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国家太空实验室正式运行有望制备超低温量子气体

  • 发布日期: 2024-01-26 来源:紫外光老化试验箱
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    产品概述

      去年年底,中国空间站全面建成,载人航天工程进入应用与发展阶段,全面实现了工程“三步走”发展的策略目标。作为国家重大科学技术专项工程,中国载人航天一直备受社会各界的关注。

      8月18日,中国载人航天工程空间应用与发展状况介绍会在北京召开。会上,中国载人航天工程新闻发言人、办公室副主任林西强介绍了工程应用成果的总体情况,来自中国航天员科研训练中心、中国科学院、航天科技集团五院的专家也分别介绍了相关领域的情况。

      在空间站规划和建造期,中国载人航天研制部署了一批国际领先的空间科学研究与应用设施,持续开展大规模的科学研究与应用项目。林西强介绍,目前国家太空实验室已正式运行,空间应用成果频现,并建立了独具中国特色的近地空间科学与应用体系

      建成了功能完善、性能国际先进的国家太空实验室研究平台,学科覆盖全面。中国空间站舱内25个科学实验机柜与一系列舱外设施接口,能够支持空间生命科学与生物技术、空间天文与天体物理等诸多学科方向的研究与应用;空间站平台为应用载荷提供强大的机、电、热、信息、排气以及机械臂等基础支持条件;优化提升了货船、人船天地往返运输能力。

      瞄准前沿战略系统谋划,构建空间站应用专家体系。建立了由空间站空间科学与应用专家委员会、各领域专家组和科学讨论组组成的层次化专家组织架构,抓住空间科技发展新方向,形成高水平项目群。

      面向应用项目全寿命周期管理,优化应用项目征集、遴选、培育、立项和择优机制。拓宽应用场景范围和项目来源渠道,持续开展高水平科学研究与应用。

      形成了完善的载荷研制能力和入站准入机制。建立载荷研制保障、总装集成、软件评测等研制支持条件,形成载荷分级分类研制流程;形成了应用载荷规范化入站准入机制,通过对载荷各类接口和在轨飞行流程全面测试,协同完成应用载荷入站确认,为在轨科学实验顺利实施提供坚实基础。

      形成了强大的在轨实验支持能力。充分的发挥在轨航天员特别是载荷专家的作用,开展载荷舱内组装与更换、升级与维护等;地面建成了网络化、分布式的载荷运行管理体系,统筹实施在轨科学实验、健康监视、数据处理与发布。

      值得关注的是,目前空间站已安排在轨实施了110个空间科学研究与应用项目,涉及空间生命科学与人体研究、微重力物理和空间新技术领域,部分项目已取得阶段性应用成果

      在空间生命科学领域,实现了水稻“从种子到种子”的全寿命周期培养,在功能基因调控方面的发现有望促进地面新品种水稻株系培育和高产增收。

      在人体研究领域(航天医学实验领域),开展了长期航天飞行条件下失重、辐射等复合因素对航天员健康、行为与能力的影响等原创性机理探索和应用基础研究。据中国航天员科研训练中心研究员、航天员系统副总设计师李莹辉介绍,在人体心血管、骨骼等方面目前已获得了航天医学新发现,还发展了航天员健康维护新方法新技术。

      在空间材料科学领域,首次获得壳/核结构组织相分离合金材料,有望为航空航天、核电等行业有关相分离合金材料研发提供理论和技术支撑。

      在空间新技术领域,空间高效自由活塞斯特林热电转换试验相关效率指标达到国际领先水平,为未来载人月球探测与深空探测任务积累了技术基础。

      此外,面向社会公开征集的天舟系列货运飞船搭载项目已有11项通过天舟三号至天舟六号进行了搭载试(实)验,在轨试验取得预期效果。其中,空间站双光子显微镜项目开展在轨实验并取得成功,这是首次在航天飞行过程中获取航天员皮肤表皮及真皮浅层的三维图像,为未来开展航天员在轨健康监测提供了全新工具。

      中国载人航天工程自1992年立项实施以来,着眼于充分的发挥应用效益的目标,提出“造船为建站,建站为应用”的理念。林西强表示,在这一时期,不仅顺利实现以千年飞天梦想为代表的一系列工程任务目标,更取得大量具有国际领先水平的应用成果。

