香港新聞網(wǎng)12月31日電 2024年12月30日,在即將迎來(lái)中國(guó)空間站全面建成兩周年之際,中國(guó)載人航天工程辦公室首次公開(kāi)發(fā)布《中國(guó)空間站科學(xué)研究與應(yīng)用進(jìn)展報(bào)告》(2024年)(以下簡(jiǎn)稱《報(bào)告》)。該報(bào)告對(duì)兩年來(lái)中國(guó)空間站科學(xué)研究與應(yīng)用進(jìn)展進(jìn)行了系統(tǒng)性總結(jié)。報(bào)告顯示,截至2024年12月1日,中國(guó)空間站已在軌實(shí)施181項(xiàng)科學(xué)與應(yīng)用項(xiàng)目,取得的多項(xiàng)應(yīng)用成果為國(guó)際首次。
成為珍貴的“國(guó)家太空實(shí)驗(yàn)室”
2022年12月31日,中國(guó)空間站正式宣告建成。建成兩年來(lái),中國(guó)先后組織完成4次載人飛行、3次貨運(yùn)補(bǔ)給、4次飛船返回任務(wù),5個(gè)航天員乘組、15人次在軌長(zhǎng)期駐留,累計(jì)進(jìn)行10次航天員出艙和多次應(yīng)用載荷出艙,開(kāi)展多次艙外維修任務(wù),并刷新了航天員單次出艙活動(dòng)時(shí)長(zhǎng)的世界紀(jì)錄,完成包括2名港澳載荷專家的第四批預(yù)備航天員選拔、低成本貨物運(yùn)輸系統(tǒng)擇優(yōu)并啟動(dòng)研制等工作。目前,中國(guó)空間站在軌運(yùn)行穩(wěn)定、效益發(fā)揮良好。
《報(bào)告》介紹稱,憑藉長(zhǎng)期微重力、宇宙輻射等獨(dú)特環(huán)境條件,再結(jié)合航天員親身參與、天地往返運(yùn)輸?shù)韧怀鰞?yōu)勢(shì),中國(guó)空間站已然成為一座珍貴的“國(guó)家太空實(shí)驗(yàn)室”。
截至2024年12月1日,中國(guó)空間站已在軌實(shí)施181項(xiàng)科學(xué)與應(yīng)用項(xiàng)目,上行近2噸科學(xué)物資,下行實(shí)驗(yàn)樣品近百種,獲取科學(xué)數(shù)據(jù)超過(guò)300TB,應(yīng)用成果極為豐碩。
據(jù)了解,在中國(guó)空間站已在軌實(shí)施的181項(xiàng)科學(xué)與應(yīng)用項(xiàng)目中,包括68項(xiàng)空間生命科學(xué)與人體研究領(lǐng)域的項(xiàng)目,69項(xiàng)微重力物理領(lǐng)域項(xiàng)目,44項(xiàng)空間新技術(shù)與應(yīng)用領(lǐng)域項(xiàng)目。其中,包括多項(xiàng)“國(guó)際首次”,如國(guó)際上首次獲得空間發(fā)育的水稻和再生稻新的種質(zhì)資源、國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)空間人胚胎干細(xì)胞分化為造血干/前體細(xì)胞、國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)空間微重力條件下的冷原子干涉陀螺、國(guó)際上首個(gè)建立高通量在軌微生物防控試驗(yàn)平臺(tái)、國(guó)際上空間水生態(tài)系統(tǒng)在軌運(yùn)行最長(zhǎng)時(shí)間等多項(xiàng)開(kāi)創(chuàng)性成果。各領(lǐng)域科學(xué)團(tuán)隊(duì)著眼國(guó)家重大需求進(jìn)行深度挖掘,產(chǎn)出了系列原創(chuàng)性、前沿性、創(chuàng)新性成果,累計(jì)發(fā)表500多篇高水平SCI論文,獲得150多項(xiàng)專利,部分成果已實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化和推廣應(yīng)用,顯著推動(dòng)我國(guó)空間科學(xué)與應(yīng)用快速發(fā)展。
“太空水稻”已實(shí)現(xiàn)大田種植
自1992年立項(xiàng)實(shí)施起,中國(guó)載人航天工程即提出“造船為建站,建站為應(yīng)用”的發(fā)展理念。《報(bào)告》顯示,在中國(guó)空間站開(kāi)展的一百余項(xiàng)科學(xué)與應(yīng)用項(xiàng)目中,部分相關(guān)技術(shù)成果已推廣轉(zhuǎn)化至航天技術(shù)領(lǐng)域和民用行業(yè)。
