“神舟二号”承载多少秘密——我国载人航天应用系统透视，本文主要内容关键词为：神舟论文,透视论文,载人航天论文,秘密论文,我国论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
“神舟二号”飞船英俊潇洒的雄姿，使无数国人为之倾倒，而其内部隐藏着的许多秘密却鲜为人知。
为了促进载人航天的应用，提高工程综合效益，使我国的空间应用跨入载人空间实验阶段，“神舟二号”的太空之旅，肩负着开展一系列空间科学及技术实验的神圣使命。
“神舟二号”飞船的3个舱段，几乎都安装了各种科学实验设备，“神舟二号”由此成为一个名副其实的“空间科学技术实验室”。这些科学实验设备各有各的用途。我国科学家试图通过这些设备，进行材料科学、生命科学、空间天文、环境监测等实验任务。这些实验任务由中国科学院为主的全国50多个科研院所和大学承担。
太空“百宝箱”
太空中几乎没有重力，没有空气和水分，各种比重不同的物体可以在一起“和平共处”。在这里也几乎没有地面上的对流、沉淀等现象，可以生长出地面上得不到的结构完整、性能优良的晶体材料。在飞船上进行的空间材料科学实验，对于获取高质量的晶体材料，了解晶体材料生长过程中重力对流等因素对晶体品质的影响，指导地面批量生产具有重要意义。
“神舟二号”飞船已与“长征”2F运载火箭对接 孙宏金摄
进行空间微重力科学研究和实验，是当今载人航天实验的热点。空间材料实验向人们传递着这样一个信息：外层空间是发展研究新材料、新的加工工艺的理想场所。
人类开展空间科学研究已有40多年历史，而大规模进行太空生产材料实验活动始于70年代末。从1980年到1990年，苏联在空间站里进行了500项材料加工实验。1989年，在“和平”号空间站生产出297公斤砷人镓，价值上百万美元。如今，在空间生产的砷化镓晶体已成为最有希望的商品。一些诸如大尺寸微乳胶球、高纯度药物等都已贴上了“空间”商标。通过空间实验，还获得了一些新的加工工艺。这些工艺为改进地面材料的生产指明了方向。
多年来，我国先后利用返回式卫量开展了80多项材料加工和生命科学等方面的研究，进行了各种形式的搭载实验300多项，已经形成了以中国科学院为主，航天研究院所、高等院校等参加的空间微重力科学研究应用队伍。
作为人类文明进步的标志，材料是现代工业与高新技术领域的重要支柱之一。材料的进步，推动了科学技术的不断发展。进行材料科学研究，是“神舟二号”飞船的使命之一。
在空间可以获得在地面无法生长出的高性能晶体材料，这些材料在高新技术领域有着重要的应用价值。例如二元半导体锑化镓晶体，是制造微波器件、微波集成电路和超高速集成电路的关键电子材料。与目前普遍应用的硅单晶相比，其性能更加优良。三元半导体碲锌镉晶体是制造红外探测器不可缺少的材料。我们现在通过“风云”气象卫星可以获得准确的天气预报，进行矿产资源勘探、指导农牧业生产和自然灾害预防，这其中红外探测器功不可没。氧化物激光晶体硅酸铋是光信息存储功能材料。随着信息时代的到来，信息存储材料的重要作用已是有目共睹。
地面的晶体生长过程可以通过肉眼直接观察，那么，在空间微重力环境下的晶体生长过程又是什么样的呢？我国科学家设计了一种安装在“神舟二号”上的空间晶体生长观察装置，可以利用摄像机拍摄空间微重力条件下氧化物单晶的生长全过程。在空间对晶体材料生长机理和生长工艺的深入研究，有利于指导地面晶体材料的生产，改进工艺，提高晶体质量，以推进材料科学及工程的发展，造福全人类。
太空“生物军团”
空间微重力、强宇宙粒子辐射、节律变化等特殊环境，给生命科学、生物技术实验提供了地面不能或不能完全模拟的条件。利用这种独特环境进行生物体组织培养，可以避免地面重力作用所造成的对流和积淀作用，获得比地面更好的效果。因此，空间生命科学研究不仅有助于揭示生命科学中不可能在地面环境下获知的一些本质特征，而且在应用上可望获取空间生物工程的方法，生产出高质量单晶、高效生物制品等。
今天，微生物的生长代谢研究已由地面拓展到太空，由此而发展起来的微生物技术已广泛用于药物合成、医学研究等领域，为人类生产生物制剂开拓了新的前景。
在生物材料加工方面，已分离出地面很难分离的哺乳动物特化细胞，其纯度比地面高4～5倍，分离速度提高400～700倍。这些成果给药物学研究带来了新的生机，一些地面不能制造和提纯的药物，却可以在太空中完成。
在“和平”号空间站里，科学家已经成功地种植了卷心菜、土豆等蔬菜，还种植了只有40厘米高的小麦。由于在空间站里24小时都有电灯照明，小麦无法“安眠”，60天就成熟了。这种转基因小麦的产量是地面普通小麦产量的3倍。
自1988年以来，我国先后进行了4次藻类空间生长试验，研究了20种藻类和大型藻在太空环境中的适应能力，取得了固氮能力强的藻类新品系。用它们的发酵物配置的饮料喂养梅花鹿，不仅节省饲料，还能使鹿茸的产量增加16%。
科学家们还发现，在空间失重的条件下，蛋白质晶体比在地球上生长的个大，且更为纯净，结构更为完整，可以很方便地进行分析。通过对它们的分析，能更深入地揭开蛋白质、酶和一些病毒的秘密，并由此研制出新的药物。
