太空實驗：無限風光在險峰

中國首個真正意義上的空間實驗室「天宮二號」已經發射升空。在這個距地面400公里高的太空實驗室里，科學家將開展十多項科學實驗和觀測。有資格登上「天宮二號」的實驗，無疑都屬於最前沿的科技領域。

針對腦機交互技術太空適用性的研究，曾被解讀為「意念控制」，但實際上，這項研究只是「腦機介面技術」在太空中的一次嘗試，距離應用還很遠。中國航天科研人員認為，腦機介面現在還處於前瞻性的階段，在未來空間站航天員長期駐留時，希望腦控技術、眼控技術、手勢識別技術等新型人機交互技術都能夠得到使用。

航天員在「天宮二號」上開展的腦機交互實驗，無疑在科技上十分重要，也很有趣。在航天史上，有用且有趣的太空實驗數不勝數，下面就來梳理一下歷史上十個奇特的太空實驗。

1

不怕真空與輻射的「水熊蟲」

太空環境飛行中，失重並不是唯一發生變化的環境因素。動物在太空中還會承受大量宇宙輻射。科學家早已知道，苔蘚和細菌等低等生物能夠在高真空和強輻射的太空環境中倖存，但地球上竟然還存在著一種奇特的動物，能夠倖存於惡劣的太空環境中，這就是用顯微鏡才能看到的無脊椎動物「水熊蟲」，它們是緩步類動物家族成員之一。2007年，在一次歐洲火箭實驗中，一些緩步類動物暴露於太陽強紫外線輻射和真空環境下，實驗結果顯示，少數緩步類動物能倖存於輻射狀態下，而多數均能夠適應真空環境。

2

馬蘭哥尼對流效應

在微重力狀態下，表面張力是流體力學特徵的主要因素。在國際空間站進行的實驗表明，從一個金屬環中延伸出的水流就好像被一個無形的湯匙攪動。這種攪動效應是使用一個手電筒不均勻加熱水造成的，所形成的溫差誘導液體水表面張力失衡，導致液體水發生旋轉。這種表面張力實驗叫作「馬蘭哥尼對流效應」，該現象很少出現在地球上，但存在於諸如熔鋼冷卻池等環境中。該研究可用于飛船液體燃料補加、太空冶金等領域。

3

失重狀態下的火焰

在失重狀態下更容易形成外形圓滑、溫度更低的火焰。與地球環境狀態不同的是，在失重狀態下，低密度熱空氣並不會上升。在失重狀態下，粒子從高溫至低溫區域佔據主控地位。研究失重燃燒現象將揭示這種現象背後的基礎物理原理，有助於開發航天器火災撲滅技術，以及改進火箭發動機燃燒室的設計。

4

失重時植物怎麼生長

在地球上，重力控制著植物的生長方向。科學家猜測，在微重力的太空，苔蘚應該毫無阻力地四處生長，然而結果令人大跌眼鏡。苔蘚細胞按照順序相繼長出，形成了一種很有規律的螺旋形狀。看來，重力掩蓋了苔蘚的自主生長模式，這種模式只有在重力消失的情況下才能顯現出來。

5

太空「連連看」

1992年「亞特蘭蒂斯號」和1996年「哥倫比亞號」太空梭執行任務時，都進行了一個大膽的實驗——部署一顆衛星，上面連著一條21公里長的太空繩，然後拉繩子拖著衛星在太空中移動。實驗的目的是為了展示太空繩在划過地球磁場時是否能夠產生電流。在1992年的那次實驗中，太空繩伸出256米，而1996年那次，繩子卻突然斷裂。

6

太空玫瑰花

1998年，「發現者號」太空梭將兩朵玫瑰帶到國際空間站。玫瑰氣味的變化取決於在哪裡生長，所以土壤、光照、溫度和濕度非常重要。在失重狀態下，玫瑰的香氣更加甜美，更有神秘感。一家化妝品公司根據「太空玫瑰」的香氣，開發出了新型香水。

7

迴旋鏢、飛毯、疊衣服和滴眼藥水

2008年，日本航天員在太空中拋出了一支迴旋鏢，從而驗證這支迴旋鏢是否能夠沿原路徑返回。實驗表明，迴旋鏢之所以能夠沿著環形路徑返回，是由於該曲線結構的不均勻受力造成的，而不是受到重力影響所致。2009年初，另一位日本航天員完成了一系列零重力實驗，向觀看直播的公眾表明：在太空中能夠完成模擬「飛毯」飛行、疊衣服和滴眼藥水等活動。

8

太空狀態下晶體體積更大

在失重狀態下，晶體的體積會更大一些。在地球環境中，低密度液體在上方漂浮，在實驗器皿中形成對流，從而形成低密度和高密度液體的分層。這限制了晶體的體積大小，而且這種現象在失重狀態下是不存在的。生成更大、更純凈的晶體有助於揭示材料更多的基礎結構和性能。太空中製造的硅酸鹽晶體上布滿微小孔隙，可用於過濾和存儲礦物質，還可以用於未來燃料電池的氫儲存。

9

沙門氏菌毒性倍增

一種能夠引起人和動物食物中毒的沙門氏菌兩次搭乘太空梭進入太空。令人驚訝的是，這種細菌在太空中比在地球上的毒性增強了3到7倍。在太空中放置12天後，沙門氏菌被注入老鼠體內，只有10%的老鼠活下來，而在地球上進行類似實驗，有40%的老鼠倖存。 「太空沙門氏菌」的DNA中有167個基因和73個蛋白質產生了變化。科學家由此確認了這些病菌的基因在微重力下發生變異的途徑。基於此，一家美國的生物公司開發出一種沙門氏菌疫苗。

10

迷你人造衛星

國際空間站上有一些迷你人造衛星，僅有足球大小，名為「同步方位保持適應再定向試驗衛星(SPHERES)」。該裝置可用於測試真正人造衛星的控制程序，使衛星在不用人為干預的情況下實現最佳飛行姿態。通過實驗開發出的新型控制程序，可確保飛船與國際空間站實現自動對接，也可以更好地完成軌道儀器設備的裝配工作。

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