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中国空间站将进入全面建造阶段，建成后可以进行哪些科研？( 二 )

国际空间站 航天员 太空



下面简单列举几个相关的项目：
1、空间生命科学与人体研究
空间站内是微重力环境 ， 航天员在微重力环境下执行长期任务时 ， 身体的各项机能都会发生不同程度的变化 ， 比如他们的肌肉会萎缩 ， 体液会减少 ， 骨质会流失等 。
那么航天员本身就是空间站实验的一部分 ， 对他们身体的各项指标变化进行记录和研究 ， 可以探究空间环境各因素对生命体细胞、组织、器官等各层次的影响与作用机理 ， 认知生命体太空生长发育与繁衍规律 ， 以及人类长期在太空生存可能面临的健康保障问题 。

这样说吧 ， 如果未来的某一天人类要进行星际移民 ， 那么很可能要在太空中遨游很长一段时间 ， 空间站有关空间生命科学与人体的研究 ， 就是为这个做准备的 。
另外 ， 空间站的环境会让微生物细胞发生大量变化 ， 改变其生长速率、对抗生素的耐药性、对宿主组织的入侵能力 ， 甚至改变它们的遗传能力 。 微重力还能增强微生物引发疾病的能力 ， 我们可以利用微重力来挑选出致病能力最低的病毒毒珠 ， 然后利用这些毒珠在地面上开发疫苗 。

2、微重力物理科学实验
微重力物理科学主要研究物质运动的本质规律 ， 建立空间高精度时间频率系统；还可以进行极端条件下超冷原子物理、低温量子相变等前沿实验；开展基础燃烧特性与机理、新材料空间制备等研究与应用 。
比如冷原子的研究 ， 当把原子的温度降到尽可能低时 ， 一群原子会突然展现出步调一致的属性 。 这种性质就叫作“玻色-爱因斯坦凝聚” ， 大量原子的动量都呈现同一个值——零 。 通常情况下 ， 这种状态不会发生 ， 因为只要有温度 ， 热运动就存在 ， 原子都在平均位置附近振动 。

而一旦达到这种状态 ， 一些奇特的性质就出现了 ， 比如液体在管道里流动不需要压力推动 ， 而只需要最开始让这些液体流动起来 ， 此后它就会一直流 ， 管壁摩擦、液体内部的粘滞效果好像消失了 。
但是 ， 在地球上研究这种状态的原子 ， 理论计算和实验测量上总有误差 ， 其中一个误差就来自于重力对原子的影响 。 虽然科学家在地面上可以使用磁力抵消一部分重力 ， 但总是不能很精确 。 而如果搬到空间站的超微重力实验柜中 ， 这种影响就几乎完全消除了 。
于是 ， 地面上可以把原子冷冻到十亿分之一开尔文的温度 ， 搬到空间站后就有了突破的可能 ， 而且突破幅度理论上还不小 ， 能达到一万亿分之一开尔文 。 在这样低的温度下 ， 玻色-爱因斯坦凝聚可以维持很长时间 ， 这对基础物理研究的作用非常大 。

3、研究空间天文与地球科学 ， 发展空间新技术与应用
在空间站上 ， 科学家们可以利用巡天光学望远镜和高能宇宙辐射探测器等设施 ， 开展长期深入的天文观测 ， 研究暗物质与暗能量、宇宙线起源、宇宙形成与早期演化等重大问题 。
空间新技术与应用领域 ， 主要包括了在轨制造、空间机器人与自主系统、空间信息及精密测量等空间新技术 ， 提升我们探索、开发和利用太空的能力 。

4、发展太空合金冶炼技术
在地面上 ， 金属合金从液体状态冷却形成晶体时 ， 由于重力的影响 ， 液体里会发生对流 ， 形成的晶体会向下沉淀 ， 产生的晶体结构会受到一定影响 。
但在失重的太空中 ， 不存在对流和沉淀 ， 科学家们可以控制凝固的过程 ， 从而更好地研究金属冶炼的原理 ， 帮我们改进工艺 ， 制作出质量更小、强度更高的新型材料 。

5、衰老过程研究
在空间站微重力环境下 ， 人体会在短时间内发生很多变化 ， 比如骨质疏松、心脑血管退化 ， 以及皮肤变化、身体平衡系统和免疫系统的变化等 ， 其中很多变化与人衰老过程相似 。
这就为衰老研究提供了一个非常独特的模型 。 而且 ， 不像真实衰老过程 ， 失重条件下生理机能的改变不受众多复杂因素干扰 。 科学家可以根据相关研究 ， 开发出治疗骨质疏松以及抗衰老等新型药物 。

总之 ， 空间站提供的是一种微重力环境 ， 很多在地球重力环境下难以完成的实验 ， 在空间站都可以完成 ， 尤其一些高精尖的前沿科技 ， 需要空间站那样的实验环境 。
结束语
神舟十三号已经在轨飞行五个多月了 ， 距离返回地球还有不到一个月的时间 ， 神十三返回之后 ， 我国空间站将转入全面建造阶段 。
2022年必定是不平凡一年 ， 在全球疫情肆虐以及并不太平的大环境下 ， 我们仍旧可以见证我国载人航天工程的伟大奇迹 ， 见证空间站工程的多个“首次”！

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