《報(bào)告》顯示,在空間生命科學(xué)與人體研究領(lǐng)域,中國(guó)空間站實(shí)現(xiàn)了國(guó)際上首次在空間完成水稻“從種子到種子”的全生命周期培育,成功獲得空間發(fā)育的水稻和再生稻新的種質(zhì)資源,并在返回地面后實(shí)現(xiàn)了大田種植,證明在空間站發(fā)育的水稻種子具有活力和繁殖能力。該項(xiàng)研究也為未來(lái)載人深空探測(cè)中糧食的原位生產(chǎn)提供了直接實(shí)驗(yàn)證據(jù)和理論基礎(chǔ);中國(guó)空間站開(kāi)展的水生生態(tài)系統(tǒng)在軌穩(wěn)定運(yùn)行及斑馬魚培養(yǎng),水生生態(tài)系統(tǒng)正常運(yùn)行43天,獲得了空間水生生態(tài)系統(tǒng)在軌運(yùn)行的最長(zhǎng)國(guó)際紀(jì)錄,實(shí)現(xiàn)了中國(guó)在空間站培養(yǎng)斑馬魚及在軌產(chǎn)卵的突破,該研究為未來(lái)構(gòu)建空間生態(tài)系統(tǒng)提供了良好的生物元件;利用生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)柜開(kāi)展了空間微重力下的人胚胎干細(xì)胞的早期造血分化實(shí)驗(yàn),首次在軌實(shí)現(xiàn)人多能干細(xì)胞分化出造血干細(xì)胞/前體細(xì)胞,為解決地面干細(xì)胞早期造血分化效率低的問(wèn)題提供了新思路,為血液疾病患者提供更有效的治療方法,有望推動(dòng)生物制造業(yè)的發(fā)展。
此外,針對(duì)長(zhǎng)期失重導(dǎo)致骨丟失難題,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的骨丟失對(duì)抗技術(shù),現(xiàn)已成為空間飛行任務(wù)的防護(hù)措施構(gòu)成,對(duì)于地面老年骨質(zhì)疏松癥患者等人群的輔助治療具有良好應(yīng)用前景;聚焦長(zhǎng)期航天飛行主要醫(yī)學(xué)問(wèn)題,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)研制的穿戴式穴位刺激服及便攜式穴位刺激裝置,也已成為空間飛行任務(wù)防護(hù)措施的組成部分,該裝置還可應(yīng)用于極地科考、航海、潛艇、密閉環(huán)境、臥床實(shí)驗(yàn)等人員整體健康狀態(tài)評(píng)價(jià)與醫(yī)學(xué)防護(hù),對(duì)地面心血管疾病、衰老退行性疾病的輔助治療也具有良好應(yīng)用前景。
在微重力物理領(lǐng)域,《報(bào)告》顯示,中國(guó)空間站在金屬及難熔合金凝固機(jī)理方面取得具有重要影響的系列科學(xué)發(fā)現(xiàn);在空間制備出了性能更優(yōu)的新型紅外探測(cè)器材料銦砷銻、層狀柔性半導(dǎo)體晶體銦硒等,有望研制出更高性能的原型器件。制備出了大尺寸拓?fù)涑瑢?dǎo)單晶、新型鐵基超導(dǎo)材料,超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度相較地面同類材料更高。驗(yàn)證了抗空間輻射高性能鎂合金、凝膠復(fù)合潤(rùn)滑材料、形狀記憶聚合物等材料的可靠性和穩(wěn)定性,已初步嘗試在不銹鎂合金衛(wèi)星電控箱、衛(wèi)星熱管、太陽(yáng)能陣列和柔性太陽(yáng)翼等方面應(yīng)用。
在空間新技術(shù)與應(yīng)用領(lǐng)域,《報(bào)告》介紹稱,在空間應(yīng)用新技術(shù)方向,中國(guó)空間站開(kāi)展了國(guó)產(chǎn)高性能、復(fù)雜、新型電子元器件和傳感器等空間效應(yīng)機(jī)理研究及在軌驗(yàn)證,突破了長(zhǎng)壽命抗輻照光纖及氣密封穿艙和基于微納結(jié)構(gòu)的薄膜衍射光學(xué)成像等關(guān)鍵技術(shù)。航天技術(shù)試驗(yàn)方向在新型元器件材料與工藝技術(shù)、空間熱管理技術(shù)、通信導(dǎo)航與控制技術(shù)、新型空間能量轉(zhuǎn)換技術(shù)、食物再生技術(shù)、長(zhǎng)期空間環(huán)境生物腐蝕防護(hù)技術(shù)等研究方向取得了系列重要進(jìn)展:實(shí)現(xiàn)了斯特林熱電轉(zhuǎn)換技術(shù)首次在軌驗(yàn)證應(yīng)用;建立國(guó)際首個(gè)高通量在軌微生物腐蝕試驗(yàn)裝置,獲得了中國(guó)首批在軌環(huán)境下航天器材料微生物腐蝕試驗(yàn)數(shù)據(jù);首次利用靶向加熱技術(shù)實(shí)現(xiàn)了空間液態(tài)微藻由“生”變“熟”。充分利用天舟貨運(yùn)飛船的搭載機(jī)會(huì),在軌驗(yàn)證了空間高效無(wú)線配電試驗(yàn),實(shí)現(xiàn)了氫氧燃料電池國(guó)內(nèi)首次空間環(huán)境發(fā)電等??臻g新技術(shù)與應(yīng)用領(lǐng)域的系列研究進(jìn)展已推廣轉(zhuǎn)化至航天技術(shù)領(lǐng)域和民用行業(yè),有望在空間科學(xué)、空間應(yīng)用、空間技術(shù)領(lǐng)域獲得應(yīng)用突破。
