中國人將在太空做什么？

短短幾年之內(nèi)，中國的天宮號空間站將會被“一個房間一個房間”建立起來。日后某一天，我們拿著手機，可以看到航天員在太空做直播節(jié)目，還可以與他們實時互動。

南方周末特約撰稿 黃永明

這個問題的答案，包含了“簡單的部分”和“困難的部分”。

先說簡單的部分。

剛剛過去的一年里，中國人在太空做了不少事情，《自然》雜志把它們列入了“影響2016年的重大科學(xué)事件”。這些事情包括，航天員創(chuàng)造中國新的最長太空任務(wù)紀錄、首顆量子衛(wèi)星墨子號升空，以及全球運載能力最強的火箭之一長征5號發(fā)射。《自然》稱這些事情為“勇踏前人未至之境”。

航天員們由神舟十一號飛船送入太空，在天宮二號空間實驗室度過了一個月的時間。神舟系列飛船在過去十幾年的時間里已經(jīng)六次把航天員送入太空。中國也離擁有自己的空間站越來越近。

很快我們就會看到的（很可能就在2017年上半年），天舟一號發(fā)射升空。這是一艘貨運飛船，將與天宮二號交會對接。后面，天宮號空間站的核心艙會被送入太空，在此基礎(chǔ)上，整個空間站會被“一個房間一個房間”建立起來。這一切在短短幾年之內(nèi)就會發(fā)生。

與此平行發(fā)生的是，有更多的探測器飛向月球。嫦娥系列探測器過去十年中已經(jīng)從最初的環(huán)繞月球和硬著陸，一步步做到了繞月后返回地球。如果順利的話，我們將會看到嫦娥五號探測器在2017年著陸到月球表面，對月壤進行采樣并帶回地球。在它之后還會有更多的探測器和月球車登上月球。

2016年，中國的火星探測工程面向全球征集了名稱和圖形標識。探測計劃中的第一顆火星探測器“螢火一號”在2011年遭遇了一次失敗的發(fā)射，從公開信息來看，專家們想要抓住2020年的發(fā)射窗口再進行一次嘗試。而這一次發(fā)射，要完成環(huán)繞、著陸和巡視三個很有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。實際上，專家稱這是“史無前例的巨大技術(shù)挑戰(zhàn)”。

2022年前后，我們可能還會看到一架中國的太空望遠鏡升空。這是一架口徑兩米的光學(xué)望遠鏡，據(jù)估計，如果在軌10年，將可以對40%以上的天區(qū)進行巡天觀測。這架望遠鏡會與天宮號空間站共軌飛行，并可以進行對接，從而得到維護和升級。

說以上這些是答案中“簡單的部分”，并不是講這些任務(wù)很容易完成——它們實際上是各具挑戰(zhàn)的——而是說，這些是我們不難梳理出來的未來圖景。相比之下，可能模糊很多的一個問題是，有了這些設(shè)施、設(shè)備和技術(shù)，我們要就哪些科學(xué)問題開展研究？

再說困難的部分。

從國外經(jīng)驗來看，在空間站進行的研究往往是跟“微重力”多少有點關(guān)系的。自2000年開始運行的國際空間站，其研究涉及了生物科學(xué)和生物技術(shù)的領(lǐng)域，比如基礎(chǔ)生物學(xué)、空間生理學(xué)、重力生物學(xué)、生物醫(yī)學(xué)研究與防護措施等，包括了三維腫瘤組織培養(yǎng)、蛋白質(zhì)晶體生長、哺乳類細胞和組織培養(yǎng)等內(nèi)容。

在國際空間站上，美國重點研究了空間環(huán)境對人體會產(chǎn)生什么樣的影響。這是他們自1940年代就開始想要搞清楚的問題?？臻g環(huán)境對人的影響主要來自微重力和輻射，另外一方面是，長期處于密閉空間中也可能帶來心理上的影響。

