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33年前,華人就已經上太空做實驗了!

作者:韓培 張偉(中國科學院空間應用工程與技術中心)

作者按:

中國載人航天工程辦公室主任、航天員楊利偉表示:今年將開啟第三批航天員選拔工作。前兩次(航天員選拔)以駕駛員為主體進行選拔,未來根據工程建設需要,還要選拔飛行工程師,執行對空間站的建造、維護維修等任務。同時,還要選拔載荷專家在空間站開展大量科學實驗,將空間站建設成為國家級的太空實驗室。

我國的載人航天工程載荷專家選拔工作即將開展,但是大部分人不知道的是,早在33年前,華人作為載荷專家已經成功進入過太空並且完成了自己設計的科學實驗。

這位傳奇的華人叫王贛駿,他是第一位進入太空的華裔航天員,也是第一位在中國大陸出生的華人航天員,還是第一位在太空艙內完成自己所設計實驗的科學家。

圖1 華裔航天員王贛駿

擁有如此多個「第一」,讓我們來了解一下他不平凡的經歷吧。

物理學家獲得了上天的機會

王贛駿(Taylor Gun-Jin Wang),祖籍中國江蘇鹽城,1942年6月16日出生於江西贛縣。1963年,王贛駿隨家人移民美國,進入加利福尼亞大學洛杉磯分校並於1971年獲博士學位。

1972年至1988年間他在加州理工學院噴氣推進實驗室(JPL)負責開創和發展無容器處理科學的研究,在此期間,他擔任了NASA多個項目主要課題負責人,包括:NASA天空實驗室Skylab3號項目液滴動力學實驗、NASA飛行實驗#77-18的液泡動力學實驗、NASA飛行實驗#76-20的無容積材料處理技術實驗等。

1974年,王贛駿提出在太空梭上做「液滴動力實驗」的建議,並且在隨後一年發表了關於零重力下轉動的液滴形態研究的論文,這篇論文引起了NASA的注意。

1976年,NASA公開徵求在太空梭上進行的科學實驗項目,王贛駿提出了「失重狀態下的流體力學情況」項目,並成功從全美共500多個實驗應徵計劃中脫穎而出,成為獲准接納的14個項目之一。此後,他花了幾年時間,研製了能在太空中利用聲波來操縱無容器滴狀液體的形狀和運動的「液滴動力測定儀」。

1978年夏末,NASA正式通知王贛駿接受太空實驗的飛行任務,這是美國第一次遴選載荷專家登上太空梭。從1983年開始,王贛駿進入美國得克薩斯州休士頓太空中心,接受升空之前的臨戰訓練。經過兩年艱苦的訓練,他終於成為一名合格的航天員,獲得了親自到太空中進行科學實驗的資格。

圖2 挑戰者號太空梭

多年後王贛駿回憶說:「表面上看來,(載荷專家)基本的要求不是很高,就是身體好,眼睛好,沒什麼大毛病,受過高等教育,但比較難的是看你有沒有能力成為他們中之一,他們要看你的個性、自尊心等綜合條件。比如有一項測試是把你裝在一個球裡面,掛在天花板上,特別隔離的狀態,看你是否會心慌,或者有無其他反應。至於他們最後為什麼選你,其實講不清楚,唯一一點是他們覺得你是合適的。」

圖3 王贛駿和挑戰者號STS-51B團隊航天員合影

我在太空做實驗

1985年4月29日至5月6日,王贛駿穿上乳白色的宇航服進入 「挑戰者號」太空梭,開始了為期七天的太空飛行,繞行地球110圈、行程470萬公里,並完成了自己設計的零重力下液滴動態行為的物理實驗,成為第一位進入太空的華人,也是第一位在太空艙內完成自己所設計實驗的科學家。在他隨身攜帶的物品中,包括了一面鮮艷的五星紅旗

