2002年12月30日凌晨发射升空的“神舟”四号返回舱，于昨晚7时16分在内蒙古中部主着陆场成功着陆。伴随着返回舱顺利回收，“神舟”四号多项应用系统科学实验也将得到答案。因此，科研人员们都说“神舟回家，七喜临门！”

　　2002年12月29日下午4时，科研人员将最后一批实验物品送上“神舟”四号飞船返回舱。据介绍，“神舟”四号将进行多项应用系统科学实验，参与的科研人员达1000多名，有效载荷52件，其中33件设备是首次上天。

　　①微波遥感器在太空裸露工作

　　“应用系统的设备几乎都是放在舱内的，只有我们的遥感器最可怜，它被装在飞船的最顶部，入轨后整流罩脱落，随后就一直裸露在太空，进行它的工作。”多模态微波遥感器的负责人、中国工程院院士姜景山这样为它的“宝贝”打抱不平。

　　这台包括微波辐射计、微波高度计和微波散射计三种模态的多模态微波遥感器，是我国第一台试验性的微波遥感系统，也是“神舟”四号飞船有效载荷应用任务中的重头戏。三种模态出现在同一台遥感设备上也是国际首创的，这套遥感器将主要执行海洋观测的任务，同时还兼顾大气和陆地。

　　②液滴、气泡跳出太空“舞步”

　　“神舟”四号首次在长时间稳定的微重力环境下进行空间微重力流体物理科学实验。太空中，不同大小的液滴或气泡摆脱了地球引力和浮力的羁绊，像一个个自由的“舞者”。“舞者”将经历从冷到热的变化，依靠因温差产生的表面张力，在“舞场”中翩翩起舞，跳出专业上称作热毛细迁移的独特太空“舞步”。仪器将每一个“舞者”的每一个“舞步”精确记录并传输回地面研究。

　　这项实验的负责人，中国科学院院士胡文瑞介绍说，美国人曾经花了一两千万美元在航天飞机上做这个实验，但他们的宇航员想尽了一切办法都无法使液滴脱离注射器，终告失败。而我国的科研人员发明了一种套管技术，便很容易解决这一难题。胡院士说，在未来的空间材料加工、晶体掺杂、电泳过程中以及宇航员生保系统等都会遇到液滴或气泡的迁移问题，我们的研究就是要了解微重力流体物理规律，以解决实际问题。

　　③同性细胞举办“太空婚礼”

　　发射前夕，上海生命科学研究院植物生理生态研究所的科技人员，在基地的空间细胞电融合实验室里，按不同的时间段精心培育了8批次植物苗，这些植物苗分为两个品种。提取的一号细胞被去掉细胞壁，与二号细胞在空间融合。为使空间实验用细胞有更强的活力，直到发射前两天，才从其中的一批生长时间为6周的植物苗中提取细胞。

　　其实，这仅仅是空间细胞电融合实验的一部分，另外一部分是由小白鼠的淋巴细胞和骨髓瘤细胞共同担纲的。据参与人员介绍，这些空间细胞融合实验利用神舟飞船在轨飞行时处于微重力的条件进行细胞的融合，来验证几年来进行的基础研究，为未来的空间制药进行有益的探索。

　　“新郎”和“新娘”将融合成一种新的细胞，“新房”是一个小黑盒子———电融合仪。空间细胞融合实验被媒体描述成“太空婚礼”。实际上，被用作“新郎”和“新娘”的细胞都是同性的体细胞，而非生殖细胞。其次，细胞在空间进行融合实验后，“新郎”和“新娘”将被完全融合成一种新的细胞；返回地面后，这些新细胞是含有“新郎”与“新娘”所有基因的新品种。据悉，直到飞船起飞前十几个小时，这些“恋人”才会被研究人员亲自护送上飞船。因此，它们也是最后一批登上飞船的“乘客”。

　　④为载人航天派出“太空哨兵”

　　据介绍，飞船和航天员的运行安全会受到太空中的“空间天气”的影响。“神舟”四号将国内现有的各种用于空间环境探测的仪器都纳入到空间环境监测系统中，装上了飞船，发挥其“太空哨兵”的作用。在飞船发射、运行、返回及留轨运行期间，进行实时空间环境监测，及时将“空间天气”情况通报给飞船控制管理人员，为未来载人打下基础。这项任务首次对空间环境进行了系统、全面的探测。

　　尽管神舟飞船运行轨道空间的真空度很高，但也不是空无一物。恶劣的“空间天气”将会影响到飞船的在轨运行。如高能量的带电粒子穿透力很强，可射入飞船内部，影响航天员的生命安全，损伤设备及材料。

　　⑤让飞船拥有明亮“眼睛”

　　“神舟”四号飞船轨道舱对外观测窗口犹如飞船的“眼睛”，在未来的载人飞行中，宇航员将通过飞船的“眼睛”观测神奇的空间。在前三艘飞船上，光学观察窗口的结构特性和密封性已经受住了考验。“神舟”四号飞船上，增加了窗口热控技术实验，以保证飞船的“眼睛”在轨飞行中天天明亮，时时清晰。

　　据介绍，飞船窗口是用特殊的光学玻璃制成，外层玻璃外表面镀有专门的光学薄膜，起到透可见光及反红外的作用。窗口组件上装有由温度传感器、电加热器及控制系统组成的热控装置，不但实时监测窗口组件温度状态，而且根据窗口组件温度变化自动进行热量补偿，达到改善温度状态及针对一定湿度下的玻璃表面结露控制的目的。

　　⑥测量飞船高度精确到1米

　　为了配合多模态微波遥感器对地观测系统的实验，中国科学院首次进行了综合精密定轨实验，将在预定的定轨区域内的径向测量精度提高到2到3米，力争1米；这还将对国内低轨卫星轨道的精确测量工作起到促进作用。

　　这次的精密定轨实验主要采用三种方法：第一种是利用全球定位系统，测量仪器装在飞船内。第二种是利用统一S波段测速测距系统。第三种是利用激光测距系统。

　　⑦空间电泳分离生物细胞

　　世间万物有分有合，在一边进行细胞融合的同时，“神舟”四号还第一次进行了生物大分子和细胞的空间分离——用电泳的方法将生物样品分离提纯。中国科学院上海生命科学研究院研究人员介绍，电泳的基本原理就是离子在外加电场下的迁移现象。由于各种离子在同一电场中的迁移率不同，从而达到分离的目的。这次太空实验样品在太空连续分离时间设计为1小时。

　　我国首次在太空进行的电泳实验重在掌握空间电泳的基本技术和方法，主要目的是研究在微重力环境下有关电泳迁移率及各种影响因素而导致的动态过程稳定控制，分辨率控制以及空间制药分离纯化设备的设计技术等问题。

　　梁生树 保婷婷 张伟嘉