变重力科学实验柜。本报记者丁佳摄
科研人员正介绍科学实验柜的工作原理。本报记者丁佳摄
中国首个空间站舱内将配备16个科学实验柜，用于开展多领域的空间科学实验。今天，中国科学院空间应用工程与技术中心披露了上述消息，并表示目前空间站科学实验柜已基本进入初样研制阶段。
“利用空间站支持能力、微重力和辐射环境、航天员较长在轨驻留、天地往返等有利条件，空间站将开展大规模多学科的空间科学研究、空间技术验证和空间应用。”中科院空间应用中心应用发展中心主任张伟告诉《中国科学报》记者，这16个科学实验柜将用于开展航天医学、空间生命科学与生物技术、微重力流体物理与燃烧科学、空间材料科学、微重力基础物理、航天新技术等研究方向的科学实验，以及独立载荷实验。
这些科学实验柜具有多种类型。根据用途可以分为学科方向实验柜和共用支持实验柜。学科方向实验柜为空间科学与应用各学科方向的研究提供专门的研究条件，支持在轨实施空间科学与应用研究。共用支持实验柜可根据空间科学与应用研究的共性应用需求，提供在轨实验精细操作、样品存储、高微重力实验、变重力实验比对、载荷装调与检测等功能。
“每个科学实验柜都相当于一个综合性的领域实验室，可以支持开展单学科或多学科交叉的空间科学实验。”中科院空间应用中心集成技术中心主任王珂说。
科学实验柜内配置有专门的科学实验系统，其功能、实验条件、实验诊断设备已经设定（或设定一定的调整范围），适用于该学科方向的科学实验。利用这些科学实验柜开展实验时，可仅提供实验样品，或根据需要配备必要的实验单元，与实验柜的科学实验系统配合开展实验。此外，科学实验仪器设备可通过航天员操作实现在轨维修更换或升级换代。
王珂介绍，这些科学实验柜均采用了十分先进的技术。比如，流体物理实验柜集成13种先进诊断技术可实现多物理量同步检测，同时在国际上首次引入数字全息诊断技术；无容器材料实验柜高温可达3000℃，可实现金属、非金属等多种类样品凝固机理研究；高精度时频实验柜是国际上首次“氢钟+冷原子微波钟+光钟”的空间钟组，日稳定度和不确定度达到10-18量级，相当于3亿年误差小于1秒。
此外，空间站舱外还配备了暴露实验平台，以及多个标准载荷接口或大型载荷挂点，用于开展天文观测、地球观测、空间材料科学、空间生物学等多种类型的暴露实验或应用技术试验。
据了解，2022年前后，我国载人空间站将完成建造。作为我国航天史上规模最大、长期有人照料的空间实验平台,建成后的中国空间站将成为国家级太空实验室,将全面开启我国空间科学研究与应用的新时代。