#中国人首次进入自己的空间站# 【未来,中国空间站将成为怎样的“太空科研站”?】2021年7月23日,《国家科学评论》(National Science Review, NSR)采访了中国载人航天工程空间应用系统总指挥、中国科学院空间应用工程与技术中心主任、国际宇航科学院院士高铭。

“空间应用系统”负责中国空间站工程中的“科学”部分,是空间站中科学研究项目的主要规划和组织者。

从1994年开始,高铭就服务于中国载人航天的应用系统,从神舟系列载人飞船到中国空间站建设,她几乎参与了中国载人航天事业发展的全过程。在这次访谈中,她对中国空间站的科学目标、计划与愿景做了全方位的介绍与展望。

前人经验:和平号与国际空间站的科研实践

NSR:过去几十年中,各国科学家在和平号空间站、国际空间站上进行过几千项实验。主要是哪些实验?取得了什么重要成果?

高铭:和平号空间站从开始建造到最终坠毁,有15年的时间,根据官方的数据,有100多位航天员在和平号空间站工作过,总共进行了1700多项实验。

苏联利用和平号空间站在人体与生命科学研究、材料科学、地球观测等方面做了很多工作,在生物制药、新材料制备、矿产资源探测等方面也取得了一些重要成果。

国际空间站上开展的实验更多,覆盖学科领域更广,包括人体研究与生命科学研究、微重力物理科学、天文观测、地球观测,以及新技术开发验证等等,迄今已开展了3600多项研究,发表了3000多篇高水平论文并申请了大批专利,部分科技成果已经在地面获得了广泛应用。

具体来讲,国际空间站在生命体对微重力环境的响应机理、冷焰燃烧、玻色-爱因斯坦凝聚、暗物质探测等方面取得了一些重要科学发现;在太空3D打印、空间机器人、天地激光通信等空间技术方面取得了重要突破;在靶向药物和骨质疏松等药物研发、合成肌肉等新材料制备、地球二氧化碳含量测量等方面取得了重要进展并获得地面应用。国际空间站的研究及结果为我国空间站的科学研究规划提供了很好的参考。

NSR:我想这些实验至少可以在三个方面造福人类:一是帮助我们理解基础的物理学和宇宙学规律,二是通过生物医学、材料学等研究提升人类在地球上的生活质量,三是为人类未来走向深空而做一些知识和技术上的储备。

高铭:太空活动包括空间科学探索、空间技术开发和空间应用三个方面,而科学、技术和应用这三个方面是紧密联系、相辅相成的。

空间科学探索要着力研究宇宙起源与演化、物质本质规律等重大科学问题,取得新的科学发现,这不仅会加深我们对世界的理解和认知,还会推动相关技术进步。例如冷焰燃烧的发现将有助于我们改进燃油发动机设计、降低污染物排放。

空间技术开发的直接目标是增强太空探索活动能力,与此同时,技术成果也可应用于地面,改善人类的生活质量。例如,天地激光通信技术可以为建立全球高速通信网奠定基础。

空间应用是开展直接服务于地面应用的太空活动。例如,空间对地观测在全球气候变化监测、海洋和陆地环境保护等方面发挥了重要作用。

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中国空间站(CSS)与中国空间站工程巡天望远镜(CSST)的设计效果图(供图:中国科学院空间应用工程与技术中心)

中国空间站的科学理想

NSR:中国空间站规划了哪些科学研究?

高铭:在我们的整体规划中,在空间站的舱内会有超过20个实验柜;在三个舱段的外侧,会有3个大型载荷挂点和2个舱外暴露平台;此外,中国空间站工程巡天望远镜(CSST)将于2024年发射升空,它会与空间站保持一定的距离,共轨独立飞行,但是每隔两到三年,或者在需要的时候,它会停靠在空间站上,由航天员进行维护和升级。

我国空间站在空间生命科学与人体研究、微重力物理科学、空间天文与地球科学,以及空间新技术与应用等4个重要领域制定了系统的、长期的规划,将研制一大批科学研究设施,支持在轨开展1000余项研究项目。

空间生命科学与人体研究要深入研究空间环境各因素对生命体细胞、组织、器官等各层次的影响与作用机理,探索认知生命体太空生长发育与繁衍规律及人类太空长期生存面临的健康保障问题,并利用空间特殊环境发展创新的药物和医疗技术。

