“天宫”空间站建成，国家太空实验室启航。

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天宫空间站将是我国未来10年规模最大的空间综合性研究实验平台。在这里，将能够高效开展体系化的空间科学与应用研究和新技术试验，不断产出重大科技成果。空间站让人类能够离开地球，而随着空间科学技术的发展，中国人探索太空的脚步必将走得更稳、更远。

2022年12月5日，在中科院空间应用中心生物实验室，中科院分子植物科学卓越创新中心郑慧琼研究员处理从太空归来的拟南芥样品。 新华社发

飞到太空去做实验

太空中无时无刻不在的微重力、强辐射环境，是很多科学实验的理想环境。作为国家太空实验室，天和核心舱、问天实验舱和梦天实验舱中均配置了多套科学实验柜。空间生命科学、空间材料科学、微重力流体物理与燃烧科学、航天新技术等多学科的科学实验，都有了大展拳脚的机会。

在地球上，我们建设了各种科学实验室，为何还要到太空做实验？这是因为，如果我们想要飞向更远的深空，就必须摸清太空的奥秘。身处地面，重力会时刻伴随着我们，而飞入太空后，空间站能够提供长期的微重力环境。在这里，水中的气泡不会上浮，两种密度不同的液体混合也不会分层——很多曾经被重力掩盖的现象终于显现出来，材料科学、燃烧科学等领域将迎来全新的研究环境。高低温迅速交替，以及极强的太阳辐射、宇宙射线，则能直接探究宇宙极端环境对实验材料的影响。

空间站内为科学实验柜预留了足够的空间，最多可以部署25台科学实验柜。它们可不是普通的柜子，其研制技术涵盖了气液制冷、供配电、高速通讯、航天工效学等多个学科，复杂程度不亚于一颗卫星。未来，科研人员将在此进行上千项包括空间科学、空间应用还有空间技术在内的研究。我国还将发射巡天空间望远镜，它将与空间站共轨飞行，望向更深邃的宇宙。

2022年10月31日，空间站梦天实验舱发射升空。图为梦天实验舱搭载的实验柜。（中国载人航天工程办公室）

在空间站点火“炼丹”

无容器材料科学实验柜，是随天和核心舱入轨的科学实验柜之一。目前，它已经在轨运行了一年多，是国内首个、国际上第二台在轨成功运行的同类实验设施。

利用微重力以及静电悬浮的方式，无容器材料实验柜可以通过3000摄氏度的高温，将悬浮的材料熔化成小球——这仿佛是太上老君的“炼丹炉”。通过在太空开展相关研究，将有望生产出一些新材料，以及进一步研究材料的基础物性，改善地面的生产工艺。

在神舟十四号乘组返回地球时，也同步带回了4盒无容器材料实验样品。无容器材料实验柜已经顺利完成了7盒材料样品的在轨实验，成功加热样品73颗。长期的在轨实验让空间应用系统突破并掌握了一系列关键技术，获取了大量科学数据，并已产出了一些初步成果。

在空间站里，还能“玩火”。太空之火的形态极为特别，我们不再能看到跳动的火苗，取而代之的是一个小巧的“火球”。当然，燃烧实验需要在燃烧科学实验柜中进行，安全是完全能够保证的。其点火的最大燃烧量，也不过相当于3根蜡烛，主要任务就是在太空开展微重力燃烧基础科学研究。

目前已上行的实验柜中，还有30亿年仅误差1秒的高精度时频实验系统，有望制备出距绝对零度以上仅千亿分之一摄氏度范围内超低温量子气体的超冷原子物理实验柜，以及最高加热温度达1600摄氏度的高温材料实验柜。科研人员预期，这些实验柜能够在相关领域做出具有国际水平的科学研究成果。

从航天育种到太空种子

我国将种子送上天这件事，比航天员飞上太空的时间早得多。1987年，我国第九颗返回式卫星就首次将一批农作物种子送向太空并顺利带回，揭开了我国航天育种的序幕。

航天育种也叫空间诱变育种，利用太空的宇宙射线、微重力、高真空等特殊环境的综合诱变作用，使生物自身产生基因突变。返回地球后再经过科研人员的筛选、培育，最终形成特性稳定的新品种。这个过程就像是“开盲盒”，谁也不知道在太空中，种子会发生什么。

当航天员能够进入太空后，种子便有机会在太空获得照料，能开展的实验形式更多样了。在天宫二号空间实验室，水稻和拟南芥就已经在太空中生长起来。但当时，空间科学实验更多限于单个项目、单一载荷。

而在空间站时代，科学实验柜的配备让我们在太空做实验变得更简单。空间站里的每个科学实验柜，都相当于是一个综合领域的“实验室”，不仅能开展流体物理、生命科学等学科领域的科研工作，还能面向多学科交叉领域。

未来，如果人类要在空间中长期生存，主要粮食作物就必须能在太空中成功繁殖种子。而在问天实验舱，神舟十四号乘组在轨期间，就在世界范围内首次完成了水稻“从种子到种子”的全生命周期培养实验，成功地把粮食种到了太空。

后续科学家还会在空间站的生命生态实验柜和生物技术实验柜中养鱼、养藻，甚至有望构建起一个密闭生态，尝试为人类远景太空旅行中物质的自给自足，提供相应的研究基础。

标题出自唐·张九龄《与生公游石窟山》

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