我国的空间微重力研究

我国的空间微重力研究

“空间”也叫太空，是指星体之间的广阔区域。在地面上空，随高度增加地球引力即重力减小。而卫星、飞船、空间站在距地面数百公里的轨道上飞行，处于失重或微重力状态（重力小于10-4g）。利用空间的微重力环境制造高纯度材料、大尺寸晶体、生长蛋白质、进行动植物试验……已成为探索、开发和利用空间资源来为人类服务的一个重要项目。1994年美国发射的九次航天飞机中有二次的主要载荷就是微重力实验室。

我国的空间微重力研究一直处在世界先进行列，尤其是最近六、六年里取得了举世瞩目的成就。在1987年8月5日我国发射的一颗返回式卫星上，我国第一次在太空微重力条件下进行科学试验，其中由林兰英组织的在太空中采用降温凝固法成功地从熔体中生长出直径1厘米，长1厘米和0.7厘米的两块火炬头状的砷化镓单晶，这项成果居国际领先地位。砷化镓是研制大规模集成电路中不可缺少的材料，目前中国的卫星舱比美国的航天飞机内部环境更加洁净，合成出来的砷化镓质量已远优于美国。我国利用返回式卫星进行了几十项材料学的空间微重力实验，得到在地面上难以混合的铅铝、铅锌合金，首次在世界上把钇钡铜氧高温超导体送到空间，观察到微重力条件下经热处理的钇钡铜氧系超导材料比地面对照样品结构更加均匀，并有较高的起始转变温度。

1992年8月我国发射的返回式卫星将先进的晶体炉送入太空，熔炼出定向生长的42毫米长的碲镉汞晶体棒。中国科学院搭载的蛋白质生长设备在48个试管10种蛋白质中，有24个试管6种蛋白质生长出了可供观察分析的大晶体，这些实验获得了与国外同类实验的效果。用空间生长的蛋白质单晶通过X射线衍射法可测定蛋白质的立体结构，所以空间生长蛋白质晶体是空间基础生物科学的重要成就，这一成就不仅可能具有深远的理论意义，而且将大大提高生物大分子晶体的培养效率，甚至可在空间这种有利环境之中生长出高质量的生物大分子单晶体，这会使得按人的意愿开辟研究课题成为现实。

1991年还将一些农作物种子装进我国返回式卫星中“种植”，卫星返回后又将这些种子送往各地试种。在黑龙江长出的青椒每个重达200～350克；在江西长的水稻不仅穗长、粒壮，而且有的一株苗长了三穗。

1992年10月6日我国发射的返回式卫星搭载了中国科学院的各种植物种子和工程细胞、藻类装置45件，返回后取样表明造价昂贵的工程细胞成活率很高，而且证明能大量吸收二氧化碳呼出氧气的“环境卫士”海洋蓝藻可在外星上繁衍生息，从而使改造金星环境有了可能。此外，在我国空间微重力研究中还得到一些有待研究的信息，如蚕卵在太空的耗氧出现负值等。

值得一提的是我国早在1987年8月发射的返回式卫星上就为法国搭载了两项科学实验装置。一项是藻类在失重条件下能否进行光合作用继续生长，一项是测试卫星在发射、回收过程中的加速度、振动等数据，以便为今后在太空中生产某些特殊材料和物质作准备。实验取得了成功。因为中国返回式卫星回收率高，以后法国、德国等又要求搭载试验。搭载1千克的物品最少得几万美元，这也为国家创收了外汇，同时也标志着起步较晚的中国空间技术已从技术引进向卫星技术出口转变。

截止1992年底，我国利用返回式卫星作为太空与地球之间的一座流动实验室已成功地将300多个装置搭载升空，为国内外用户提供了良好的微重力条件下的科学实验，我国的空间微重力研究也取已得了突破性的进展。