张伟《精彩纷呈的太空科学实验》课件

什么是空间站长时间在轨运行什么是空间站支持开展大规模科学实验、技术试验和应用什么是空间站载人航天器天舟货运飞船每年1~2次发射天和号核心舱空间材料科学微重力基础物理梦天号实验舱微重力流体科学燃烧科学基础物理学空间材料科学问天号实验舱空间生命科学微重力流体科学神舟载人飞船每年2次发射中国载人空间站为什么在空间站做实验一提供长期的微重力、辐射等研究环境什么是微重力？微重力效应一：浮力对流极大减小地面微重力微重力效应二：沉淀与分层极大减小地面微重力微重力效应三：压力梯度极大减小地面微重力有人参与，便于进行实验操作、设备维修维护与升级哈勃望远镜维修修复前修复后天地往返运输，可实现模块更换及样品返回一定的轨道高度，适合开展地球、天文观测和空间物理研究在空间站研究什么二微重力物理科学空间天文与地球科学空间新技术与应用空间生命科学与人体研究空间生命科学与人体研究1细胞研究人胚胎干细胞在轨分化成造血干/祖细胞在空间首次实现人类胚胎干细胞（hESCs）诱导分化为原生殖细胞（PGC）、精原细胞以及卵泡样细胞植物研究微重力下水稻水分代谢更活跃天宫二号拟南芥和水稻空间生物钟调控的生长运动明显减慢地面空间太空种菜动物研究1949年，第一只进入太空的猴子Albert1957年，第一只进入地球轨道的狗Laika1961年，黑猩猩哈姆进入太空，顺利返回线虫研究青鳉鱼研究青蛙研究太空小鼠研究微生物研究微重力环境改变微生物的毒力、基因表达和抗生素耐药性生物技术研究太空糖水器官芯片研究人体研究长期飞行心血管健康问题空间飞行对干细胞功能的影响飞行视觉障碍颅内压综合征磁共振成像研究空间对大脑结构的影响航天员长期处于幽闭空间，可能出现疲惫、焦虑、精神过敏、精力难以集中、健忘、失眠等症状双胞胎天地对比研究细胞核细胞染色体端粒随着细胞不断分裂，端粒不断缩短，最终停止分裂微重力物理科学实验2高温盘高温盘高温盘低温盘低温盘低温盘稳定流周期变化振荡流随机变化湍流较低温度较高温度微重力流体微重力燃烧空间材料研究无重力沉降无浮力对流无容器高强度、耐高温、耐腐蚀高熵合金空间空间地面弥散组织壳核结构偏聚实现了对相分离合金凝固组织的有效调控，首次在轨获得弥散性凝固组织、壳核结构组织相分离的合金复合材料。InSe超冷原子物理实验pK

量子简并气体能量尺度High

T1μK100

nK10

nK1

nK0.1

nKLow

TIn

T塞曼能级分裂

@100mG自旋相关相互作用偶极—偶极相互作用1原子（分子）间自旋无关相互作用+囚禁势能2地面条件理想的势阱——简谐势阱

倾斜的势阱引力红移高精度测量全球重力位精密测量空间天文与地球观测3哈勃望远镜及成就巡天空间望远镜阿尔法磁谱仪AMS-02高能宇宙辐射探测设施HERD

为什么在空间站观测地球？海洋超光谱成像仪用于探测水质参数，监测水污染状况环境研究与可视系统可提供自然灾害监测服务城市热岛监测（北京）长江三角洲土地利用调查国际上首次获得三维微波高度海洋图获取的广东省雷州市和安镇、新寮镇、锦和镇、外罗镇沿海海陆交界及岛屿三维形貌冷涡，起伏为16cm地转流形成的涡旋西太平洋，海浪高度分布1—10米暖涡，起伏为22cm空间新技术与应用4空间机械臂技术CubeSat立方星太空3D打印技术生物3D打印机2021年Redwire风化层