即将发射的“实践10号”要进行19项科学实验

（原标题：即将发射的“实践10号”要进行19项科学实验）

“实践10号”在轨飞行示意图。

热毛细对流地面匹配试验。

家蚕培养地面匹配试验。

微重力条件下哺乳动物早期胚胎发育研究装置（胚胎培养箱）。

用于空间材料生长研究的空间多功能材料合成炉。

临时实验室太空飞行15天

在微重力环境中，会出现一些与重力环境不同的物理规律，十分奇妙。例如，流体中浮力和静压力消失，基本没有引力引起的流体自然对流，扩散过程成为主要因素；流体中浮力基本消失，液体的约束力来自于表面张力，毛细现象和润湿现象（液体在另一种物体表面的扩展现象）加剧。所以，在微重力环境中进行科学实验，能消除所有重力引起的不利因素，进行微重力物理、生物、生命等领域的研究，并进行有关生产制造和加工工艺试验，开展微重力应用研究。

目前，不少国家的科学家们都想利用多种方式营造微重力环境开展研究，如抛物线飞机、探空火箭、宇宙飞船、空间站等实验平台，但它们有的只能提供几分钟甚至更短的微重力环境，有的则价格昂贵，带回样品比较有限，周期也较长，这对空间生命科学等一些短周期科学实验有较大限制。要想进行时间和价格都合适的微重力研究，返回式卫星是一个很好的选择。返回式卫星运行周期短，适合开展短周期的空间科学实验。我国返回式卫星技术现已比较成熟，在此前入轨的23颗返回式卫星中，成功回收了22颗。

“实践10号”是目前我国科学卫星系列中唯一的返回式卫星，也是我国开发出的一个专门用于开展微重力科学和空间生命科学研究的高效、短期、综合空间实验平台，使我国的空间微重力研究有了新的技术手段。这一在太空中临时搭建的实验室在太空飞行15天，其工作时间与其上电池的电量有关。这颗卫星没有装太阳电池翼，以免产生振动而影响科学实验。

开展19项空间科学实验

“实践10号”的主要任务是开展涉及微重力流体物理、微重力燃烧、空间材料科学、空间辐射效应、重力生物效应、空间生物技术六大领域的19项空间科学实验，其中有11项收回，8项不收回；有10项微重力科学实验项目，9项空间生命科学实验项目。这是迄今为止单次空间微重力和生命科学实验项目及种类最多的卫星空间科学实验，每一项都具有很强的科学研究价值。

该卫星返回舱把实验样品带回地球后，用于为科学家提供微重力环境及复杂辐射环境中物质运动规律的研究，留轨舱继续工作。这是我国第一次进行这么大规模的微重力和空间生命科学实验，其中的关键是要解决多实验载荷在太空协同工作且互不影响的问题，特别是生命科学项目对整个实验过程中的温度要求非常高。

该卫星整体为柱锥组合体形状，分为返回舱和仪器舱两个舱段，其中仪器舱包括服务舱和密封舱，返回舱包括回收舱和制动舱。回收舱在完成任务后再入大气软着陆并回收。其总质量约为3600千克，搭载了600多千克科学载荷，运行在高约252千米、倾角43 的圆轨道，在轨飞行15天。

没有重力的真实燃烧什么样

微重力科学是力学、物理学和生物学的新兴交叉学科，主要研究在微重力环境中物质的平衡和运动的规律，包括微重力流体物理(自然对流、多相流、复杂流体)、微重力燃烧科学、空间材料科学和空间基础物理等。

在微重力环境中，由地球重力产生的浮力、沉淀、压力梯度等过程基本消失，这就为微重力科学各学科领域的发展创造了极好的机遇，孕育了学术的重大突破。因为在微重力下出现的新现象、新规律，能发现被重力掩盖的现象和实质，为人们深入认识流体、燃烧和物质的本质提供依据，改善地面上与人类生活密切的流体、燃烧和物质特性。“实践10号”将进行10项微重力科学空间实验，它们具有重要科研价值。

比如，燃烧是当今世界大约85％的能源来源，但至今仍然缺乏完整的燃烧过程理论，这也是现在的燃烧过程对环境构成污染难以破解的重要原因。燃烧通常产生热气，在重力作用下产生浮力驱动没有燃烧的燃料、氧化剂和燃烧产物的混合物上升流动。沉淀是另一个重力引起的现象，使密度不同的物质显著分层。微重力燃烧科学研究的目标是增进对燃烧基本原理受重力影响的了解，增进对地面上燃烧的认识。因为在微重力环境中没有浮力引起的流动和沉淀，排除了浮力引起的对流和沉淀引起的分层，燃料可平静均匀地混合在一起，能够对燃烧过程进行详细观测，研究被重力掩盖了的真实燃烧现象,这将有助于燃烧效率的提高，以及污染、大气变化、全球变暖、火灾等问题的解决。提高燃烧效率对社会影响是巨大的，石油燃烧效率每提高1％，全球每年就可节省几亿桶石油。

“实践10号”上的空间材料生长研究实验，用于研究微重力环境下晶体生长和凝固过程，理解材料从熔体中形成的界面动力学，为改善地面晶体生长工艺奠定基础。通过微重力环境抑制溶质对流，获得地面重力场中难以生长的高质量材料，服务国家战略需求与发展。

在轨培养小鼠早期胚胎成长

空间生命科学研究地球生物包括人类进入空间后，在空间特殊条件下的生存、变化和适应等问题，揭示太空环境对重要生命现象及生命过程的作用与影响，从而增进对生命起源、生命现象和本质以及生命活动基本规律的认识，为发展地基生物技术提供理论依据，并为改善人长期在太空生活质量提供依据。

“实践10号”上的空间环境对家蚕发育影响与变异机理研究实验，是在轨培养家蚕生物样品，开展家蚕发育、基因和蛋白质表达等方面的研究，在理论上阐明空间环境中家蚕突变产生频率和机理、行为改变程度。

如微重力条件下哺乳动物早期胚胎发育研究实验，是在轨培养完成小鼠胚胎样品，它以小鼠早期胚胎为研究对象，通过研究太空环境对哺乳动物早期胚胎生长发育的影响，揭示空间环境条件下动物早期生命活动规律，为未来长期太空飞行中保障人类生殖发育健康提供科学依据。

空间辐射与微重力是不可避免的两大空间环境因素，对生命的影响极为重要。植物种子的变异筛选和新种的发现是提高农作物产量的关键,将植物种子带到太空，在太空进行多种实验后带回地面，经过几代繁殖、观察，寻找新的有益的突变类型，能培植粮食、蔬菜、果树和其它农作物新品种。

延伸阅读

我国返回式卫星知多少

我国是世界上第三个掌握返回式卫星技术的国家。在发射“实践10号”之前，我国已先后成功发射了23颗返回式卫星，成功回收了22颗。它们分为6种型号，即返回式卫星0号、1号、2号、3号、4号和实践8号。

其中，返回式卫星0号是第一代国土普查卫星；返回式卫星1号是第一代摄影测绘卫星；返回式卫星2号是第二代国土普查卫星；返回式卫星3号是第二代摄影测绘卫星，用于高精度摄影测绘，其测绘精度比第一代有较大的提高；返回式卫星4号是第一代国土详查卫星；实践8号是太空育种卫星。

目前，航天工程师还在研制可重复使用的返回式卫星，目的是减少空间科学实验的成本，如果成功，前景十分广阔。