【大紀元1月11日訊】 “神舟二號”飛船英俊瀟洒的雄姿，使無數國人為之傾倒，然而，她內部隱藏的秘密卻鮮為人知。為了促進載人航天的應用，提高工程綜合效益，使我國的空間應用跨入載人空間實驗階段，“神舟二號”的太空之旅，肩負著開展一系列空間科學及技術試驗的神圣使命。
“太空實驗艙”
“神舟二號”飛船的三個艙段的各個角落，几乎都安裝了大大小小的科學實驗設備，返回艙里15件，軌道艙有12件，附加段竟有37件。這些由64件儀器設備組成的有效載荷，都是第一次上天的正式產品，簡直就是“太空實驗艙”。
這些儀器設備各有各的用途。有進行空間材料科學試驗的多工位空間晶体生長爐和空間晶体生長觀察裝置；有進行空間生命科學試驗的空間蛋白質結晶裝置和空間通用生物培養箱；有進行空間天文觀測的太陽和宇宙天体高能輻射監測儀，包括超軟X射線探測器、X射線探測器和γ射線探測器；有進行空間環境探測的大气成份探測器、大气密度探測器和固体徑跡探測器；有有效載荷公用系統，還有微重力測量儀等。科學家將通過這些設備進行材料科學、生命科學、空間天文、環境監測等試驗任務。這些任務以中國科學院為主，由全國50多個科研院所和大學承擔。
為了發展、考核和完善各項實驗技術，為今后開展較大規模的有人參与的太空綜合性實驗積累經驗，為新世紀的空間應用作准備，積极利用取得的各項成果，促進國民經濟建設和科技進步，眾多科學家為此進行了數年的辛勤勞作。
一件又一件設備凝聚著他們的心血，猶如他們的孩子。今天，心愛的孩子帶著他們的希冀飛向廣袤的太空，而帶給他們的或許將是一個個惊喜。
太空“百寶箱”
“神舟二號”飛船上裝載了一台可制備多种晶体材料的“百寶箱”—-多工位空間晶体生長爐。由于太空中几乎沒有重力，在這种特殊的環境中，各种比重不同的物質可以在一起“和平共處”，几乎沒有地面上的對流和沉淀等現象，可以生長出地面上得不到的結构完整、性能优良的晶体材料。因此，在飛船上進行空間材料科學試驗，對于獲取高品質的功能晶体材料，了解晶体材料生長過程中對晶体品質的影響、指導地面批量生產具有重要意義。
材料是人類文明進步的標志，是現代工業与高新技術領域的重要支柱之一，材料的進步推動了科學技術的不斷發展并一直在其中扮演著重要的角色。進行空間材料科學研究，是“神舟二號”的使命之一。在飛船上安裝的材料科學通用裝置—-多工位空間晶体生長爐。科學家將制備半導体、氧化物和金屬合金等多种晶体材料，研究太空微重力條件下各种效應對晶体材料生長過程的影響規律。
由于在太空中克服了不利于獲得高品質晶体材料生長的諸多因素，加上對微重力條件下晶体生長特殊規律的深入研究，有可能在空間獲得高性能的用于高新技術領域的晶体。這些材料都在高新技術領域有著重要的應用价值，例如二元半導体銻化鎵晶体是制造微波器件、微波集成電路和超高速集成電路的關鍵電子材料，与目前普遍應用的硅單晶相比，該晶体具有電子遷移率高、工作溫度高、抗輻照能力強和噪聲低等优良性能；三元半導体碲鋅鎘晶体是制造紅外探測器不可缺少的材料，我們現在通過風云气象衛星可以獲得准确的天气預報，還可進行礦產資源勘探、指導農牧業生產和自然災害預防等等，這其中紅外探測器功不可莫；氧化物激光晶体硅酸鉍是光信息存儲功能材料，隨著信息時代的到來，信息存儲材料的重要作用已是有目共睹。
地面的晶体生長過程可以通過肉眼直接觀察，那么，在空間微重力環境下的晶体生長過程又是什么樣的呢？科學家還設計了一种特殊的安裝在飛船上的空間晶体生長觀察裝置，利用攝像机全過程拍攝空間微重力條件下氧化物單晶的生長歷程，通過對空間晶体熔化和結晶過程圖像的分析，研究晶体生長動力學和重力對流消失后各种效應對晶体生長的影響。通過在空間對晶体材料生長机理和生長工藝的深入研究，可以指導地面晶体材料生產過程，改進工藝，提高晶体質量，推進材料科學及工程的發展，造福全人類。
