文丨《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者倪思潔高雅麗

“你們知道世界上最冷的地間地方在哪里嗎？”

“就在我頭頂。”

2023年9月21日，新聞在“天宮課堂”第四課上

神舟十六號(hào)航天員桂海潮

指著身邊的科學(xué)超冷原子物理實(shí)驗(yàn)柜說(shuō)

與此同時(shí)

中國(guó)科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心研究員張璐

正在電視臺(tái)“天宮課堂”的直播現(xiàn)場(chǎng)

給孩子們深入講解國(guó)家太空實(shí)驗(yàn)室里的高科技

張璐等來(lái)自中國(guó)科學(xué)院的科學(xué)家

屬于最了解太空實(shí)驗(yàn)的一群人

他們?yōu)閲?guó)家太空實(shí)驗(yàn)室的誕生

提供了強(qiáng)有力的科技支撐

  ?

建立國(guó)家太空實(shí)驗(yàn)室

是太空中國(guó)早在30多年前就已明確的目標(biāo)

1992年，我國(guó)批準(zhǔn)實(shí)施載人航天工程

明確“三步走”的實(shí)驗(yàn)室求索天戰(zhàn)略

“造船為建站，建站為應(yīng)用”

這是地間我國(guó)載人航天工程建設(shè)發(fā)展的初衷

也是工程“三步走”戰(zhàn)略實(shí)施過(guò)程中

一直努力的方向

載人航天工程確立之初

國(guó)家就把載人航天空間科學(xué)與應(yīng)用的重任

交付給中國(guó)科學(xué)院

中國(guó)科學(xué)院建立了空間科學(xué)與應(yīng)用研究研制體系

在載人航天工程第一步和第二步任務(wù)中

在對(duì)地觀測(cè)、空間科學(xué)、新聞應(yīng)用新技術(shù)等領(lǐng)域

組織開(kāi)展了60余項(xiàng)空間科學(xué)與應(yīng)用任務(wù)

全新研制了600余臺(tái)套有效載荷

取得了一批具備國(guó)際水準(zhǔn)和國(guó)內(nèi)開(kāi)創(chuàng)性的科學(xué)成果

推動(dòng)我國(guó)空間科學(xué)與應(yīng)用水平整體躍升

進(jìn)入空間站規(guī)劃及建造階段

中國(guó)科學(xué)院瞄準(zhǔn)世界科技前沿及國(guó)家重大需求

前瞻制定了空間站空間科學(xué)與應(yīng)用發(fā)展戰(zhàn)略

規(guī)劃并完成近30個(gè)重大研究設(shè)施攻關(guān)研制

2022年11月3日

“夢(mèng)天”實(shí)驗(yàn)艙順利完成轉(zhuǎn)位

中國(guó)空間站“T”字基本構(gòu)型在軌組裝完成

建成后的中國(guó)空間站

成為了一座國(guó)家太空實(shí)驗(yàn)室

也成為中國(guó)航天史上

規(guī)模最大、長(zhǎng)期有人照料的太空空間實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

  ?

高精度時(shí)頻系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)室求索天高微重力實(shí)驗(yàn)柜等設(shè)施國(guó)際首創(chuàng)

超冷原子物理實(shí)驗(yàn)柜、地間生命生態(tài)實(shí)驗(yàn)柜、新聞

無(wú)容器材料實(shí)驗(yàn)柜等實(shí)驗(yàn)設(shè)施達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先或先進(jìn)水平……

空間站正在成為我國(guó)當(dāng)前

覆蓋學(xué)科領(lǐng)域最全、科學(xué)在軌支持能力最強(qiáng)

且成為兼?zhèn)溆腥藚⑴c和上下行運(yùn)輸?shù)泉?dú)特優(yōu)勢(shì)的

“國(guó)家太空實(shí)驗(yàn)室”

中國(guó)科學(xué)院牽頭完成14個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜

它們共同的研制難點(diǎn)之一是“小”

相當(dāng)于要把在地面上一整間屋子里的實(shí)驗(yàn)裝置

塞進(jìn)不到兩立方米的柜子里難

點(diǎn)之二是實(shí)驗(yàn)柜要既輕便又牢固

用最小的重量搭載最多的科學(xué)載荷

難點(diǎn)之三是要有科學(xué)前瞻性

滿(mǎn)足后續(xù)十年的科學(xué)實(shí)驗(yàn)需求

  ?