微重力物理科学主要研究物质运动的本质规律,建立空间高精度时间频率系统,进行广义相对论高精度检验、全球重力位测量等研究;实现100 pK超低温玻色-爱因斯坦凝聚(BEC),开展极端条件下超冷原子物理、低温量子相变等基础前沿实验;开展多相流与相变传热、基础燃烧特性与机理、新材料空间制备等研究及应用。

天文与地球科学领域利用巡天光学望远镜、高能宇宙辐射探测设施等天文观测设施,开展长期深入的天文观测研究,研究暗物质与暗能量、宇宙线起源、宇宙形成与早期演化等重大问题;着眼全球气候变化等关系人类社会可持续发展,发展对地观测新技术和新体制。

空间新技术与应用领域要发展在轨制造与建造、空间机器人与自主系统、空间信息及精密测量等空间新技术,提升人类探索、开发与利用太空的能力。

NSR:这些项目是如何规划、确定的?是自顶向下的设计,还是自底向上的征集?

高铭:空间应用项目的规划采取了自顶向下和自底向上相结合的方式。我们首先建立了各个领域的专家组,通过专家组提议、研讨和设计提出顶层规划,再按照顶层规划广泛征集项目建议。

这些项目建议通过科学评估后,通过整合、凝练、提升,形成一系列研究计划。然后进行工程可实现性论证,通过反复讨论与迭代,形成空间站应用任务总体规划和工程实施方案。

空间站应用项目采取滚动征集、遴选和实施的机制。每两至三年按照规划进行一次项目征集,通过遴选的项目进入项目池,根据工程可实现性分别进入预先研究和工程立项阶段。通过预先研究,培育项目的实验方案和实验技术、优选实验样品,确保高质量项目在轨实施。

NSR:我国正在建设一个面向空间站的地面实验基地,可以进行您所说的项目前期培育。这个基地的建设情况如何?

高铭:这个地面实验基地位于怀柔科学城,目前已经基本建设完成,预计在年底投入使用。空间站地面实验基地非常重要,不仅可以开展前期的项目培育,在空间研究的前、中、后期都可发挥重要作用。

在项目上天之前,需要开展大量的地面实验来验证实验方案在空间中是否可行。地面实验基地通过提供与空间站环境类似的实验条件,使科学家们能够验证实验方法,确保未来的空间实验能够顺利开展。在空间实验进行过程中,实验基地可支持开展天地比对实验。在空间实验之后,实验基地可支持开展后续研究,以获得研究成果。

空间站和地面实验基地将形成一个天地协同的开放系统,为空间科学研究提供最好的实验条件。

NSR:“问天”和“梦天”这两个实验舱的建造进度如何?

高铭:我们计划在明年6月底前发射实验舱I“问天”,9月底前发射实验舱II“梦天”,届时,空间站组合体将建造完成。未来如果有需要,也可在这个基础上进行适当扩展。

NSR:首批三位航天员已经进入“天和”核心舱一个多月了,他们开始参与实验工作了吗?

高铭:首批航天员已经辅助开展了一些测试试验,例如高微重力实验柜实验装置的测试。我们在核心舱中安排了无容器材料科学实验柜和高微重力实验柜,未来航天员还将参与无容器材料科学实验的样品更换,以及高微重力实验项目的更多科学实验。

NSR:之后会有科学家进入空间站工作吗?

高铭:会的。在空间站中的航天员主要有三类,一类是航天驾驶员,一类是航天飞行工程师,还有一类是有科学研究背景的载荷专家。

首批三位航天员在科学实验方面可以进行一些人机协同的操作,包括我们之前说的更换样品、实验操作等。此外,他们还会作为工程师,承担一部分仪器维护、维修的工作。而且,他们还需要开展舱外操作,包括舱外设备安装与维护、巡天望远镜的维护等。

而载荷专家的工作主要就是科学研究,他们有空间实验相关的科学背景,可以根据空间实验条件和实验结果来灵活地调整实验设计,在空间站中更好地掌握实验进程。我国目前已经选拔了4位具有不同学科背景的载荷专家,正在航天员中心接受训练,会在空间站进入运营阶段之后陆续开始工作。

国际合作与未来规划

NSR:我国空间站会接收外国的航天员吗?

高铭:原则上是可以的。我国的载人航天一直都保持着对外开放、合作共赢的基本原则,愿意和其他国家进行合作。目前,已经有一些国家表达了这方面的需求,希望能在我们的空间站上继续进行空间科学研究。

NSR:中国空间站的国际合作情况如何?