圖4 王贛駿在太空中

太空實驗進行得並不順利,王贛駿的液滴動力測定儀出現了故障。一開始,NASA指示他放棄實驗,因為在太空中的每一小時都是預先安排好的,而且沒有零件可以換也很難維修,由於儀器故障造成的實驗失敗不是他的責任。但是王贛駿認為:「我不能接受這種失敗,如果就這樣回去,他們不會覺得是王贛駿失敗了,而是中國人水準差了一點。」 於是,王贛駿與地面聯絡,堅決要求自己維修儀器。「他們不願意,但沒有辦法,最後正如中國人說的『狗急跳牆』,我就跟他們講,假如不讓我修我就不回來了。當然,那個時候我不知道怎麼不回來。」多年以後說起王贛駿自己也不禁莞爾。

聽了王贛駿的話,NASA震驚了,因為太空上從來沒有人不回來過。他們為此請了一個心理專家和王贛駿通話。談話半小時之後心理專家說,「他沒有發神經,沒有瘋,他只是非常希望有這個機會」,最終,NASA同意了王贛駿的請求。他鑽在機器里整整兩天半的時間,終於找到了故障原因,原來是由於工廠製造的疏忽,一根細小的電線造成儀器短路。成功修復機器後,他連續工作了16個小時,圓滿完成了實驗任務。後來,NASA高度評價王贛駿的太空實驗,特別讚揚他在排除儀器故障時所表現出來的聰明才智和堅強毅力,授予他「太空飛行獎」。

圖5 王贛駿在太空做實驗

王贛駿在太空中完成的實驗一直影響著其隨後數十年的科學研究,因為這一實驗是基礎性的,並且成果眾多。

運用在NASA太空任務 STS-51-B 中的微重力複合小滴實驗的研究成果,王贛駿開發了具有免疫隔離功能的膠囊系統,該系統由多種複合成分、多層膜壁組成,能有效的保護移植的細胞並維持細胞的功能,從而避免了使用免疫抑製劑引發的免疫排斥副作用,並能允許所有膠囊設計參數獨立優化以保證在大動物和人體的應用上可大規模重複生產。

後來,NASA撥款200萬美元讓王贛駿和哈佛大學醫學院團隊合作進行糖尿病治療膠囊的研發,希望藉此讓大眾知曉,太空探索任務不僅可以解決人類未來的生存空間問題,而且可以有助於提高人類當下對抗疾病的能力。

圖6 成功返航的王贛駿

我的中國心

雖然很早就離開了故土,但王贛駿從來沒有忘記自己的祖國。

除了攜帶五星紅旗,他還在自己穿的航天服上縫上了一個繪有中國古代太極圖的臂章,並且將錄有14首中國歌曲的錄音帶和中國名茶帶上了太空,聽著中國歌曲,品嘗著中國名茶,把這次航行當作在中國上空的漫遊。

在升空之前,他早就寫下所有飛越中國的時間、軌道,每天兩次黑夜兩次白天,太空梭從廣西入境,從東北出境。在飛行的第四天,當太空梭一進入中國西南邊境時,王贛駿就開始在跑步器上跑步,一直跑到飛機穿越中國東北部,一共7分鐘。他驕傲地說:「我是第一個在太空跑過中國大陸的人。」7天的航行結束了,太空梭降落後,他第一句話是用漢語說的:「謝謝大家的關心和愛護。我以我的中國血統為榮,我為中國爭了一口氣。」

1986年,王贛駿博士及其他美籍華人科學家回國訪問,他把那面曾帶入太空的中華人民共和國國旗贈給了中國領導人,表達了海外華人的一片赤子之心。

王贛駿將五星紅旗送給祖國

2012年3月31日,72歲的王贛駿獲得了「影響世界華人終身成就獎」,他由衷感言:「我們都是中國的孩子,中國孩子有一個最大的優點是努力刻苦。所以,我們無論走到哪裡都不會給中國人丟臉」。

結語

當前,我國載人航天三步走戰略的工程任務重點正在轉移到空間科學與應用任務上,屆時將開展大量的空間科學與應用研究,希望今年選拔出的我們自己的載荷專家能夠更好地完成任務!

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