太空“生物軍團”空間環境的微重力、強宇宙粒子輻射、節律變化等特殊的极端條件，給生命科學、生物技術實驗，提供了地面不能或不能完全模擬的條件。利用這种獨特環境，進行生物体組織培養，可以避免地面重力作用所造成的對流的沉淀作用，獲得比地面更好的效果。因此，進行空間生命科學研究，不僅有助于揭示生命科學中不可能在地面環境下獲知的一些本質牲征，而且在應用上可望發展新的空間生物工程方法，生產高質量單晶、高效生物制品等。
另外，科學家發現，在空間失重的條件下，蛋白質晶体可以比在地球上生長的尺度大，結构更完整，可以很方便地進行分析。通過對這些晶体進行分析，能更深入地揭開蛋白質、 和一些病毒的秘密。
生命体的一切活動都是通過它的基本构成物質，特別是蛋白質和核酸的功能來實現的，而這些生物大分子的功能又直接取決于它們的結构。因此，測定這些生物大分子的結构，并研究其結构与功能的關系，對于揭示生命奧秘和理解疾病十分重要，而且也是發展蛋白質工程及理性藥物設計等生物高技術所必需的基礎。特別是在人類基因組計划完成之后，這類研究的意義將更加突出。
“神舟二號”飛船上裝載的蛋白質結晶裝置，是科學家們為了揭示生命的奧秘經過多年研制而成的。它裝載有天麻抗真菌蛋白、鹼性磷脂 A2、細胞色素B5等15种蛋白質，對于抗農作物病害、治療頑症、設計新型藥物、在細胞和分子水平上研究生命現象的本質具有重要意義。
“神舟二號”所進行的空間生物效應研究，是我國航天領域首次多物种、多种生物綜合性生物學研究。飛船上攜帶的空間通用生物培養箱，里邊裝了石刁柏，圓紅蘿卜，蛋白核小球藻，魚星藻，螺旋藻，果蠅，心肌組織小型動物龜，靈芝大腸杆菌，大鼠心肌細胞、胚胎、腿部肌肉等19類25种植物、動物、水生生物、微生物、細胞和細胞組織，再加上15种蛋白質和其它生物大分子，真可謂是一個進軍太空的“生物軍團”。
本次生物學效應實驗所用的生物材料是在過去7年間，從87种生物中篩選出來的。19种生物中17种分別是微生物、植物、水生生物和無脊椎動物，2种為脊椎動物的細胞或組織。從細胞、組織、個体、种群和簡單生態系統不同層次上研究生物体和生物封閉系統的空間生物學效應，爭取發展出空間生物加工的共培養技術、反應器技術和發現高效、高質生命物質的特殊代謝途徑；同時，爭取利用空間環境誘發變异獲得具有优良性狀和經濟价值的生物品系，通過對所選取的新穎生物材料的空間實驗，提供空間生命過程調控的新技術、新思路。
因為重力的干扰對活細胞的体外生長會產生一定的影響，空間不受重力干扰更容易進行細胞的培養，所以進行這种實驗，可使醫生在不危害病人的條件下，精确地實驗治療癌症的新方法。同時，高質量的組織培養，也已用于生長胰腺細胞，使糖尿病人在不按常規使用胰島素的情況下得到治療。
空間生物學效應的實驗方法、工藝和實驗結果，可以促進高效、高抗体、优質物种在相關生產領域的應用，通過建立生物反應器原理模型和生態管理模型，可以指導解決我國和世界當前面臨的嚴峻的環境問題。
太空“天文台”
你想知道在遙遠的太空是怎樣的景象嗎？除了用肉眼可見到的星星之外，科學家們在太空還發現了一個神奇的現象，它就是人們用肉眼看不到的γ射線暴。
宇宙γ射線暴是宇宙中一种突發的巨大能量的爆發現象，每秒鐘爆發能量高達1034爾格，相當于10個太陽的輻射能量。如此巨大能量的來源及其發射机制，無法用現有科學理論解釋，至今還是一個謎，也是一個重要的國際前沿熱點課題。“神舟二號”飛船上攜帶了進行空間天文觀測的超軟X射線探測器、X射線探測器和γ射線探測器，目的就是嘗試為解開這一謎底提供更多的信息。
通過對X射線和γ射線的探測和分析，對研究宇宙γ射線暴的起源、產生机制、爆發的能譜及時變特征等有重要的科學意義。
