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2024-06-27 返回

我国空间科学的发展和展望

中国空间科学的起步相对较晚，而早期的时候，在20世纪70年代后期到80年代期间，我们主要致力于高空气球的研究。我们发展了科学气球技术，并在这一时期完成了一些重要的实验，其中包括脉冲星的测量。我们利用高空气球在国内首次测量了脉冲星周期，成功地测得了一颗脉冲星的周期为33.3毫秒。尽管当时的设备条件相对简陋，但我们仍然在信噪比较低的情况下取得了这一成果。

1984年5月23日，3万立方米的气球在飞行6小时后，首次观测到蟹状星云脉冲星PSR B0531+21的脉冲周期。该成果获中科院自然科学二等奖。

八十年代我国一些机构，比如紫金山天文台，还利用气球在X射线天文学、红外天文学等领域开展了一系列的研究和实验。例如，我们研究了宇宙尘捕获、太阳的物理过程，高层大气的特性以及激光传输特性等。

紫金山天文台航恒荣团队研制的硬X射线天文气体探测器，1983-1986年间多次飞行

紫金山天文台刘彩萍团队研制的30公分球载远红外望远镜，采用液氦制冷，偏置导星5万立方米，1986-1988年间观测到塞弗特星系的红外辐射等

我还想特别提到一项给我们留下深刻印象的实验，这是安徽光机所进行的大气湍流精细观测实验。在研究地球大气流动的过程中，他们利用极其灵敏的温度传感器探测到了地球大气在非常小（几十厘米）尺度下的温度波动。这让我想到了未来在进行激光传输或量子传输研究时，地球大气在不同尺度上与光学传播的湍流结构之间的有趣关联，这是一个相当复杂的过程。

大气中激光传输特性研究

我们还与德国合作进行了一项微重力实验。实验中，我们在40公里的高度的气球上让一个流线型的、受到空气阻力很小的落舱使用自由落体方式下落，同时在落舱后加入了微推进器，以保持下降过程中的微重力水平在10的-4次方左右。研究人员当时在下落的60秒过程内，利用自由落体产生的微重力环境共进行了5个实验。其中包括细胞电融合实验。通过在微重力下对不同大小和质量的细胞进行随机排列，并观察它们的融合效果；此外还有V型火焰燃烧实验。这些的目的之一就是为了我国后续的空间站实验做准备，实验都取得了良好的实验结果。

1996年，与德国OHB公司合作开展气球微重力实验

我们还利用气球进行HAPI-4望远镜直接解调成像方法验证的实验。通过对天鹅座X射线源CygX-1的观测，我们成功验证了利用准直器和非位置灵敏的探测器进行成像的方法，并且发现这种方法的分辨率要远高于当时美国使用的编码孔径的成像方法。这项研究为我国后续 “慧眼”成像的立项卫星奠定了基础。

1993年HAPI-4望远镜对CygX-1的直接解调成像观测

总体来说，尽管起步较晚，但近年来我国空间科学发展速度较快，已经取得了一系列重要成果，并进入了蓬勃发展的新阶段。目前，我国的空间科学的研究重点主要是以下三个方面。

首先是载人航天工程方面，自2000年以来，我国在神舟系列飞船、天宫空间实验室、货运飞船上开展了上百项空间科学研究。2022年，我国的空间站建成，这意味着我国也开展了一段将持续10-15年的长时间、大规模、系列化的空间科学研究。

其次探月工程和深空探测方面，自2007年以来，我国实施了嫦娥1号至5号的绕月、月球的软着陆巡视和采样返回、月背着陆巡视任务。此外，天问一号火星探测器也已成功着陆并进行巡视探测，未来还将持续开展月球探测，实施火星的采样返回，以及对小行星、木星系统探测的更多任务。我国载人登月任务也已经开始启动实施。

最后一个方面就是科学卫星。科学卫星在我国空间研究中的地位越来越重要，逐渐成为主力。目前，我国的空间科学先导专项一期4颗卫星已经圆满完成任务，其中包括“墨子号”量子科学试验卫星。目前我国正在实施先导专项二期任务，还将有4颗卫星发射升空并开展科学实验。同时，我国还准备立项和开始研究其他多颗科学卫星，其他相关部门和高校也在积极开展空间科学卫星的工作，逐步建立我国的科学卫星系列。

手套箱是将高纯惰性气体充入箱体内，并循环过滤掉其中的活性物质的实验室设备。 也称真空手套箱、惰性气体保护箱等，它是一套全封闭式系统，能够有效除去水、氧以及 有机气体，主要功能在于对O2、H2O 、有机气体的清除。广泛应用于无水、无氧、无尘的 超纯环境。 

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