原标题：太空“超级实验室”到底有多牛
6日1时38分，我国首颗微重力科学实验卫星——实践十号返回式科学实验卫星，在酒泉卫星发射中心由长征二号丁运载火箭发射升空，进入预定轨道。实践十号将在太空中完成19项微重力科学和空间生命科学实验，相当于把一个综合性的实验室搬到了太空。实践十号总设计寿命15天，将利用我国成熟的返回式卫星技术按预定程序返回地球，回收舱将在内蒙古四子王旗着陆。
使命：揭开被重力掩盖的科学秘密
对科学家来说，宇宙空间是一个很好的实验室。地球上的物理现象，都受到地球重力的制约，比如浮力、沉降等。在微重力，也就是通常说的“失重”环境下，能观察到很多地球上不可能观测到的独特现象。
“极端物理条件下，物质的运动规律、物理化学过程、生命过程等都可能会发生变化，这就意味着重大科学突破的可能。”实践十号卫星首席科学家、中科院院士胡文瑞说。
我国是继美国、俄罗斯之外第三个掌握返回式卫星技术的国家，实践十号是我国发射的第25颗返回式卫星。“也是首颗大规模实施无人空间微重力实验的返回式科学卫星。”中国航天科技集团五院实践十号卫星工程总设计师唐伯昶说。
“从上世纪80年代后期，我国就开始利用返回式卫星做微重力科学实验，但都是搭载在其他用途的卫星上。实践十号是第一颗专门为进行微重力科学和空间生命科学研究而发射的卫星，对科学研究来说，机会十分难得。”胡文瑞说。
他说，近年来，微重力环境是各国研究的焦点领域。人类要走向太空，就必须研究微重力环境下物质会发生哪些变化。而科学家们的一些理论猜想，也只有到太空微重力的环境下，才能进行实验验证。
中科院国家空间科学中心主任、空间科学卫星工程常务副总指挥吴季说，“实践十号卫星是一个高效、短期、综合空间实验平台，它的使命就是揭开被重力所掩盖的科学秘密，力争获得重大科学突破。”
优势：微重力环境比空间站更好
为了开展微重力研究，科学家们尝试在地球上模拟微重力环境，比如利用几十米、几百米高的落塔或落井、抛物线飞机和探空火箭。
“落塔或落井微重力时间只有几秒钟；抛物线飞机可提供30秒低重力时间；探空火箭一般从5分钟到十几分钟。它们可以做流体、燃烧等耗时短的微重力实验，而材料生长、生物过程等需要时间较长的实验就无法进行。”实践十号卫星科学应用系统总设计师康琦说，“长时间的空间科学实验需要利用科学卫星、航天飞机、空间站进行，与地面微重力实验互为补充。”
我国将在2020年前后开始空间站的建设，为什么还要发射科学卫星呢？胡文瑞解释说，空间站有实验时间长、可以有人参与等优势，但残余重力、机械动力和人的活动干扰可能给实验结果带来影响。实践十号卫星是专门为微重力科学和空间生命科学而设计的卫星，将为实验提供更好的微重力环境和其他条件。
一是卫星的微重力水平可更高；二是它的机动性高，比如这次要进行的胚胎实验可以在发射前8小时才装到卫星上，缩短在地面停留的时间，如果搭载在载人飞船上就做不到这一点；三是科学卫星风险小，且造价大大低于建设一个空间站。
胡文瑞说，一些其他国家发射科学卫星是对空间站任务的补充，而我国科学卫星上的实验项目和未来空间站任务是完全“错身”的，实验内容不会重复，具有不可替代的作用。
突破：绝不重复别人做过的实验
胡文瑞介绍，目前世界上只有俄罗斯和我国把返回式卫星技术运用到科学卫星上。实践十号搭载了19项科学实验任务，涉及28项科学实验研究，是迄今为止单次空间微重力和生命科学实验项目及种类最多的卫星任务。19个实验项目是从200多项申请中脱颖而出的，涵盖微重力流体物理、微重力燃烧、空间材料科学、空间辐射效应、微重力生物效应、空间生物技术6大领域。
“我们绝不会重复别人的实验。”胡文瑞说，“所有实验任务都具有创新性，有很强的科学研究价值，有望获取具有国际先进水平的、具有自主知识产权的重大科技成果。”
据介绍，这19项实验都非常有特点，比如微重力下煤燃烧实验等项目针对能源、农业和健康等国家战略目标，为解决地球上的现实问题提供帮助；导线绝缘层着火实验等项目结合航天器防火等关键技术需求，为我国航天工程后续发展提供支撑；哺乳动物早期胚胎发育、造血与神经干细胞三维培养等项目瞄准空间生命科学的前沿课题，对人类未来走向太空有重要意义。
不同于俄罗斯科学卫星是任务结束后整体返回地球，实践十号分为留轨舱和返回舱。“19项实验中，8项流体物理和燃烧实验将在留轨舱进行，其他11项科学试验将在回收舱进行。”康琦说，实践十号设计寿命为15天，返回舱在轨飞行若干天后将返回地球，而留轨舱将继续在轨工作3到5天。
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中国空间科学计划 及其“四先锋”
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6日发射的实践十号卫星是中科院空间科学战略性先导专项“四先锋”中的“老二”。
空间科学是以航天器为主要平台，研究发生在日地空间、行星际空间乃至整个宇宙空间的物理、天文、化学以及生命等自然现象及其规律的科学。2011年1月，中科院空间科学战略性先导科技专项正式立项。它致力于在最具优势和最具重大科学发现潜力的科学热点领域，通过自主和国际合作科学卫星计划，实现科学上的重大创新突破。
“十二五”期间，专项开展了首批4颗空间科学卫星的研制，分别是：
——暗物质粒子探测卫星
2015年12月17日，我国成功发射暗物质卫星“悟空”。它有望在暗物质粒子探测和宇宙线物理这两大科学难题上取得突破。截至今年3月17日，“悟空”已完成了2／3天区的扫描，共探测到4.6亿个高能粒子。数据分析正在紧张进行中，预计今年底将公布首批科学成果。
——实践十号返回式科学实验卫星
2016年4月6日，我国将首颗微重力科学实验卫星——实践十号发射升空。它的主要科学目标是：开展空间科学实验，研究、揭示微重力条件和空间辐射条件下的物质运动及生命活动规律，取得创新科技成果。
——量子科学实验卫星
我国有望于今年下半年发射量子卫星，它将进行星地高速量子密钥分发实验，并在此基础上进行广域量子密钥网络实验，以期在空间量子通信实用化方面取得重大突破；在空间尺度进行量子纠缠分发和量子隐形传态实验，开展空间尺度量子力学完备性检验的实验研究。
——硬X射线调制望远镜卫星
硬X射线调制望远镜卫星也有望于今年下半年发射，它将实现宽波段X射线巡天，发现被尘埃遮挡的超大质量黑洞和未知类型天体；通过观测黑洞、中子星、活动星系等高能天体，研究致密天体和黑洞强引力中物质的动力学和高能辐射过程；探索利用X射线脉冲星实现航天器自主导航的技术和原理。
本报综合新华社报道
配图 新华社