有望在暗物質(zhì)等方向取得成果
“目前,我們正在研制具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的2米口徑空間站巡天空間望遠(yuǎn)鏡(CSST)等一批重大研究設(shè)施。作為中國(guó)國(guó)家太空實(shí)驗(yàn)室,中國(guó)空間站將在今后10-15年的運(yùn)營(yíng)中開(kāi)展千余項(xiàng)研究,并大力開(kāi)展科學(xué)普及和國(guó)際合作。”中國(guó)載人航天工程空間科學(xué)首席專家顧逸東介紹稱,空間站應(yīng)用的目標(biāo)是:在基礎(chǔ)前沿重要領(lǐng)域取得重大突破,進(jìn)入國(guó)際科學(xué)前列;在應(yīng)用基礎(chǔ)和新技術(shù)方面,取得系統(tǒng)性認(rèn)知和重大成果,解決國(guó)家重大需求,加強(qiáng)對(duì)經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展和人民健康方面科技供給,支撐科技強(qiáng)國(guó)建設(shè)。
據(jù)了解,在空間生命科學(xué)與人體研究領(lǐng)域,中國(guó)空間站將持續(xù)深化基礎(chǔ)生物學(xué)、生物技術(shù)及轉(zhuǎn)化、生命生態(tài)、生命起源研究,重點(diǎn)部署哺乳動(dòng)物太空孕育、密閉生命生態(tài)等方向,進(jìn)一步揭示和認(rèn)識(shí)空間環(huán)境對(duì)生命各層次的影響機(jī)制和響應(yīng)變化規(guī)律,在干細(xì)胞和再生醫(yī)學(xué)、藥物干預(yù)和研發(fā)、合成生物制造等先進(jìn)生物技術(shù)方面取得突破;在微重力物理科學(xué)領(lǐng)域,將持續(xù)開(kāi)展金屬和合金微觀組織及宏觀性能調(diào)控機(jī)理研究,掌握空間晶體成核機(jī)制及生長(zhǎng)規(guī)律,指導(dǎo)地面材料制備,解決“卡脖子”問(wèn)題;在空間新技術(shù)與應(yīng)用領(lǐng)域,將重點(diǎn)面向近地、地月空間、未來(lái)載人深空探測(cè)與在軌服務(wù)等國(guó)家戰(zhàn)略需求,以創(chuàng)新航天應(yīng)用為驅(qū)動(dòng),持續(xù)開(kāi)展前瞻性空間應(yīng)用項(xiàng)目、關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證試驗(yàn)項(xiàng)目和新型航天系統(tǒng)演示驗(yàn)證項(xiàng)目,推進(jìn)空間應(yīng)用、新型航天系統(tǒng)及應(yīng)用的能力提升。
值得一提的是,《報(bào)告》還公布了中國(guó)空間站在空間天文與地球科學(xué)領(lǐng)域的未來(lái)研究計(jì)劃。
《報(bào)告》顯示,巡天空間望遠(yuǎn)鏡有望在暗能量本質(zhì)和暗物質(zhì)性質(zhì)等宇宙學(xué)基本問(wèn)題、星系與活動(dòng)星系核、銀河系與近鄰星系等方向取得國(guó)際重大成果。高能宇宙輻射探測(cè)、伽馬射線偏振儀II圍繞暗物質(zhì)搜尋、宇宙線起源、極端天體演化等重要科學(xué)前沿問(wèn)題有望取得突破。高分辨率溫室氣體點(diǎn)源探測(cè)、先進(jìn)遙感技術(shù)體制驗(yàn)證等為香港地區(qū)多個(gè)研究領(lǐng)域提供數(shù)據(jù)支持。行星際塵粒采集與太空風(fēng)化研究有望深入理解太陽(yáng)系形成與早期演化過(guò)程。
而在合作交流方面,《報(bào)告》提出,中國(guó)空間站將積極擴(kuò)大空間科學(xué)及應(yīng)用國(guó)際合作,參與和實(shí)施國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃,堅(jiān)持“和平利用、平等互利、共同發(fā)展”的原則,踐行共商共建共享,開(kāi)放科學(xué)數(shù)據(jù),擴(kuò)大成果產(chǎn)出,共享科學(xué)成果,建立多元化的空間科學(xué)與應(yīng)用國(guó)際合作格局。
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