每一個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜都相當(dāng)于一個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)室

而柜子只有“方寸”大小

技術(shù)創(chuàng)新是唯一的辦法

通過(guò)多次“材料優(yōu)選、輕量化設(shè)計(jì)

、仿真分析、力學(xué)試驗(yàn)驗(yàn)證”

實(shí)驗(yàn)柜在柜體主結(jié)構(gòu)不到100公斤的情況下

承重能力達(dá)到500公斤

載荷承載比比國(guó)際空間站實(shí)驗(yàn)柜高出兩倍以上

但14個(gè)實(shí)驗(yàn)柜，也各有各的研制難點(diǎn)

高精度時(shí)頻實(shí)驗(yàn)柜作為空間站中

最復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)柜之一

在該研制項(xiàng)目立項(xiàng)后的一段時(shí)間

研制工作一直推進(jìn)緩慢

到2019年，中國(guó)科學(xué)院整合全院資源

成立工程攻關(guān)組

自此之后

高精度時(shí)頻實(shí)驗(yàn)柜的研制進(jìn)入快車(chē)道

通過(guò)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合

中國(guó)科學(xué)院科研團(tuán)隊(duì)建成了

目前世界上在軌設(shè)計(jì)指標(biāo)最高的空間時(shí)間頻率系統(tǒng)

  ?

所有的努力都得到了最直接的回報(bào)

2024年5月1日凌晨

神舟十七號(hào)乘組回到地球的幾個(gè)小時(shí)后

20多位科學(xué)家在空間應(yīng)用中心的大廳里

滿(mǎn)懷期待地等待著

總重量約31.5公斤

32種生命實(shí)驗(yàn)樣品以及18種材料樣品

經(jīng)過(guò)拆包、稱(chēng)重、檢測(cè)

連夜回到科學(xué)家手中

  ?

這些實(shí)驗(yàn)樣品被科學(xué)家親切地稱(chēng)為“太空特產(chǎn)”

之后

這些“太空特產(chǎn)”被科學(xué)家?guī)Щ馗髯缘膶?shí)驗(yàn)室

從神舟十二號(hào)到神舟十七號(hào)

航天員先后乘坐6艘載人飛船

為科學(xué)家們帶回了6批、300多份科學(xué)實(shí)驗(yàn)樣品

  ?

包括中國(guó)科學(xué)院在內(nèi)的

國(guó)內(nèi)外百余家科研院所參與研究

科學(xué)家基于空間站返回樣品

已經(jīng)在空間生命科學(xué)與生物技術(shù)、空間材料科學(xué)、

微重力基礎(chǔ)物理等多個(gè)領(lǐng)域取得重要研究成果

在國(guó)際一流期刊發(fā)表論文300余篇

這其中的每一項(xiàng)科研成果

背后都離不開(kāi)太空實(shí)驗(yàn)室里

一個(gè)個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜的支撐

盡管成果豐碩

國(guó)家太空實(shí)驗(yàn)室的科研團(tuán)隊(duì)

仍沒(méi)有停下腳步

他們還在做三件重要的事

一是每年滾動(dòng)實(shí)施科學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

二是規(guī)劃新裝置、新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

三是加強(qiáng)成果推廣與應(yīng)用

不斷獲取應(yīng)用效益

《中國(guó)科學(xué)報(bào)》明日（9月23日）刊發(fā)全文：《太空實(shí)驗(yàn)室，求索天地間》