。
張偉:這次我們在神舟十九任務期間將要上行果蠅。我們知道太空當中,月球是沒有磁場的,而火星上面有微弱的磁場,所以我們在想在空間站建造一個亞磁的環(huán)境,做了磁屏蔽,把果蠅送上去以后,看看在亞磁環(huán)境條件下,它會發(fā)生什么樣的生物學反應,觀察它的發(fā)育、生長、行為變化,為我們未來去月球、火星這些地方來奠定理論的基礎。
除了果蠅實驗,此次任務還將進行小鼠胚胎實驗。
張偉:我們小鼠胚胎我們在天舟貨船的時候已經(jīng)做過,這次是相當于做得時間更長一些,主要就是觀察小鼠胚胎的空間發(fā)育。
材料上天
探索高質(zhì)量材料制備新路徑
在材料科學方面,此次神十九乘組任務期間,也將上行多種類型的材料,包括永磁材料、功能晶體材料、功能梯度材料、半導體材料等等,總數(shù)將達到十幾種。
張偉:大量的材料需要我們在太空利用無容器實驗條件,測它的表面張力、黏度、密度等這些在地面上很難測量的這些物理性質(zhì)。
此前帶上太空的試驗材料
同時,在此次任務中,還計劃在太空中制備新材料,如銦化硒材料等,張偉表示這些材料在太空“生長”的質(zhì)量高、缺陷少,未來有望為地面材料研發(fā)提供新的思路。
張偉:在太空生長的材料,它質(zhì)量非常高,缺陷少,所以我們就可以通過研究它來找到一些基本的規(guī)律,在地面在調(diào)控這些材料的研發(fā),制備出一些我們地面上原來很難制備出來的一些高質(zhì)量的材料,比如說,這次我們就要上行一種鎢合金材料,在接近3000℃的溫度下,在無容器柜里做鎢合金的在軌研究,研究它的熱物理性質(zhì),研究它的一些基本規(guī)律,為我們地面制備高質(zhì)量的鎢合金材料奠定基礎。
月壤艙外暴露實驗
探索月球3D打印新可能
除了材料和生物學實驗外,神舟十九號任務中,還將進行月壤樣品的艙外暴露實驗。
張偉:我們希望能夠研究月壤樣品在太空條件下半年甚至更長時間內(nèi),它會發(fā)生怎樣的變化。未來我們希望能夠在月球表面進行3D打印,所以需要對月壤的特性在各種條件下進行一些深入的了解,特別是在高真空、高低溫條件下,看看它會有什么變化。
隨著神舟飛船一次次成功地將航天員送入太空,中國空間站的科學實驗任務也在不斷升級和改進。每一批航天員的到來,都標志著我國空間站科學實驗進入了一個新的發(fā)展階段。張偉介紹,過去,我國空間站的科學實驗往往更多地聚焦于世界前沿的科學探索。然而,隨著科技的不斷進步和人類社會對實際應用需求的日益增長,空間站的科學實驗方向也在悄然發(fā)生變化。
張偉:我們之前可能更多的希望面向世界前沿做一些科學探索,現(xiàn)在我們可能加重一些份額在做應用導向方面的研究。包括對生命的研究,對生物技術的開發(fā),還有材料的研發(fā)。比如生物技術方面,我們做蛋白質(zhì)結晶,也就是有關制藥的研究,做生物的骨骼肌肉對抗的研究。在新材料方面,做晶體材料和合金材料的研發(fā),這些研發(fā)希望在地面能用上能夠改善我們生活,改善生命健康,助力我們的經(jīng)濟發(fā)展。