中国空间站正准备举行1000项科学实验，包括癌症研究

全世界的研究人员都在急切地等待天宫的建成，研究从暗物质和引力波到癌症和致病细菌的生长等课题。

　　

 

今年4月，中国发射了空间站的核心，并在6月将三名宇航员送上了太空。但是，尽管它可能要到2022年底才能完成，但世界各地已经有一长串的实验在等待着进行。中国科学家告诉《自然》杂志，中国载人航天机构(CMSA)已经初步批准了1000多项实验，其中一些已经发射。

今年4月之前，国际空间站(ISS)是唯一一个在轨道上运行的空间实验室，许多研究人员说，天宫对于天文和地球观测，以及研究微重力和宇宙辐射如何影响细菌生长和流体混合等现象来说，是一个受欢迎的新项目。 

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然而，其他人则认为，载人空间站成本高昂，而且更多的是出于政治目的而非科学目的。

位于华盛顿特区的美国国家航空航天局总部负责人类探索和行动的首席科学家朱莉·罗宾逊(Julie Robinson)说:“无论谁建造和操作平台，增加科学进入太空对全球都有科学益处。”

“我们需要更多的空间站，因为一个空间站肯定是不够的，”华沙国家核研究中心的天体物理学家Agnieszka Pollo补充道，他是一个研究γ射线爆发实验小组的成员。

向世界开放

国际空间站是1998年由美国、俄罗斯、欧洲、日本和加拿大的太空机构合作发射的(参见“主题变奏曲”)。自那以后，该实验室已经容纳了3000多个实验，但中国被禁止进入，因为美国规定禁止NASA使用资金与中国合作。

尽管天宫计划进行的大多数实验都将有中国研究人员参与，但中国表示，其空间站将对包括美国在内的所有国家的合作开放。

2019年6月，CMSA和促进太空合作的联合国外层空间事务办公室(UNOOSA)选择了9个试验项目——中国已初步批准的1000个试验项目——在空间站完成后升空。维也纳UNOOSA主任Simonetta Di Pippo说，这些项目涉及17个国家的23个机构。

中国此前发射了两个小型空间实验室——天宫1号和天宫2号。这些卫星承载了100多个实验，围绕地球运行了数年，但已经不在轨道上了。

奥斯陆大学(University of Oslo)的医学研究员特里西亚·拉罗斯(Tricia Larose)领导着一个计划于2026年进行的项目，她说，空间站提供了全新的设施，中国正在鼓励在太空进行以前没有尝试过的实验。“他们会说，是的，打造你的硬件，让它焕然一新，做一些之前从未做过的事情，然后把它送到我们这里。”

中国科学院高能物理研究所的天体物理学家张双南(音译)是CMSA的顾问，他说，尽管到目前为止大多数获批的项目都是由中国研究人员领导的，但许多项目都有国际合作伙伴。

“科学家的游戏室”

天宫一号抵达的第一个部分是一个被称为天河(“天合”)的核心模块。5月下旬，一艘名为“天舟2号”(“heavenly ship”)的货运飞船升空并对接，运送燃料、宇航服和实验设备。今年6月，神舟12号飞船上的三名中国宇航员也成功对接，进入了17米长的舱室，在接下来的三个月里，这里将是他们的家。

在未来一年或更长的时间里，CMSA将再向天宫发射8次任务。其中两个将发射“闻天”和“梦天”模块，主要用于科学实验(参见“中国第一个空间站”)。 

澳大利亚布里斯班格里菲斯大学(Griffith University)的物理学家保罗·德·索萨(Paulo de Souza)说，这些将成为“科学家的娱乐室”，他开发了用于太空的传感器。

中国科学院空间利用技术工程中心国际合作主任杨洋表示，空间站将有20多个实验架，这些实验架是封闭、加压环境下的小型实验室。在外面，将有67个面向地球或天空的研究硬件连接点，杨说，一个强大的中央计算机将处理来自实验的数据，然后将它们发回地球。

有机物和暗物质

被送往新空间站的实验包含了许多领域。张是高能宇宙辐射探测设施(HERD)的首席研究员，这是意大利、瑞士、西班牙和德国的合作项目，计划于2027年启动。张说，这个粒子探测器将研究暗物质和宇宙射线，耗资约10亿到20亿元(1.55亿到3.1亿美元)。

张和Pollo还参与了POLAR-2项目，该项目将研究大型和远距离爆炸发射的γ射线的极化，目的是澄清γ射线爆发的性质，甚至可能是引力波。

拉罗斯计划发射健康和癌变的肠道组织的3D斑点，即所谓的类器官。她想知道低重力环境是否会减缓或阻止癌细胞的生长，这可能会导致新的治疗方法。 

印度和墨西哥科学家的其他项目将研究星云的紫外线辐射和地球的红外数据，以研究气象条件和强烈风暴的驱动因素。

拉罗斯指出，尽管许多项目是中国和西方科学家的合作项目，但地缘政治的紧张局势使合作更加困难。她说，挪威还没有与中国签署一项为她的项目开绿灯的双边协议。瑞士日内瓦大学(University of Geneva)天体物理学家梅林·科尔(Merlin Kole)也在研究极地-2，他补充说，严格遵守出口规定意味着向中国出口电子硬件会增加官僚主义。

但迪皮波说，紧张局势到目前为止还没有影响到UNOOSA选择的项目的进展，并补充说，该机构正在与CMSA讨论在明年年底之前向天宫发射更多的实验。

科学大爆炸

一些科学家认为，载人空间站是一种浪费——天宫的成本尚未公布，但国际空间站在第一个十年的建设和维护成本约为1000亿欧元(1180亿美元)。

总部位于马萨诸塞州剑桥市的倡导组织“忧思科学家联盟”(Union of Concerned Scientists)的中国安全问题分析师格雷戈里?库拉奇(Gregory Kulacki)表示:“机器人任务能带来更大的科学效果。”“在中国，就像在美国一样，科学家们希望尽可能做到最好，他们更喜欢机器人任务，而政府则希望将载人航天计划主要用于政治目的，这两者之间一直存在紧张关系。” 

但其他研究人员指出，尽管卫星为一些观测提供了另一种选择，但对于许多实验来说，尤其是那些需要微重力的实验，载人空间站是必不可少的。它们为长期观察、数据处理能力和执行维护任务和进行实验的宇航员提供了一个住所。

此外，张说，除了容纳研究人员的实验外，天宫计划测试人类太空旅行技术，以支持中国的太空探索目标。

目前国际空间站的资金只能在2024年到2028年之间运行，天宫也有可能最终成为地球上唯一运行的空间站。

天宫计划运行至少10年，中国已经计划发射其他航天器与它一起工作。中国巡天太空望远镜是一架两米高的光学望远镜，将与美国宇航局的哈勃太空望远镜竞争，并定期与天宫对接进行加油和维护。它将于2023年发射，在观测宇宙深处时，它的视野将比哈勃更广阔。