聚力中國空間站，傳承航天人精神——致敬「中國航天日」
2016年3月8日，國務院批複自2016年起，將每年的4月24日設立為「中國航天日」。設立「中國航天日」，旨在宣傳中國和平利用外層空間的一貫宗旨，大力弘揚航天精神，科學普及航天知識，激發全民族探索創新熱情，凝聚實現中國夢，航天夢的強大力量。
今年「中國航天日」的主題是「共築航天新時代」，旨在號召社會各界深入學習貫徹黨的十九大精神，堅持創新驅動發展戰略、軍民融合發展戰略，加快推動航天強國建設，奮勇踏上新征程，共築航天新時代。
在中國航天領域中，載人航天工程是迄今規模最龐大、系統最複雜、技術難度大、質量可靠性，安全性要求最高和極具風險性的一項重點工程。這項空前複雜的工程在較短時間內不斷取得歷史性突破，一個極其重要的原因在於，中國航天人具有敢於攻堅、勇於創新的奮鬥精神。
大規模空間科學實驗與應用的太空實驗基地
——中國空間站
1992年9月，中央決策實施載人航天工程並確定了我國載人航天「三步走」的發展戰略：
第一步，發射載人飛船，建成初步配套的試驗性載人飛船工程，開展空間應用實驗；
第二步，突破航天員出艙活動技術、空間飛行器的交會對接技術，發射空間實驗室，解決有一定規模的、短期有人照料的空間應用問題；
第三步，建造載人空間站，解決有較大規模的、長期有人照料的空間應用問題。
目前，工程已完成了第一步任務和第二步任務。建設大型空間站是中國載人航天三步走戰略的第三步。
本期以中國空間站計劃開展的科學和應用任務為出發點，帶領大家從不同角度了解我國未來空間站的實驗和應用項目。僅以此文向全體中國航天人致敬！
●空間站概況
中國將於2022年左右建成空間站，屆時將成為我國空間科學實驗與應用的太空實驗基地，在軌運營10年以上。空間站將面向前沿科學探索、人類生存和太空活動，支持開展大規模的空間科學實驗、技術試驗和空間應用等活動。
圖中國空間站結構示意圖
中國載人航天工程第三步的空間站建設，初期將建造三個艙段，包括一個核心艙和兩個實驗艙，基本構型為T字形，核心艙居中，實驗艙Ⅰ和實驗艙Ⅱ分別連接於兩側。
核心艙：
主要任務包括為航天員提供居住環境，支持航天員的長期在軌駐留，支持飛船和擴展模塊對接停靠並開展少量的空間應用實驗，是空間站的管理和控制中心。核心艙有五個對介面，可以對接一艘貨運飛船、兩艘載人飛船和兩個實驗艙，另有一個供航天員出艙活動的出艙口。
實驗艙：
空間站核心艙以組合體控制任務為主，實驗艙Ⅱ以應用實驗任務為主，實驗艙Ⅰ兼有二者功能。實驗艙Ⅰ、Ⅱ先後發射，具備獨立飛行功能，與核心艙對接後形成組合體，可開展長期在軌駐留的空間應用和新技術試驗，並對核心艙平台功能予以備份和增強。
●空間站空間科學與應用任務規劃
目前，空間站的科學研究設施和研究方向已經有了完整的規劃，並正在加緊研製。
未來，空間站將支持在軌實施空間生命科學與生物技術、微重力流體物理與燃燒科學、空間材料科學、微重力基礎物理、空間天文、空間物理與空間環境、空間地球科學與應用、空間應用新技術試驗8個方向，31個研究主題的數百項科學研究與應用項目。
圖空間站微重力科學實驗櫃示意圖
中國空間站的艙段中將裝載多個科學實驗櫃，科學實驗櫃的設計與國際標準接軌，安裝各種標準化的實驗單元模塊，在運營過程中可進行在軌維修和替換，增加新的實驗功能。科學家可利用這些實驗櫃，開展上述各種空間科學研究與應用項目。
●空間站將探索的科學問題
2022年空間站建好後，隨即投入正常運營，將開展以下幾個方向的科學研究和太空實驗，促進中國空間科學研究進入世界先進行列，為人類文明發展進步作出貢獻。
1.空間生命科學與生物技術
空間生命科學與生物技術將探索空間特殊環境下（微重力、輻射等）的生命現象，有望深化對地球生命在空間微重力、輻射等特殊環境下的響應機理這些困擾人類的科學之謎，獲得認知的突破，促進現代生命科學的發展；規划了一系列項目，其科學與技術成果將向現代農業、現代醫藥學轉移，服務於人類健康和社會進步，並為我國今後的長期太空探索打下基礎。
2.微重力流體物理與燃燒科學
微重力流體物理與燃燒科學通過實驗揭示微重力下熱、質傳輸特殊規律，揭示複雜流體和分散體系的特殊規律，可能催生出軟物質這類特殊並具有廣闊應用前景的學科分支，也將為載人航天和空間探索活動的安全防火工程提供基礎數據和技術支撐，並為改進地面燃燒設備和多種動力設備提供技術支撐。
3.空間材料科學
空間材料科學規划了一系列項目，將利用微重力條件驗證凝固、晶體生長動力學等理論和物理模型，以及地面難以實現的熔體熱物理性質精密測量等，以取得更多新的發現。
4.微重力基礎物理
空間微重力條件下開展基礎物理研究有其獨特優勢，對物理理論的研究發展乃至可能的突破具有重要意義。空間站應用十分重視微重力基礎物理研究任務，也部署了一系列研究方向。
5.空間天文
空間天文主要研究太陽爆發活動的精細高能輻射特徵參數、研究其物理機制和時間變化，研究太陽活動與災害性空間天氣事件的內在物理聯繫及高能天體物理研究和應用等。
6.空間物理與空間環境
空間物理與空間環境包含了空間環境預報與監測和空間物理探測研究。空間環境預報與監測的主要目的是為空間站和航天員安全提供空間環境保障；空間物理主要是利用空間站開展一些有特色的中低緯電離層結構探測與研究、熱層空間物理現象的探測等。
7.空間地球科學與應用
空間地球科學與應用項目針對空間站對地觀測有效載荷和運行特點，利用空間站特殊軌道和新型有效載荷特色，開展災害、農林、生態環境監測和城鄉建設、土地利用、資源調查等與我國經濟社會發展密切相關的重要應用研究。
8.空間應用新技術試驗
通過在空間站上開展空間應用新技術試驗和演示驗證，發展和掌握一批新的空間應用核心技術，獲得戰略技術儲備，佔領科學技術制高點，為夯實我國空間基礎技術和長遠發展做出實實在在的貢獻。
在實施載人航天工程的進程中，中國航天人牢記黨和人民的重託，滿懷為國爭光的雄心壯志，自強不息，頑強拼搏，團結協作，開拓創新，取得了一個又一個輝煌成果，也鑄就了特別能吃苦、特別能戰鬥、特別能攻關、特別能奉獻的載人航天精神。
從上世紀50年代我國著名科學家錢學森向黨中央提出《建立中國國防航空工業的意見》到今天我國自主研製的空間站即將升空，我國航天人通過一次次的航天任務不斷刷新著「中國高度」。蒸蒸日上的中國航天事業，正推動著中國向「航天強國」的目標大步邁進！
在「中國航天日」這個特殊的日子裡，讓我們向中國航天人致以最崇高的敬意！
（資料提供：中國科學院空間應用工程與技術中心
戰略規劃室-張偉）
