微重力环境有何用处
如上所述,微重力环境营造了许多应用方面的得天独厚的环境,人们在努力设法利用。微重力科学已经成为一门重要的新兴学科,微重力环境下的各种独特现象激发了科学家(特别是航天人)的强烈兴趣,它还开拓了空间材料科学、空间生物技术和空间生命科学发展的新天地,成为许多技术问题的科学基础。国内外对此已有几十年的研究历史。
1992年,美国科学院成立了专门的微重力科学委员会,建议将微重力研究进行如下分类:基本规律;流体科学;材料科学;生物科学和技术;燃烧。实践证明,微重力科学在材料科学、生物科学和技术方面有直接的应用。
微重力环境下的空间材料科学发展得最为迅速。以晶体生长技术研究为例,晶体生长和材料制备是一类重要的物理-化学系统中的过程,在现代通信产业中有很重要的地位。在微重力环境下开展晶体生长研究,可排除浮力对流和重力沉淀效应的干扰,并可实现无容器过程,因此,研究取得了实质性进展。特别是,较为深刻地理解了在微重力环境下新对流对晶体生长的影响,发展了提拉法和浮区法,改进了产品的质量等等。
空间生物技术就是利用空间特有环境,结合现代生物技术,进行蛋白质结晶及生物品种改良和创新的高新科学技术。我国经多年研发,在航天育种(即“空间诱变育种”)方面取得较大进展。先后在10多颗返回式卫星和7艘飞船上进行了数千个微生物菌种、农作物及植物种子的搭载试验,取得了一系列开创性的研究成果,不仅培育出高产优质的太空水稻、太空蔬菜、太空花卉等,以“红曲菌”、“东方红一号菌株”等航天搭载微生物菌株研制而成的系列空间生物制品,也走进了寻常百姓家。
近四十年来,各空间大国都在尽力发展空间生命科学与技术,研究重点是:1)阐述重力作用下分子和细胞生物学基础;2)发展在空间微重力环境下的生物技术和生物加工;3)认识受控生态生命支持系统的基本生物学。目前在不少领域已取得重要进展。