中国空间站科学设施研制进展顺利 可支持数百项太空实验

发布:2019-04-25 11:16    来源:新华社
 
科研人员正在进行空间站科学实验柜测试工作。图片由中科院空间应用工程与技术中心提供
新华社北京4月24日电(记者喻菲)负责中国载人航天空间科学与应用任务规划、实施的中国科学院空间应用工程与技术中心24日消息,中国空间站的科学研究设施正在加紧研制,目前进展顺利。
据介绍,中国空间站规划部署了密封舱内的16台科学实验柜、舱外暴露实验平台以及共轨飞行的光学舱,支持在轨实施空间天文、空间生命科学与生物技术、微重力基础物理、空间材料科学、航天医学等11个学科方向30余个研究主题的数百项科学研究与应用项目。
中科院空间应用工程与技术中心集成技术中心主任王珂说,16台科学实验柜将分别安装在核心舱、实验舱I和实验舱II。目前核心舱科学实验柜即将完成初样阶段研制,实验舱I科学实验柜正在开展初样研制工作,实验舱II科学实验柜已全部完成关键技术攻关。
在集成测试大厅中,这些实验柜看起来各不相同,高约1.8米,宽约1米,深约0.9米,每个重量不超过500公斤。
“这些实验柜支持的科学实验规模相当于10个天宫二号空间实验室。尽管中国空间站的实验柜比国际空间站的体积小,重量轻50%以上,但其实验支持能力、科学系统性能指标将达到或超过国际空间站同类设备。相信随着一大批空间应用项目的开展,必将产生更多具有国际影响力和应用价值的重要成果。”王珂说。
他介绍,每一个科学实验柜相当于一个综合性的研究实验室,可以支持开展单学科或多学科交叉的空间科学实验。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。
“这就好像把专业的实验室搬到了天上,并让实验设备在严酷的太空环境下正常工作。为了研制这些实验柜,我们攻克了一系列难题。”王珂说。
他举例说,流体物理实验柜集成了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摄氏度,可实现金属、非金属等多种类样品凝固机理研究。
中科院空间应用工程与技术中心应用发展中心主任张伟说,中国空间站将建立高精度时间频率系统和超低温冷原子实验系统,支持开展广义相对论与引力物理、新奇量子物态等前沿实验研究,探索发现新的物理规律。
中国将在国际上首次实现由氢钟、冷原子微波钟、光钟组成的空间钟组。“其误差30亿年小于1秒,精确度远远超过天宫二号空间实验室上携带的3000万年误差1秒的世界首台空间冷原子钟。”张伟说。
 
科研人员正在进行空间站科学实验柜测试工作。图片由中科院空间应用工程与技术中心提供
中国去年正式向世界发出邀请:欢迎各国利用未来的中国空间站开展合作,中国空间站不仅属于中国,也属于世界。
张伟说,目前中方已收到近百项国际合作科学研究申请,其中约30项通过初步评审,涉及各个研究领域。
他说,中国空间站将围绕人类长期太空生存和提高地面生活质量开展研究,将支持开展微生物、植物、动物在分子、细胞、组织、个体、群体等不同层次的空间生物学效应研究,为人类在太空的长期生存提供解决方案;同时,开展空间干细胞增殖分化、蛋白质结晶等前沿的生物技术研究,为研发新型药物、医疗技术等提供新手段。
他介绍,空间站巡天望远镜将以接近哈勃望远镜的分辨率和大其百倍的视场开展巡天观测,研究宇宙加速膨胀机理、暗物质和暗能量性质、宇宙和生命的起源与演化等重大科学问题,深化人类对宇宙的认知。承载望远镜的光学舱平时在空间站同一轨道上独立运行,需要时可与空间站对接以便对其进行维护。
中国空间站还支持开展遥科学技术、在轨组装与维修维护、人机联合作业等应用技术试验验证,增强人类的太空活动能力和在轨服务能力。
此外,科学家还将在空间站上开展微重力条件下的流体、燃烧和材料科学研究,掌握空间物质运动本质规律,为人类长期太空探索和空间资源开发利用奠定基础。
海坨山下,妫水河畔,从天空俯瞰,一座外形为半环形的恢弘建筑,如一柄温润的如意舒展于青山绿水、梯田花卉间。走进北京世园会园区,首先映入眼帘的便是其标志性建筑中国馆。世园会期间,这里将集中呈现中国的园艺历史及文化。中国馆是如何设计出炉的?为何被称为“会呼吸”“有生命”的绿色建筑?中国工程院院士、中国建筑设计研究院总建筑师崔愷做客新华网,对中国馆进行揭秘。
 