高铭:我国的航天领域和欧空局、德宇航、意大利空间局等都有长期的合作关系。

之前在神舟八号飞船上,我们和德宇航进行了一次非常成功的合作,两国的科学家共同使用一个生物培养箱,进行了6项德方的实验、10项中方的实验,以及1项双方合作的研究。

现在的中国空间站项目中,我们和欧空局有10个合作项目正在进行,中欧科学家会利用双方的空间资源共同进行合作项目的空间研究。

2018年,我们和联合国外空司合作,公布了我国空间站的应用设施和资源条件,并向全世界科学家征集科研项目。我们收到了来自27个国家的42份项目申请,从中遴选出了第一批共9个国际合作项目,目前均已签署了合作协议。未来,与国内的项目征集类似,我们也会每两到三年滚动式地向国际征集新项目建议。

NSR:中国载人航天后续有哪些计划?

高铭:首先,我国空间站将运行十年以上,可以工作到2035年左右。与此同时,我们正在持续开展载人月球探测方案的深化论证,相关研究工作正稳步推进,不远的将来将会实现载人登月,长远的目标是建立月球基地。当然,在更加遥远的未来,我们也希望能将载人空间探测推向更加遥远的深空。

NSR:对于中国载人航天的未来发展,您有什么建议?

高铭:从上个世纪90年代开始,中国的载人航天工程已经有将近30年的发展历程。在这期间,我们形成了一套非常完整的工程组织管理和技术质量管理体系。

我认为在未来我们要更加注重科学问题导向,工程实现的过程要更加符合科学规律,以更好地获取科学成果。空间站已经到了应用的阶段,空间科学研究的价值和引领作用也会越来越得到重视。https://t.cn/A6MZetor

#背景调查# 小技巧:

如果有单位向你做背调,而每次背调的问答内容都是:A在职表现如何?他人品如何、A业绩如何等等等等这样机械的问题。那你会不会烦?所以在做背调时,精心设计一些逻辑问答还是非常有必要的。