除了這些以外，國際空間站還為地球科學(xué)的研究作出很多貢獻。比如對冰川、農(nóng)業(yè)區(qū)域、城市和珊瑚礁的觀測，可以與其他衛(wèi)星取得的數(shù)據(jù)整合在一起，形成更為完整的信息。

中國以往在太空進行的實驗是以太空育種為主的，另外一些實驗則是以保障神舟號任務(wù)的完成為目的，因而研究的內(nèi)容具有比較強的局限性，很多研究是在重復(fù)國外的早期研究。

然而可以期待的是，在載人航天的技術(shù)成熟之后，也隨著中國空間站的建立，空間實驗的內(nèi)容會更為開闊，也會出現(xiàn)具有開創(chuàng)性的科研項目。這些研究課題，也許并不直接作用于載人航天，但它們對于基礎(chǔ)生物學(xué)、醫(yī)學(xué)，乃至對社會學(xué)研究都具有價值。一些“腦洞”較大的研究將會出現(xiàn)。

載人航天帶來的另一種不可忽視的機會，是針對青少年開展教育活動，在下一代的心里埋下數(shù)學(xué)和科學(xué)的種子。航天員可以在空間站里向地球上的學(xué)生直接演示太空探索背后的科學(xué)和技術(shù)，這比任何其他的課堂講解都更為生動和具有吸引力?？紤]到中國移動互聯(lián)網(wǎng)的繁榮，我們完全可以想象，日后的某一天，我們拿著手機，就可以看到航天員在太空做直播節(jié)目，還可以實時地與他們互動。

人類最后一次從月球上帶回樣本，已經(jīng)是1970年代的事了。中國的嫦娥五號探測器可能在2017年再次把月球的物質(zhì)帶回地球。按照計劃，它將能夠采集到兩千克的月球巖石和土壤。這些珍貴的樣本對于了解月球和地球的早期歷史，乃至內(nèi)太陽系的早期歷史，都會提供有用的信息。

中國的探測器有一天也許會把火星的樣本也給采集回來?；鹦遣蓸颖徽J為是一種科學(xué)價值重大、性價比又高的探索方式，因為一旦把樣本采回，樣本分析受到時間、經(jīng)費、技術(shù)的影響就小得多。

但目前來看，螢火二號探測器并不打算直接實現(xiàn)這一目標。它會把一臺火星車送到那顆紅色行星上去，火星車對火星進行“巡視”，但不會再返回地球。到目前為止，中國、美國宇航局（NASA）和歐洲空間局（ESA）、俄羅斯都提出過火星采樣的設(shè)想，但均無明確的日程。

也許最為模糊的一個問題是，中國的太空望遠鏡將會研究些什么內(nèi)容。這其實跟地球上的任何一架望遠鏡面臨的問題是一樣的：一架望遠鏡的科學(xué)目標能夠讓天文學(xué)家爭論很久。中國空間望遠鏡的設(shè)計者提及過它的研究方向，這番解釋相當(dāng)模糊，因為涵蓋了當(dāng)今天體物理學(xué)和宇宙學(xué)中眾多的熱點領(lǐng)域。宇宙中隱藏了太多的可能性，這個時候，問對問題就顯得尤為重要了。

中國空間科學(xué)研究在國際上處于什么地位？

知乎用戶 AESIR

美國目前我們比不了。很多人會說，歐洲羅塞塔軌道如何風(fēng)騷，印度也去了火星，我們登陸月球又算什么？

我想說：

第一，沒有系統(tǒng)探測的細枝末節(jié)管中窺豹其實對科研本身而言沒什么意義。

第二，最初去新大陸的人，絕大多數(shù)不是為了去撿新大陸的石頭。

總有一天，載人航天工程會和深空探測走在一起，一切現(xiàn)今工程的大目標終究只是背后更為宏大的目標的一部分。

我們只要好好造船就行了，到時候那些癖好獨特的對石頭泥巴感興趣的異類們就會自己找上門來，或者請求我們順便給他們帶坨泥巴，或者請求和我們一起同行。