天宮二號發射兩周年：把實驗室搬上天

　　2016年9月15日，長征二號運載火箭搭載著天宮二號升上太空，國人振奮。

　　而對于盼了多年的科技工作者來說，天宮二號的意義可能更加重大。作為中國第一個真正意義上的空間實驗室，天宮二號上搭載的三大領域、八大主題的十余項空間科學和應用任務，意味著許許多多的“第一次”。

　　如今，兩年過去了，天宮二號上的這些科學實驗開展的怎么樣了，又取得了哪些成果呢？

　　“在深入研究國際空間科學和應用技術發展態勢的基礎上，空間應用系統充分利用天宮二號空間實驗室平臺支持能力和優勢環境條件，安排了一批體現科學前沿和戰略高技術發展方向的科學與應用任務。”中國科學院空間應用工程與技術中心研究員、天宮二號空間應用系統副總設計師呂從民說。

　　俗話說，人往高處走，水往低處流，可在太空中，水未必能往低處流。在此次天宮二號的液橋熱毛細對流實驗中，中科院力學研究所研究員康琦團隊利用空間的微重力環境，在太空中“玩”起了水。

　　“太空特有的微重力環境為我們深入剖析熱毛細對流的真實過程提供了絕佳條件。”康琦說。他們的團隊利用3年時間，研制出一臺抽屜大小的液橋熱毛細對流實驗箱，它能夠在空間精準控制液橋的高度和注入液體的體積，也就是讓液橋一會“高大上”，一會“土肥圓”。

　　籍此，科學家發現了很多新的科學現象，例如，“瘦”液橋的流體失穩強烈地依賴于升溫速率，并會直接表現出不同的失穩形態；而“胖”液橋的流體失穩對升溫速率的變化只有量的提前或滯后。

　　其實，康琦之所以能如此順利地完成這個實驗，還離不開一個“秘密武器”的助力，那就是中國首個基于虛擬現實技術建立的遙科學實驗平臺。

　　遙科學實驗平臺是目前國際上支持太空科學實驗最有效的方式。它能夠把遠距離的空間實驗與地面上的人連接在一個回路里，科學家可以一邊觀察實驗現象，一邊遠程控制實驗。2017年1月，團隊還將天宮二號液橋實驗過程進行了網絡直播，大量的關注讓科學家體驗了一把當“網紅”的感覺。

　　在高等植物培養實驗中，科研人員首次開展了開展微重力環境下植物光周期調控機理的研究。中科院植物生理生態研究所研究員鄭慧瓊告訴《中國科學報》記者，在天上研究植物，除了科學意義外，還對未來的長期載人航天提供保障。

　　“在空間站這種密閉系統中，能量供給非常有限，如何最大限度的利用現有資源，我們就要把植物的調控過程給研究清楚。比如調控植物的開花，如果航天員要吃的是植物種子，就讓它早點開花；如果要吃的是植物葉片，就讓它晚點開花。”鄭慧瓊說。

　　此次高等植物培養實驗首次證明，光周期對植物開花的誘導確實會受到微重力的影響。科研人員驗證了利用植物光周期調控植物營養與生殖生長的設計思路，為有效利用空間資源進行最大化的植物生產提供了重要依據。

　　除了“吃”的，還有“用”的。在天宮二號飛行任務中，空間材料生長制備實驗團隊完成了半導體光電子材料、金屬合金及亞穩材料、新型功能單晶、納米及復合材料等12種樣品的空間制備實驗和后續科學研究，并成功實現了航天員在軌參與實驗。

　　“雖然在這次天宮二的一次飛行任務中取得了一系列有價值的成果，但這些結果基本是定性的探索型實驗。”中科院物理研究所研究員潘明祥坦言。

　　“未來，我們將從探索型為主的實驗轉向規律性研究的材料科學實驗，希望會獲取更多的原創性科學成果，貢獻于世界。”他希望，這些實驗也為中國高質量和尖端材料的制備，指導和設計開發特種材料提供科學與技術儲備，幫助中國實現在外太空制造材料的能力。