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1000项科学实验正排队上“天宫”

admin1个月前50

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原文作者 | Smriti Mallapaty

全天下的研究职员都在热切地守候“天宫”完工,研究从暗物质、引力波到癌症恶化和病原菌生长等课题。

今年四月,中国发射了“天宫”空间站的焦点舱,并于6月将三名航天员送上太空。只管该空间站可能要到2022年底才气完全建成,然则来自天下各地的实验已经排起了长队。中国科学家告诉《自然》,中国载人航天工程办公室(CMSA)已经开端批准了1000多项实验,其中一些已经启动。

四月份之前,国际空间站(ISS)是轨道上唯一的空间实验室。许多研究职员示意,“天宫”空间站的加入值得迎接,它能用于天文和地球观察,以及研究微重力和空间辐射若何影响细菌生长和流体夹杂等征象。

中国航天员聂海胜在天和焦点舱事情。| 金立旺//Eyevine

然而,有人以为载人空间站成本太高,而且更多是出于政治而非科学目的。

美国国家航天局(NASA)总部认真人类探索与运行的首席科学家Julie Robinson说,“无论是谁制作和运行的空间站,增添太空科研渠道都有益于全球科学的生长。”

位于华沙的波兰国家核研究中央的天体物理学家Agnieszka Pollo也说,“我们需要更多空间站,只有一个空间站是不够的。”他是一个研究伽玛射线暴实验小组的成员。

向天下开放

国际空间站是1998年由美国、俄罗斯、欧洲、日本和加拿大的航天机构互助发射的(参见“主题变奏曲”)。从那时起,该空间站已经容纳了3000多项实验,然则由于美国阻止NASA使用资金和中国互助,中国被阻止介入(参见:20年近3000项实验,宇航员在国际空间站研究了啥?)。

只管设计在“天宫”举行的多数实验都有中国研究职员的介入,然则中国示意,其空间站将向包罗美国在内的所有国家开放。

2019年6月,CMSA和促进太空互助的团结外洋层空间事务办公室(UNOOSA)选择了9项实验(在中国开端批准的那1000项之外),设计在空间站建成后发射升空。UNOOSA主任Simonetta Di Pippo说,这些实验涉及17个国家的23个机构。

中国此前发射了两个小型空间实验室――天宫一号和天宫二号。它们共承接了100多项实验,围绕地球运行了数年,然则已经不在轨道上了。

挪威奥斯陆大学的医学研究员Tricia Larose示意,中国的空间站提供了全新的设施,中国也激励举行以前没有实验过的太空实验,“他们说,你们研制新的实验载荷,实验之前没有做过的事情,然后把它送到我们这里来”。她向导着一个设计于2026年实行的项目。

中国科学院(CAS)高能物理研究所天体物理学家、CMSA照料张双南说,只管迄今为止批准的多数项目由中国研究职员主导,然则许多项目都有国际互助者介入。

“科学家们的乐园”

“天宫”空间站首个到达的舱段是“天和”焦点舱。5月下旬,天舟二号货运飞船升空并与“天和”对接,运送燃料、宇航服和实验装备。6月,三名中国航天员(亦称太空人)乘坐神舟十二号载人飞船也完成对接,进入17米长的舱室,这将是他们未来三个月的家。

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在未来一年多的时间里,CMSA将再向“天宫”发射八次义务。其中两次将发射“问天”和“梦天”两个实验舱,主要用于科学实验(参见“中国的首个空间站”)。

图片泉源 | Adrian Mann/Stocktrek Images/Alamy

澳大利亚格里菲斯大学物理学家Paulo de Souza说,这些实验舱将成为“科学家们的乐园”,他的事情是开发太空用的传感器。

中国科学院空间应用工程与手艺中央国际互助四处长杨扬说,空间站将有20多个实验柜,每个实验柜都是一个密封加压的微型实验室。舱外将有67个面向地球或天空的实验载荷接口,一台壮大的中央盘算机将直接处置实验数据,然后再将数据传回地球。

类器官和暗物质

即将被送往新空间站的实验涵盖了许多领域。张双南是高能宇宙辐射探测设施(HERD)的首席研究员,该项目设计于2027年启动,意大利、瑞士、西班牙和德国也介入其中。他说,这一粒子探测器将研究暗物质和宇宙射线,耗资约10亿至20亿元人民币(约合1.55亿至3.1亿美元)。

张双南和Pollo还介入了POLAR-2,该项目将研究从远距离大爆炸中发出的伽玛射线的偏振,目的是说明伽马射线暴、甚至引力波的特征。

Larose设计将康健和癌变的肠道组织的3D培育物(即类器官)送上“天宫”,以展现极低重力环境是否会减缓或阻止癌细胞的生长,这可能会催生新疗法。

于六月抵达“天宫”后,太空人刘伯明出舱,中国人再度实现太空“行走”。| 金立旺//Eyevine

印度和墨西哥的科学家们的项目将研究星云的紫外线辐射和地球的红外线数据,以探讨气象条件和发生强烈风暴的因素。

Larose指出,只管许多项目是中西方科学家们之间的互助项目,然则地缘政治主要事态令互助难上加难。她说,挪威尚未与中国签署一项会为她的项目开绿灯的双边协议。瑞士日内瓦大学天体物理学家Merlin Kole同样介入了POLAR-2项目,他弥补道,更严酷地遵守出口划定意味着向中国寄送电子硬件会受到更多权要主义的阻碍。

然则Di Pippo示意,现在为止,UNOOSA选定的项目的希望并未受到主要事态的影响。她弥补说,UNOOSA正在与CMSA讨论明年年底前向“天宫”发射更多实验。

科学性价比

一些科学家以为载人空间站是在虚耗款项――“天宫”的成本尚未宣布,然则国际空间站在第一个十年的制作和维护成本约为7700亿人民币(约合1180亿美元)。

总部位于麻省剑桥市的忧思科学家同盟(Union of Concerned Scientists)的中国平安问题剖析师Gregory Kulacki说,“机械人项目带来的科学收益更大”。“和美国一样,中国那些想尽己所能专注科研、倾向于机械人太空项目的科学家们,与赋予载人航天项目更多政治考量的 *** 存在一定的主要关系。”

然则其他研究职员指出,只管卫星为一些观察提供了替换方式,然则对于许多实验,尤其是需要微重力的实验,载人空间站必不能少,它们为执行维护义务和运行实验的航天员提供了可供耐久考察、处置数据和接见的家园。

张双南进一步示意,除了容纳研究职员的实验外,“天宫”还将测试人类太空旅行手艺,以支持中国的太空探索目的。

国际空间站现在的资金只能保证空间站运行到2024年至2028年之间,“天宫”也有可能最终成为地球上唯一在运行的空间站。

“天宫”空间站设计至少运行十年,中国已经设计发射其他航天器与之同步事情。中国巡天望远镜是一款2米口径光学望远镜,可媲美NASA的哈勃望远镜,将定期与“天宫”对接举行添加推进剂和维修。它将于2023年发射,与哈勃望远镜相比,其可视局限更大,能够更好地探测宇宙深处的隐秘。

原文以China’s space station is preparing to host 1,000 scientific experiments题目揭晓在2021年7月23日的《自然》的新闻版块上

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网友评论

  • 2021-10-17 00:01:27

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