實踐十號：為科學特立獨行

　　 不受重力作用時，水燒開了會怎樣沸騰？

　　把蠶寶寶放在空間環境里，能不能誕生出新的品種？

　　如果讓干細胞擺脫重力浮在空中生長，會長成什么樣子？

　　有了實踐十號，這些問題就有了解答的希望。4月6日凌晨，搭載著19項科學實驗，帶著滿滿的好奇心，實踐十號掙脫了地心引力，成為太空中一顆特立獨行的星。

　　實踐十號“特”在哪？

　　4月5日晚上，離發射還有不到8個小時，發射場里的科研人員才把最后一個科學載荷——胚胎培養箱裝進衛星。這個時間點，對于一般的衛星來說，載荷早已裝載完畢。

　　“對于一些生物樣本來說，待在地面上的時間不能太長。”實踐十號首席科學家、中科院院士胡文瑞解釋了最后一批載荷“姍姍來遲”的原因。

　　為滿足科學實驗目標，實踐十號的“特立獨行”遠不止于此，盡管它已是我國第25顆返回式衛星。

　　“過去，我們發射的主要是遙感型返回式衛星，而這是我們首次大規模實施無人空間科學實驗的衛星，對衛星系統的要求和技術挑戰非常多。”航天科技集團第五研究院衛星系統總師趙會光說。

　　實踐十號衛星系統由有效載荷、結構、熱控、控制、推進、工程參數測量、回收等11個分系統組成。“為了最大限度地保證本次空間科學實驗，我們在平臺系統設計上對運行部件進行了系統的優化設計。”趙會光說。

　　他告訴記者，與以往不同，在姿態控制方面，實踐十號采用了小發動機作為推進系統的推力器，以保證較好的微重力水平。

　　同時，與原先的程序控制器不同，實踐十號采用與國際接軌的數據管理系統，使得遙控指令和遙測數據的安排及改變飛行程序的數據注入都更加靈活。

　　不僅如此，為讓溫度保持在700攝氏度左右的控件材料實驗設備和溫度保持在36攝氏度左右的生命科學實驗設備“和諧共處”，實踐十號還增設了流體回路控溫技術，使衛星回收艙內部的熱能有效排到星外。

　　科學項目要干啥？

　　實踐十號升空后，就像一個熱鬧的實驗室。各項實驗會根據地面控制人員的指揮，有條不紊地開展起來。

　　實踐十號搭載的實驗，包括“微重力沸騰過程中的汽泡熱動力學特征研究”“空間環境對家蠶發育的影響與變異機理的研究”“微重力條件下造血與神經干細胞三維培養與組織建構研究”等19項，涵蓋了微重力流體物理、微重力燃燒、空間材料科學、空間輻射效應、微重力生物效應、空間生物技術等6大領域。

　　“這些項目都有潛在且非常重要的基礎研究和應用意義，得到結果后可能會影響到每個人的生活。而且，每個項目都有一個有意思的實驗課題。”空間科學衛星工程常務副總指揮、中科院國家空間科學中心主任吳季說。

　　他告訴記者，實踐十號衛星搭載的微重力科學和空間生命科學實驗，著眼于科學前沿，也服務于國家重大需求。

　　其中，“微重力條件下煤顆粒/煤粉燃燒及其污染物生成特性研究”對節能減排和大氣環境具有重要意義。

　　“與其他很多國家不同，煤是我國的主要能源，因此高效燃燒、降低污染排放對我國具有特殊的意義。煤燃燒的模型化研究需要準確的物性參數，但往往受到地面重力及浮力對流的影響，對有些物性參數進行準確測量幾乎不可能。有效建立各種模型以及模型推演、深刻認識煤燃燒機理，是提高煤燃燒效率的重要途徑。”胡文瑞說。

　　此外，科研人員還將首次開展微重力條件下的造血干細胞和神經干細胞三維培養研究、哺乳動物早期胚胎發育研究等，為人類疾病的有效預防以及長期空間活動的生殖發育健康和繁衍等提供科學依據。同時，通過揭示空間微重力環境對生命體生理穩態的影響規律及其機理，為未來載人航天的發展提供必要的基礎支撐。

　　19個項目哪里來？

　　作為國內首顆返回式科學實驗衛星，實踐十號的實驗項目當然不是隨便搭載的。

　　“項目遴選依據的是科學標準。”胡文瑞告訴記者。

　　最終搭乘上實踐十號的19個項目是從200多項申請中篩選出來的。“科學項目的申請由國防科工委定點向對口單位發布，征集項目后成立專家委員會，并依據科學標準開展函評、會評等。”胡文瑞說。

　　創新性是科學標準里的硬指標。“19個科學實驗任務涉及的28項科學實驗研究都是全新探索，所有科學實驗都具有創新，并且擁有很強的科學研究價值。”胡文瑞說。

　　實踐十號的全部科學項目中多項科學實驗是在國際上首次開展，如熱毛細對流表面波空間實驗研究、哺乳動物胚胎發育等。

　　“微重力環境做實驗，是在極端環境里研究物理過程和生命過程，必然孕育著很多重大科學問題的突破，重復了就沒有科學價值。”胡文瑞說。

　　在實踐十號的科學項目選擇中，還避免了與中國空間站計劃可能重復的內容，并有效利用返回式衛星在微重力水平和機動性上的優勢。

　　“實踐十號可以達到10-4g（10-4重力加速度）微重力水平，而空間站由于機件多，人的活動多，微重力水平只能達到10-3g（10-3重力加速度）左右。我們挑選的科學實驗，都是希望能在更好的微重力水平下操作。”胡文瑞說。

　　實踐十號的機動性，也為一些實驗創造了機會。“實驗完成后，衛星很快回收，這點也是空間站做不到的。而對于哺乳動物細胞培養等實驗，就需要在一定的短時期內完成。”胡文瑞說。

　　科學研究是一個持續積累的過程。趙會光告訴記者，“十三五”期間有計劃開展新一代返回式科學衛星的相關工作，延續、拓展實踐十號的科學目標，目前歐空局等機構已表示希望能在新一代返回式科學實驗衛星上搭載自己的項目。