造太空空調(diào)、治骨質(zhì)疏松

——天舟一號(hào)要在太空做4項(xiàng)實(shí)驗(yàn)

太空用的空調(diào)有什么不同？未來(lái)太空移民時(shí)生育后代會(huì)受什么影響？天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船20日順利進(jìn)入太空，飛船上將開(kāi)展4項(xiàng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究及技術(shù)驗(yàn)證試驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)一：空間蒸發(fā)與冷凝科學(xué)實(shí)驗(yàn)

【實(shí)驗(yàn)?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(jì)或使用？這項(xiàng)空間實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驗(yàn)榛卮鹕鲜鰡?wèn)題提供重要的科研依據(jù)。

【實(shí)驗(yàn)價(jià)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(guò)程，每時(shí)每刻都受到重力引起的自然對(duì)流的極大影響。中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所研究員劉秋生說(shuō)，空間飛行器如載人空間站、衛(wèi)星等，沒(méi)有自然對(duì)流的微重力環(huán)境，將極大影響蒸發(fā)與冷凝相變過(guò)程，利用相變傳熱原理設(shè)計(jì)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(shuō)，需要利用空間微重力環(huán)境開(kāi)展空間實(shí)驗(yàn)，研究空間相變傳熱的特殊現(xiàn)象，認(rèn)識(shí)其特殊規(guī)律，進(jìn)而研制能很好適用于太空環(huán)境中的熱設(shè)備。該項(xiàng)目由我國(guó)科學(xué)家首次提出，也是國(guó)際上首次開(kāi)展蒸發(fā)與冷凝組合空間實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)二：微重力對(duì)細(xì)胞增殖和分化影響研究

【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹刻瘴⒅亓Νh(huán)境下定向分化人類胚胎干細(xì)胞為生殖細(xì)胞－－這個(gè)研究項(xiàng)目旨在闡明太空微重力環(huán)境下生殖細(xì)胞發(fā)育與成熟的基本規(guī)律，探索胚胎干細(xì)胞分化的分子機(jī)制，克服空間環(huán)境對(duì)人類生殖可能帶來(lái)的影響。

失重情況下的骨質(zhì)疏松新藥開(kāi)發(fā)－－航天飛行中的失重環(huán)境誘發(fā)航天員骨骼負(fù)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(jī)理研究是在地面通過(guò)模擬失重狀態(tài)的實(shí)驗(yàn)方法來(lái)進(jìn)行，而這個(gè)項(xiàng)目基于天舟一號(hào)提供的空間真實(shí)微重力環(huán)境，能讓科學(xué)家做出更為準(zhǔn)確的研究判斷。

【實(shí)驗(yàn)價(jià)值】清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué)中心教授紀(jì)家葵說(shuō)，第一項(xiàng)研究將建立體外分化體系研究人生殖細(xì)胞發(fā)育, 克服太空生殖研究中人體生殖細(xì)胞取樣困難的局限，對(duì)理解太空生活對(duì)人類生殖的影響、改善太空生育能力、實(shí)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(guó)強(qiáng)說(shuō)，對(duì)于航天飛行中出現(xiàn)的廢用性骨質(zhì)疏松，常采用的對(duì)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(duì)抗微重力誘導(dǎo)的骨質(zhì)疏松效果并不理想。第二項(xiàng)研究有望開(kāi)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(shí)驗(yàn)三：非牛頓引力實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)的關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證

【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹俊胺桥ｎD引力實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)”目的是檢驗(yàn)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(wàn)有引力定律，是一個(gè)純基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)，可以為引力理論的研究提供重要的實(shí)驗(yàn)依據(jù)，具有十分重要的科學(xué)意義。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，一個(gè)很核心的技術(shù)是靜電懸浮加速度計(jì)，本次飛行實(shí)驗(yàn)就是檢驗(yàn)這一核心技術(shù)。

【實(shí)驗(yàn)價(jià)值】華中科技大學(xué)引力中心教授周澤兵說(shuō)，靜電懸浮加速度計(jì)相對(duì)傳統(tǒng)加速度計(jì)而言，具有測(cè)量范圍小、精度高等特點(diǎn)，僅有法國(guó)等幾個(gè)少數(shù)國(guó)家掌握這一尖端技術(shù)，并且對(duì)我國(guó)高度保密，我們只能自主研發(fā)。

華中科技大學(xué)從2000年開(kāi)始，經(jīng)過(guò)持續(xù)攻關(guān)，研發(fā)出具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的靜電懸浮加速度計(jì)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(shí)驗(yàn)。本次飛行實(shí)驗(yàn)不僅加速度計(jì)檢驗(yàn)精度更高，為下一步的非牛頓引力實(shí)驗(yàn)提供了技術(shù)基礎(chǔ)，還為我國(guó)衛(wèi)星重力測(cè)量和空間引力波探測(cè)等計(jì)劃的實(shí)施提供重要支撐。

實(shí)驗(yàn)四：主動(dòng)隔振關(guān)鍵技術(shù)

【實(shí)驗(yàn)?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(jī)、飛輪、帆板的動(dòng)作，仍存在不少擾動(dòng)。微重力科學(xué)實(shí)驗(yàn)如果不能克服這些微擾動(dòng)，就達(dá)不到理想的效果，失去了上天實(shí)驗(yàn)的意義。衛(wèi)星上的對(duì)地觀測(cè)相機(jī)和天文望遠(yuǎn)鏡，如果遇到振動(dòng)，就會(huì)降低成像質(zhì)量。所以一定要隔離振動(dòng)，為航天器創(chuàng)造更好的條件。

【實(shí)驗(yàn)價(jià)值】隔離振動(dòng)一般可采用彈簧或阻尼器，叫做被動(dòng)減振。但要做到隔離每秒鐘1次以下的振動(dòng)，并將振動(dòng)的幅度降到擾動(dòng)源的千分之一，這樣高指標(biāo)的要求，只能采用主動(dòng)隔振。

中國(guó)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(shuō)，該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)為國(guó)內(nèi)首次實(shí)施，將使我國(guó)成為繼美國(guó)和加拿大后第3個(gè)在軌采用主動(dòng)隔振控制技術(shù)服務(wù)于空間微重力實(shí)驗(yàn)研究的國(guó)家。實(shí)驗(yàn)將極大支持和推動(dòng)空間站高微重力實(shí)驗(yàn)平臺(tái)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(shí)驗(yàn)載荷。

（新華社北京4月20日電）