生命体的一切活动都是通过其基本构成物质，特别是蛋白质和核酸的功能来实现的，而这些生物大分子功能如何又直接取决于它们的结构。因此，测定这些生物大分子的结构，研究其结构与功能的关系，对于揭示生命奥秘和了解疾病十分重要；而且，它也是发展蛋白质工程及药物设计等生物高技术所必需的基础，特别是在人类基因组计划完成之后，这类研究的意义将更加突出。
合拢状态的“神舟二号”飞船 孙宏金摄
“神舟二号”飞船上装载的蛋白质结晶装置是我国科研工作者为了揭示生命的奥秘，经过多年研制而成的。这项研究对于抗农作物病害、治疗人体顽症、设计新药物、在细胞和分子水平上研究生命现象和揭示生命的奥秘具有重要意义。
“神舟二号”所进行的空间生物效应研究，是我国航天领域首次多物种、多种生物的综合性生物学研究。众多的生物学实验材料，组成了一个进军太空的“生物军团”。
本次生物学效应实验所用的生物材料是在过去7年筛选出来的。在19种生物中，有17种分别是微生物、植物、水生生物和无脊椎动物，有2种为脊椎动物的细胞或组织。实验的目的是从细胞、组织、个体、种群和简单生态系统等不同层次上，研究生物体和生物封闭系统的空间生物学效应，争取研究开发出空间生物加工的共培养技术、反应器技术和发现高效、高质生命物质的特殊代谢途径；同时，争取利用空间环境的诱发变异获得具有优良品质和经济价值的生物品系。
重力的干扰对活细胞的体外生长会产生一定的影响，空间环境由于不受重力干扰更容易进行细胞的培养。通过空间细胞的培养实验，可使医生在不危害病人的条件下，精确地试验治疗癌症的新方法。同时，高质量的组织培养已用于生长胰腺细胞，使得糖尿病患者在不使用胰岛素的情况下也能得到治疗。
空间生物学效应的实验方法、工艺和实验结果，可以促进高效、高抗体、优质物种在相关生产领域的应用。通过建立生物反应器原理模型和生态管理模型，可以指导解决我国和世界当前面临的严峻环境问题。
太空“天文台”
你想知道在遥远的太空是怎样的景象吗？除了用肉眼可以见到的星星之外，科学家近年来还发现了一个神奇的现象，那就是人们用肉眼看不到的γ射线暴。
宇宙γ射线暴是宇宙中一种突发的巨大能量的爆发现象，其巨大能量的来源及其发生机理，无法用现有的科学理论解释，至今还是一个迷。因此，它已成为一个重要的国际前沿热点课题。“神舟二号”飞船携带了进行空间天文观测的超软X射线探测器和γ射线探测器，目的就是尝试为解开这一谜底提供更多的信息，以便了解宇宙γ射线暴的起源、产生机制和内在性质等。
太阳耀斑中的质子耀斑所产生的高能质子辐射，对载人飞船有很大威胁，对短波通讯、洪涝灾害等也有直接影响。通过对太阳高能辐射变化的观测研究，可以判断耀斑性质，可能提前几十小时对其作出警报，并在太阳活动高峰年期间对太阳高能电磁辐射进行监测。对太阳高能辐射变化的观测研究，也有利于载人航天器的安全保障。因此，我国天文学家将以“神舟二号”飞船为平台，在对宇宙γ射线暴进行探测研究的同时，也兼顾到对太阳耀斑高能辐射的监测。
此外，我国科学家还将用安装在“神舟二号”飞船上的大气成分探测器、大气密度探测器等，监视空间环境的变化，为空间环境预报和警报提供实时监测数据。也就是说，利用空间环境预报中心，收集、综合分析国内外卫星和地面的观测数据，提供飞船运行轨道的有关大气参数及太阳活动和地磁活动的参数，预报飞船发射、运行期间空间环境状况和可能出现的空间环境异常，并在出现危急情况时发布警报。同时，它还是将来航天员出舱活动的“空间天气预报”系统。
腾飞吧，“希望之舟”
如果把我国空间科学实验比喻为“阳光事业”，那么，它的承载者就是“神舟号”飞船。
“神舟二号”第一次集中了有一定学科面的开拓性的空间科学研究工作。这一系列实验，何时能知道结果？能否取得突破性进展？是大家十分关心的问题。科学家对此次空间科学实验的估计，总是十分谨慎的。他们认为，现在下结论尚为时过早，因为有些结果飞船回收后就知道，有些还有待于进行深入研究，有些将继续在太空中进行长达半年的观测。但可以肯定的是，通过“神舟二号”的太空之旅，将会开拓我们的视野，增加我们的新知，积累更多的经验，为今后更深入、更大规模的实验，最终实现空间产品的商品化和产业化，更为广泛地服务社会、造福社会开辟了前进的道路。
据专家介绍，继“神舟二号”以后，我国还将在今后陆续上天的“神舟号”飞船中，进一步加快空间实验的脚步。在空间材料科学方面的研究，将增加新的样品；在生命科学和生物技术实验研究方面，将增加细胞反应器实验、细胞融合、电泳等实验项目；在空间环境探测方面，将进一步开展空间大气成分、密度等多项研究。
“长征”2F运载火箭在安装工位 孙宏金摄
番茄和荔枝的滋味都是美妙的。如果把这两种水果的细胞融合成一个实体，结出来的果实将会是什么滋味，恐怕很难想像。我国科学家在今后几艘“神舟号”飞船进行的空间实验，或许就能回答这个问题。
“神舟二号”承载着许多秘密，也承载着许多希望，它是中华民族的“希望之舟”。在未来的征程中，“神舟号”飞船燃起的科学之火，必将随着一艘艘飞船的翩翩升空而愈燃愈烈。