问题要使回答是定“量(数据)”而非定“性”的评价;询问“事实”而非“感觉”;用逻辑关系来求证事实。

【中秋国庆至,防线不松劲!枕戈待旦事不过夜,上海以精准防疫构筑坚强屏障】#黄浦播报# 中秋国庆双节临近,在上海,为筑牢疫情防控的铜墙铁壁,由各级医院共筑的“监测哨”再度升级:近一个月,在位于闵行浦江镇的仁济医院南院、位于嘉定新城的瑞金医院北部院区里,全新建设的标准化发热门诊相继建成投用。遍布全市的127家发热门诊、225家发热哨点诊室进一步织密监测网、收紧防疫线。
“我们收得紧一点,让老百姓的生活能更常态化。”正如一名医院院长所言,这“一松一紧”的把握,恰是上海花大力气做的一件事——枕戈待旦,事不过夜!
战“疫”以来,上海持续在精准处置上下功夫,紧盯入城口、落脚点、流动中、就业岗、学校门、监测哨等关键点关节点,持续优化防控措施,与病毒赛跑不分昼夜。
“如履薄冰”高度警惕
严守“从国门到家门”管控闭环
9月18日,是徐汇区枫林街道新惠宾馆集中观察点连续运行600天的日子。600个日夜,近两年时光,驻守于此的枫林街道社区卫生服务中心医务人员与区疾控、社区工作者等共同努力,在此累计接收了来自41个国家和地区的隔离人员3400余人次。
作为徐汇区连续运营时间最长的集中隔离点,驻守医护人员严守“从国门到家门”的管控闭环,为守好城市第一道关卡发挥重要作用。
这600个日夜,也是这座城市“外防输入”工作的生动缩影。作为国际航空枢纽,浦东机场承担了全国机场约50%的国际货邮吞吐量、全国近1/3的出入境航班与客流。不少网友感叹,“浦东机场太不容易了”,疫情以来,上海经历的硬仗可谓一场接一场。
浦东机场是守卫上海城市安全重要的“入城口”。市卫健委主任邬惊雷介绍,在防范境外输入的工作上,上海始终坚持“人、物同防”“联防联控”等工作原则。上海会同海关、边检、民航、海事等部门,形成口岸通关、入境人员转运、隔离管理“三个工作闭环”,环环相扣,逐环交棒。
“我们还组织编制了上海机场地区新冠肺炎疫情防控的管理要求、防控的消毒和个人防护的指引,以及应急处置等方案。”邬惊雷说,上海作为重要口岸城市,始终保持“如履薄冰”的警惕性,从严、从紧、从实、从细抓好疫情防控工作,落实“四早”要求。
发热防线持续升级
医疗救治构筑“生命屏障”
位于嘉定新城的瑞金医院北部院区,9月1日正式启用全新的发热门诊综合楼。
在这里,升级后的硬件环境高于国家标准,院感流程指令清晰。作为嘉定地区唯一开设发热门诊的三级医院,瑞金北院承担了疑似病例筛查、隔离点人员救治等重要工作。新发热门诊投运,使医院能更好担起“监测哨”的重任。
作为超大城市,上海人口众多,遍布全市的127家发热门诊、225家发热哨点诊室作为前锋“监测哨”,在软硬件上不断升级,“加强版”发热门诊竞相出现。
此前的8月16日,闵行浦江镇的仁济医院南院里,新发热门诊拔地而起、建成启用。就在两天后,这里就迎来第一场“硬仗”。复旦大学附属眼耳鼻喉科医院江月路院区进行“闭环管理”时,一名血透病人由专用救护车从该院转运至马路对面的仁济医院南院新发热门诊的隔离病房,接受床边血透。
在医疗救治方面,上海自新冠疫情之初,就将市公共卫生临床中心、复旦大学附属儿科医院作为上海新冠肺炎医疗救治的定点医院,在市卫生健康委、市申康医院发展中心的组织协调下,始终按照“集中患者、集中专家、集中资源、集中救治”的原则,科学组织、科学救治。
与此同时,本市集中全市优势医疗资源,抽调市级医院急诊、重症医学、感染科、呼吸科、中医、心理科等学科的骨干组成医疗队,支援市公卫中心;顶尖重症医学专家“整建制”进驻市公卫中心,负责全部危重、重症患者的“床边救治”;全市专家组咨询会诊制度同步建立,为新冠患者筑起一道道“生命守护屏障”。
随着经验的积累,上海专家组发表了《上海市2019冠状病毒病综合救治专家共识》,为全国乃至全球新冠肺炎救治提供了“上海经验”。
疾控追踪“十万火急”
科技战疫织就最强防线
“你永远可以相信上海的速度!”8月,面对疫情,网友的这句话一度刷屏。
8月2日晚,上海报告1例本地新冠病例,相关小区、医院封闭,浦东机场连夜核酸检测,截至8月3日9时,全市已排查到该病例的密切接触者和密接的密接,首次核酸检测结果均为阴性。8月4日又通报,67名密接、377名密接的密接,以及68517名筛查对象,585件物品和环境样本,检测结果均为阴性,并查明确诊病例感染源、感染毒株种类,是否与近期国内多地本土疫情相关等关键问题。
对此,不少网友为上海的“快速”“公开”点赞。
上海速度从何而来?是有人“熬”出来的!
上海市疾控中心急性传染病防制科姜晨彦至今记得8月疫情来袭时灯火通明的办公室——市区两级疾控同步投入排查工作。排查到底有多快?市疾控“追踪办”工作人员管至伟告诉记者,就一个词:“越快越好!”
市疫情防控公共卫生专家组成员、复旦大学上海医学院副院长吴凡曾用“十万火急”形容这项以小时计的工作,“一旦发生疫情,会马上结合相关部门提供的大数据信息以最快速度进行溯源排摸,排摸得越快,人越早确定下来,可以最大程度缩小其影响和涉及的范围。”
吴凡同时谈到,上海能坚持到今天,科学精准防疫发挥了关键作用,这里的“精准”指的就是对密接、密接的密接等人员的确定是“多一个不要,少一个不行”,通过第一时间的发现、第一时间的流调,第一时间的检测筛查,第一时间的管控,在与病毒赛跑中,把病毒扩散传播风险降到最低,最大程度保障这个城市的正常运行和安全。
当然,这背后,人防、技防缺一不可!
当前,全市共有156家核酸检测机构,日检测能力单人单管近80万份/天。截至9月15日20时,全市18岁以上人群累计接种4031.38万剂,2001.98万人完成全程接种,占本市18岁以上人群的90.6%;12-17岁人群累计接种74.36万剂,累计接种62.34万人。
“科技战疫”叠加“科普战疫”,市民素养不断提升,勤洗手、戴口罩、打疫苗、不扎堆等防疫口诀为2400万市民穿上了无形的“防护服


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