 
精彩观点
新华网

 中国馆的设计创意源自哪里? 

 
 
崔愷

 希望它能传承先人田园文化、农耕文化的价值观。 

从历史沿革来讲,世界园艺博览会应源自田园风光,是从人类最早的农业园艺发展而来,在其中设计建筑也应追溯到农耕文化。所以我就想到如何能用田园的手法创造一个建筑。中国馆位于整个园区的中心位置,我们希望它能传承先人田园文化、农耕文化的价值观,呈现一种更自然的状态,而不仅仅是一个大建筑。

因此,在中国馆的顶部,我们以农民“盖窝棚”的做法为原型,采用了最简单的人字支撑,这也是人类在建自己庇护所中最早出现的一种形象,很原生态。我们又想到中国人喜欢圆满,就将其平面设计为半月形,中间还设计了一口井作为水院,四水归堂,这也是农耕文化典型的代表。我们还选择了故宫琉璃瓦的颜色作为人字形钢结构的装饰面,在阳光下闪闪发亮,希望能代表中国特殊的文化气质和国家礼仪建筑文化的形象。

新华网

 中国馆采用了哪些绿色节能技术? 

 
 
崔愷

 中国馆的设计注重绿色节能。 

中国馆的设计注重绿色节能,屋顶设置了雨水收集系统,场地采用透水铺装,地下设雨水调蓄池,经回收处理后的雨水将用于梯田灌溉,形成生态微循环。场馆利用地道风实现新鲜空气的夏季预冷、冬季预热,有效降低空调系统能耗。此外,钢结构屋盖还安装有1056块透光的太阳能光伏板,使光能吸收效率更高,阳光照射下呈现金黄色,跟整个建筑的玻璃屋顶完全融合在一起。
新华网

 中国馆为何被称为是‘会呼吸’的建筑? 

 
 
崔愷

 中国馆并不是一个封闭的建筑。 

这个建筑是我们在做科技部“十三五”研究课题当中的一个示范工程。它在绿色节能方面很重要的一个特点就是,根据延庆地区的气候特征,采用了地道风技术。风可以通过过滤,使地道降温,起到展厅换气的作用,使空调开启时间大幅缩短,有效降低了能耗。场馆从地下到地上有几十个风口、好几条通道,使得风可以一层层穿出去形成回路,让人呼吸到新鲜空气,屋顶上的天窗也可电动开启,到了冬天又可以关闭。这些通风和导风设施都是很重要的“呼吸”。我们还把两个展厅分开,让中间形成穿堂风,夏天人在里面比较凉爽,还可以看风景。

所以说,中国馆并不是一个封闭的建筑。这其中体现了中国传统的智慧,在能通风的时候通风,减少用能的时间和范围,而自然通风采光的方法事实上可以替代很多高科技,这比我们普遍采用的封闭式建筑单纯靠降低能耗、控制温湿度但人可能并不舒服的设计方法更具优势、更人性化。

新华网

 您希望游客在中国馆里能获得什么体验? 