      一是有力推动航天科学技术创新,引领带动我国空间科学与应用高水平质量的发展。载人飞船阶段任务,安排我国当时顶级规模、领域方向最广的空间科学与应用计划,多项科学实验与技术试验均为国内首次开展,对我国空间生命、材料等基础研究起到开创奠基作用,快速提升了我国对地观测技术水平;空间实验室阶段任务,进一步拓展了空间科学与应用领域,实施了70余项科学实验与技术试验;空间站阶段任务,立足建设国家太空实验室,研制了我国覆盖空间科学与应用领域最全、具有国际一流水平的舱外实(试)验设施。

      据航天科技集团五院航天技术试验领域研制人员郭佩介绍,航天基础试验机柜为各类载荷在轨试验提供机、电、热等标准化接口,支持各类试验项目的在轨滚动实施,为航天新技术的创新发展提供了强大的验证平台。

      二是服务国计民生,空间应用成果转移转化成效显著。工程4000余项成果大范围的应用于国家各行各业。空间生命科学研究成果直接应用于生物材料、药物、医疗和农业技术;微重力流体、燃烧和材料科学等方面的研究成果为解决国家材料短板问题、改进有关产品生产加工工艺等作出了贡献。利用飞行任务开展的航天育种搭载实验3000余项,育成主粮审定品种240多个,蔬菜水果、林草花卉新品种400多个,创造直接经济效益逾3600亿元,年增产粮食约26亿公斤。

      三是积极推动航天科学普及,激发全民航天热情。遴选搭载港澳实验项目、太空授课、“开学第一课”、京港澳天宫对话、中西部青少年与载人航天面对面、天宫画展,以及建立中国空间站科创体验基地等一系列科普教育活动,激发了公众特别是青少年崇尚科学、探索未知、敢于创新的热情。

      四是务实开展空间应用领域国际合作与交流,助力构建人类外空命运共同体。截至目前,中国载人航天已与联合国外空司、欧空局以及俄罗斯、法国、德国、意大利、巴基斯坦等国航天机构签署了合作框架协议,其中一些具体的合作项目已经顺利实施,取得了丰硕成果;中国与联合国外空司合作的首批国际合作项目载荷将很快在空间站开展实验,与欧空局联合实施的10个空间应用项目也在有序推进。

      在会上,林西强介绍,进入应用与发展阶段,中国空间站将长期高效运行体系完善、水平领先的国家太空实验室,持续开展空间科学研究与应用

      在基础研究方面。瞄准宇宙起源演化、物质本质规律、人类太空长期生存等重大前沿问题,取得国际公认的重大发现和科学突破,为提升人类对宇宙的认知贡献中国力量。已布局的世界领先超冷原子物理实验平台调试进展顺利,有望制备地面没办法实现的、接近绝对零度(100pK量级)的超低温量子气体,获得物质玻色爱因斯坦凝聚态(BEC),在超低温量子物态、量子相变等方面预期取得新的重大发现。

      据载人航天工程空间应用系统副总指挥、中国科学院空间应用工程与技术中心副主任王强透露,当前正在研制的巡天空间望远镜具有高空间分辨率,入轨后将开展17500平方度的大面积天区深场巡天观测,以及不一样天体的精细观测,预期在宇宙学、暗物质与暗能量、星系与活动星系核、银河系与紧邻星系、恒星形成与演化、系外行星等问题上取得丰硕的开创性科学成果。

      在技术创新方面。聚焦国家战略需求,突破和掌握医药、材料、能源、信息等领域相关核心关键技术,服务国家相关行业高水平质量的发展,为促进经济社会持续健康发展提供有力支撑。如通过空间干细胞与增殖分化、器官芯片与类器官等方面研究,可为面向大众健康的再生医学、精准医疗、新药开发等提供新方法和新手段。

      在实验室能力提升方面。按照工程任务规划,未来空间站将结合国际空间科学发展形态趋势与国家战略需求变化,动态调整空间站维护升级策略,结合空间站舱段扩展,研制并上行新型科学仪器与试验载荷,持续提升太空实验室规模与水平。例如,在空间生命科学与人体研究领域,拟布局哺乳动物培育、脑科学研究等仪器设施开展基础研究。

      (原标题:中国载人航天工程空间应用与发展成果丰硕 未来可期)