太陽耀斑中質子耀斑(質子事件)產生的高能質子輻射，對載人飛船有很大威脅，對短波通訊、洪澇災害等也有直接影響。通過對太陽高能輻射變化的觀測研究可以判斷耀斑性質，可能提前几十小時對質子事件作出警報，在太陽活動高年期間對太陽高能電磁輻射進行監測，具有重要的科學意義和對載人航天器的安全保障作用。因此，我國天文學家將以”神舟二號”飛船為平台，同樣利用由上述設備組成的寬能區、高時間分辨率譜儀，在進行宇宙γ射線暴探測研究的同時兼顧太陽耀斑高能輻射監測。
這一項目是我國首次對g暴和太陽耀斑進行空間探測。在觀測的能譜段設置、時間分辨率及觀測任務所處時間(太陽第23周活動高年)上均有我國自己的特色。
此外，科學家還將用安裝在“神舟二號”飛船上的大气成分探測器、大气密度探測器、徑跡探測器，監視空間環境的變化，為空間環境預報和警報提供實時監測數据。即利用空間環境預報中心，收集、綜合分析國內外衛星和地面觀測數据，提供飛船運行軌道的有關大气參數及太陽活動和地磁活動參數，預報飛船發射、運行期間空間環境狀況和可能出現的空間環境异常，并在出現危急情況時發布警報，在載人航天工程的各個階段發布遠期、中期、近期預報，為載人航天器運行的空間環境提供安全保障。它是將來航天員出艙活動的“空間天气預報”系統。
騰飛吧，“希望之舟”
如果把我國空間科學實驗喻為“陽光事業”，那么，它的承載者是“神舟”飛船。“神舟二號”第一次集中了有一定學科面的開拓性的空間科學研究工作，成為我國在今后一系列飛船上開展空間科學与應用研究的序幕。
“神舟二號”飛船上進行的一系列實驗，何時能知道結果？能否取得突破性進展？科學家的估計總是十分謹慎的。現在下結論為時尚早，因為有些結果飛船回收后才知道，有些則還將進行深入的科學研究，有些需要在太空中進行長達半年的觀測。但可以肯定的是，通過“神舟二號”的太空之旅，將會開拓我們的視野，積累更多的經驗，為今后更深入、更大規模的空間實驗，以至于實現空間產品產業化，商品化，開辟道路。
提起“神舟”號飛船，“神舟二號”應用系統的科技工作者們情有獨衷：是這艘“希望之舟”為一大批躊躇滿志的科學家搭起了馳騁太空的寬廣舞台。中國科學院的專家滿怀信心地說，盡管在我國實現載人航天初期的航天員中，還沒有配備載荷專家，但隨著載人航天的深入進行，相信以后的航天員中，將會出現專門載荷專家的身影。而今天的一切活動則是以后有載荷專家參与的大規模空間實驗及應用活動的前奏。
“神舟二號”的應用任務，盡管實驗項目、手段等都是嶄新的，效益也不可能在短時間內顯現，但它几乎囊括了國際空間實驗的各個學科領域，帶動了一批高新技術，特別是促進了一批基礎項目的發展。同時，鞏固和培養了一代勤奮苦干的我國空間科學研究隊伍，開始實現把科學家与工程聯系起來的進程。牽引和帶動了相關領域學科的發展和進步，其帶動作用可能比項目本身意義更大。
在以后的飛行中，在空間材料科學的研究上，將增加新的樣品，在生命科學和生物技術實驗研究方面，將增加細胞反應器、細胞融合、電泳實驗等實驗項目。番茄和荔枝的滋味都是美妙的，但是，如果把這兩种水果的細胞融合成一個實体，結出來的果實將會是什么滋味，恐怕很難想像。科學家在后几艘飛船的實驗中，或許就能回答類似的問題。在空間環境探測方面，將進一步開展空間大气成分、密度和單粒子事件等研究。在對地觀測方面，將進行微波遙感、成像光譜技術以及地球環境監測等試驗。將使我國具有与國際同步發展的對地觀測技術，使遙感技術和應用提高到新的水平。
太空是沒有國界的，在跨入21世紀門檻的今天，人類將滿怀信心地向太空這一遼闊的疆宇走去。“神舟二號”承載著許多秘密，也承載著許多希望，它是中華民族的“希望之舟”。在未來的征程中，“神舟”飛船燃起的科學之火，必將隨著一艘艘飛船翩翩升空，而愈燃愈烈。
《中國航天報》
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