造太空空調(diào)、治骨質(zhì)疏松
——天舟一號要在太空做4項實驗
太空用的空調(diào)有什么不同？未來太空移民時生育后代會受什么影響？天舟一號貨運飛船20日順利進入太空，飛船上將開展4項科學(xué)實驗研究及技術(shù)驗證試驗。
實驗一：空間蒸發(fā)與冷凝科學(xué)實驗
【實驗?zāi)康摹康厍蛏系目照{(diào)和熱管等散熱器，在太空還可以正常工作嗎？如果不能照搬地球上的現(xiàn)有設(shè)備，那么“太空空調(diào)、太空熱管”等空間熱設(shè)備應(yīng)該怎樣設(shè)計或使用？這項空間實驗?zāi)軌驗榛卮鹕鲜鰡栴}提供重要的科研依據(jù)。
【實驗價值】蒸發(fā)與冷凝是自然界中普遍存在的現(xiàn)象，其相變傳熱過程，每時每刻都受到重力引起的自然對流的極大影響。中國科學(xué)院力學(xué)研究所研究員劉秋生說，空間飛行器如載人空間站、衛(wèi)星等，沒有自然對流的微重力環(huán)境，將極大影響蒸發(fā)與冷凝相變過程，利用相變傳熱原理設(shè)計的換熱器如空調(diào)、熱管等熱設(shè)備工作環(huán)境，也將與地球上完全不同。
劉秋生說，需要利用空間微重力環(huán)境開展空間實驗，研究空間相變傳熱的特殊現(xiàn)象，認識其特殊規(guī)律，進而研制能很好適用于太空環(huán)境中的熱設(shè)備。該項目由我國科學(xué)家首次提出，也是國際上首次開展蒸發(fā)與冷凝組合空間實驗。
實驗二：微重力對細胞增殖和分化影響研究
【實驗?zāi)康摹刻瘴⒅亓Νh(huán)境下定向分化人類胚胎干細胞為生殖細胞－－這個研究項目旨在闡明太空微重力環(huán)境下生殖細胞發(fā)育與成熟的基本規(guī)律，探索胚胎干細胞分化的分子機制，克服空間環(huán)境對人類生殖可能帶來的影響。
失重情況下的骨質(zhì)疏松新藥開發(fā)－－航天飛行中的失重環(huán)境誘發(fā)航天員骨骼負荷減少，導(dǎo)致骨質(zhì)丟失甚至骨質(zhì)疏松。大部分抗骨質(zhì)疏松的機理研究是在地面通過模擬失重狀態(tài)的實驗方法來進行，而這個項目基于天舟一號提供的空間真實微重力環(huán)境，能讓科學(xué)家做出更為準確的研究判斷。
【實驗價值】清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院干細胞與再生醫(yī)學(xué)中心教授紀家葵說，第一項研究將建立體外分化體系研究人生殖細胞發(fā)育, 克服太空生殖研究中人體生殖細胞取樣困難的局限，對理解太空生活對人類生殖的影響、改善太空生育能力、實現(xiàn)空間移民和太空生育后代具備重大意義。
清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授陳國強說，對于航天飛行中出現(xiàn)的廢用性骨質(zhì)疏松，常采用的對抗方法有服用藥物磷酸鹽、降鈣素等，這些藥在地面條件下有一定的療效，但在對抗微重力誘導(dǎo)的骨質(zhì)疏松效果并不理想。第二項研究有望開發(fā)出安全、有效的抗骨質(zhì)疏松藥物，減緩微重力引起的骨質(zhì)流失。
實驗三：非牛頓引力實驗檢驗的關(guān)鍵技術(shù)驗證
【實驗?zāi)康摹俊胺桥ｎD引力實驗檢驗”目的是檢驗微米作用距離下物體之間的引力關(guān)系是否仍然滿足牛頓萬有引力定律，是一個純基礎(chǔ)物理實驗，可以為引力理論的研究提供重要的實驗依據(jù)，具有十分重要的科學(xué)意義。在這個實驗中，一個很核心的技術(shù)是靜電懸浮加速度計，本次飛行實驗就是檢驗這一核心技術(shù)。
【實驗價值】華中科技大學(xué)引力中心教授周澤兵說，靜電懸浮加速度計相對傳統(tǒng)加速度計而言，具有測量范圍小、精度高等特點，僅有法國等幾個少數(shù)國家掌握這一尖端技術(shù)，并且對我國高度保密，我們只能自主研發(fā)。
華中科技大學(xué)從2000年開始，經(jīng)過持續(xù)攻關(guān)，研發(fā)出具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的靜電懸浮加速度計系列產(chǎn)品，分別于2006年和2013年成功完成了兩次在軌飛行實驗。本次飛行實驗不僅加速度計檢驗精度更高，為下一步的非牛頓引力實驗提供了技術(shù)基礎(chǔ)，還為我國衛(wèi)星重力測量和空間引力波探測等計劃的實施提供重要支撐。
實驗四：主動隔振關(guān)鍵技術(shù)
【實驗?zāi)康摹亢教炱魃想m然是微重力環(huán)境，但由于飛船姿軌控、風(fēng)機、飛輪、帆板的動作，仍存在不少擾動。微重力科學(xué)實驗如果不能克服這些微擾動，就達不到理想的效果，失去了上天實驗的意義。衛(wèi)星上的對地觀測相機和天文望遠鏡，如果遇到振動，就會降低成像質(zhì)量。所以一定要隔離振動，為航天器創(chuàng)造更好的條件。
【實驗價值】隔離振動一般可采用彈簧或阻尼器，叫做被動減振。但要做到隔離每秒鐘1次以下的振動，并將振動的幅度降到擾動源的千分之一，這樣高指標的要求，只能采用主動隔振。
中國科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心副研究員董文博說，該項實驗為國內(nèi)首次實施，將使我國成為繼美國和加拿大后第3個在軌采用主動隔振控制技術(shù)服務(wù)于空間微重力實驗研究的國家。實驗將極大支持和推動空間站高微重力實驗平臺的研制建設(shè)，取得的技術(shù)成果可以直接服務(wù)于空間站階段的空間科學(xué)實驗載荷。
（新華社北京4月20日電）