 
 
崔愷

 人在更换场景中不断体验到人与自然的生态关系。 

大家可以从园区正门进来,来到中国馆前广场,观赏水院的水从上面流下去,水汽升腾,再感受从对面湖边吹过来的风。进到展厅可以观看一层的展览,之后顺坡道走到二层,越走越明亮,看完展览后还可以走到平台上去看外面的环境,再缓步下来,所有这些过程是人在不断更换场景中不断体验到人与自然的生态关系,希望大家能有所感悟,有所收获。
海坨山下,妫水河畔,从天空俯瞰,一座外形为半环形的恢弘建筑,如一柄温润的如意舒展于青山绿水、梯田花卉间。走进北京世园会园区,首先映入眼帘的便是其标志性建筑中国馆。世园会期间,这里将集中呈现中国的园艺历史及文化。中国馆是如何设计出炉的?为何被称为“会呼吸”“有生命”的绿色建筑?中国工程院院士、中国建筑设计研究院总建筑师崔愷做客新华网,对中国馆进行揭秘。
 
 
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 中国馆的设计创意源自哪里? 

 
 
崔愷

 希望它能传承先人田园文化、农耕文化的价值观。 

从历史沿革来讲,世界园艺博览会应源自田园风光,是从人类最早的农业园艺发展而来,在其中设计建筑也应追溯到农耕文化。所以我就想到如何能用田园的手法创造一个建筑。中国馆位于整个园区的中心位置,我们希望它能传承先人田园文化、农耕文化的价值观,呈现一种更自然的状态,而不仅仅是一个大建筑。

因此,在中国馆的顶部,我们以农民“盖窝棚”的做法为原型,采用了最简单的人字支撑,这也是人类在建自己庇护所中最早出现的一种形象,很原生态。我们又想到中国人喜欢圆满,就将其平面设计为半月形,中间还设计了一口井作为水院,四水归堂,这也是农耕文化典型的代表。我们还选择了故宫琉璃瓦的颜色作为人字形钢结构的装饰面,在阳光下闪闪发亮,希望能代表中国特殊的文化气质和国家礼仪建筑文化的形象。

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 中国馆采用了哪些绿色节能技术? 

 
 
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 中国馆的设计注重绿色节能。 

中国馆的设计注重绿色节能,屋顶设置了雨水收集系统,场地采用透水铺装,地下设雨水调蓄池,经回收处理后的雨水将用于梯田灌溉,形成生态微循环。场馆利用地道风实现新鲜空气的夏季预冷、冬季预热,有效降低空调系统能耗。此外,钢结构屋盖还安装有1056块透光的太阳能光伏板,使光能吸收效率更高,阳光照射下呈现金黄色,跟整个建筑的玻璃屋顶完全融合在一起。
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 中国馆为何被称为是‘会呼吸’的建筑? 

 
 
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 中国馆并不是一个封闭的建筑。 

这个建筑是我们在做科技部“十三五”研究课题当中的一个示范工程。它在绿色节能方面很重要的一个特点就是,根据延庆地区的气候特征,采用了地道风技术。风可以通过过滤,使地道降温,起到展厅换气的作用,使空调开启时间大幅缩短,有效降低了能耗。场馆从地下到地上有几十个风口、好几条通道,使得风可以一层层穿出去形成回路,让人呼吸到新鲜空气,屋顶上的天窗也可电动开启,到了冬天又可以关闭。这些通风和导风设施都是很重要的“呼吸”。我们还把两个展厅分开,让中间形成穿堂风,夏天人在里面比较凉爽,还可以看风景。

所以说,中国馆并不是一个封闭的建筑。这其中体现了中国传统的智慧,在能通风的时候通风,减少用能的时间和范围,而自然通风采光的方法事实上可以替代很多高科技,这比我们普遍采用的封闭式建筑单纯靠降低能耗、控制温湿度但人可能并不舒服的设计方法更具优势、更人性化。

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 人在更换场景中不断体验到人与自然的生态关系。 

大家可以从园区正门进来,来到中国馆前广场,观赏水院的水从上面流下去,水汽升腾,再感受从对面湖边吹过来的风。进到展厅可以观看一层的展览,之后顺坡道走到二层,越走越明亮,看完展览后还可以走到平台上去看外面的环境,再缓步下来,所有这些过程是人在不断更换场景中不断体验到人与自然的生态关系,希望大家能有所感悟,有所收获。

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