4月6日凌晨1時38分，伴隨著夜色中點火的光亮，在震耳的轟鳴聲中，我國第25顆返回式衛星，也是我國首顆返回式微重力科學試驗衛星——實踐十號，由長征二號丁運載火箭在酒泉衛星發射中心準時發射升空，它將利用太空中微重力等特殊環境完成19項科學實驗，涉及微重力流體物理、微重力燃燒、空間材料科學、空間輻射效應、微重力生物效應、空間生物技術六大領域。
實踐十號總設計壽命15天，將利用我國成熟的返回式衛星技術按預定程序返回地球。
與此同時，中國空間科學中長期發展規劃研究團隊近日完成了《2016－2030空間科學規劃研究報告》，提出至2030年，中國空間科學要在宇宙的形成和演化、系外行星和地外生命的探索、太陽系的形成和演化等熱點科學領域取得重大科學突破。
專家揭秘
超級實驗室到底有多牛？
實踐十號衛星搭載著19項創新性的科學實驗，相當于把一個綜合性的實驗室搬到了太空。這個實驗室有多牛？
使命 觀地球上看不到的現象
對科學家來說，宇宙空間是一個很好的實驗室。地球上的物理現象，都受到地球重力的制約，比如浮力、沉降等。在微重力，也就是通常說的“失重”環境下，能觀察到很多地球上不可能觀測到的獨特現象。
“極端物理條件下，物質的運動規律、物理化學過程、生命過程等都可能會發生變化，這就意味著重大科學突破的可能。”實踐十號衛星首席科學家、中科院院士胡文瑞說。
“地球重力場是蓋在物質運動規律和生命活動規律上的面紗，不揭開就無法看到很多問題的本質。”中科院國家空間科學中心主任吳季說，“實踐十號衛星是一個高效、短期、綜合空間實驗平臺，它的使命就是揭開被重力所掩蓋的科學秘密，力爭獲得重大科學突破。”
優勢 有比空間站更好的環境
我國將在2020年前后開始空間站的建設，為什么還要發射科學衛星呢？胡文瑞解釋說，空間站有實驗時間長、可以有人參與等優勢，但殘余重力、機械動力和人的活動干擾可能給實驗結果帶來影響。實踐十號衛星是專門為微重力科學和空間生命科學而設計的衛星，將為實驗提供更好的微重力環境和其他條件。
一是衛星的微重力水平可更高，是地球表面重力的10－6g，而空間站上僅為地球重力的10－3g；二是它的機動性高，比如這次要進行的胚胎實驗可以在發射前8小時才裝到衛星上，縮短在地面停留的時間，如果搭載在載人飛船上就做不到這一點；三是科學衛星風險小，且造價大大低于建設一個空間站。
突破 絕不會重復別人的實驗
胡文瑞介紹，實踐十號搭載的19個實驗項目是從200多項申請中脫穎而出的，按照創新性、可行性、必要性等科學標準，經過嚴格遴選、反復論證，涵蓋微重力流體物理、微重力燃燒、空間材料科學、空間輻射效應、微重力生物效應、空間生物技術6大領域。
“我們絕不會重復別人的實驗。”胡文瑞說，“所有實驗任務都是全新探索，每一項科學實驗均具有創新性，有很高的科學研究價值，有望獲取具有國際先進水平的、具有自主知識產權的重大科技成果。”
全新設計
為安全返回安裝“秘密武器”
“我們已經有十年沒有將返回式衛星送上過太空了。”說起這次研制工作，航天科技集團五院實踐十號衛星工程總設計師唐伯昶難掩心中的激動。
2006年實踐八號發射成功后，實踐十號是我國返回式衛星沉寂十年后的再次“回歸”。與返回式衛星家族的“老前輩”相比，它又有怎樣的新變化呢？
首先，總裝與環境試驗是衛星研制生產的最后一關，也是檢驗衛星“鋼筋鐵骨”能否經受得住高低溫、高強度震動等惡劣空間環境的大熔爐。據介紹，不同于以往“真火慢燉”式的試驗方法，五院在實踐十號衛星研制過程中，通過紅外籠虛擬仿真系統、試驗工裝數字化等新技術手段，進一步提高了試驗精準度，有效避免了多次試驗和試驗條件過于苛刻對產品造成傷害的隱患。
其次，控制和推進系統是實踐十號的核心。新產品不僅在性能和可靠性上大幅提高，而且通過一體化、高集成度設計方式，體積和重量大幅下降，為實踐十號留出了更為充裕的搭載空間。
第三，返回的安全和可靠是決定衛星搭載實驗任務圓滿成功的關鍵一步。為了確保衛星在回收階段落得既好又穩，五院在實踐十號上安裝了脈沖雷達應答機這一“秘密武器”。這個產品能打破航天器返回過程中常見的“黑障”限制，實現全程實時監控，極大提高了地面對衛星返回艙的測量精度。
另外，實踐十號的回收艙將搭載11個實驗載荷返回，但轉入返回軌道時，由于速度快，艙體的頭部會與大氣層進行劇烈摩擦，產生高達幾千度的熱量，如何控制溫度？據實踐十號衛星系統總設計師趙會光介紹，此次對回收艙熱控系統進行了更改，能夠控制熱溫。且技術人員已為艙體制備了防摩擦和耐熱的特殊材料，既能阻擋熱量進入返回艙內，又能把大量的熱量迅速帶走。
任務速覽
19個實驗艙要做哪些新奇實驗？
在15天的時間中，實踐十號這位科學“實踐者”將在太空試驗場里辦哪些“大事”？
人類能否到太空繁衍后代？
隨著人類走向太空，未來，哺乳動物能在太空正常繁衍嗎？為了回答這個疑惑，實踐十號把小鼠早期胚胎帶上了太空。
日本研究人員幾年前曾稱，在太空微重力等環境下，哺乳動物正常的胚胎發育可能會受到阻礙，因此哺乳動物要在太空繁衍難度較大。
這一次，中國將利用返回式科學試驗衛星，以小鼠早期胚胎為研究對象，通過研究太空環境對哺乳動物早期胚胎生長發育的影響，揭示空間環境條件下動物早期生命活動規律，為未來長期太空飛行中保障人類生殖發育健康提供科學依據。
航天器在太空著火怎么辦？
載人空間飛行過程中，存在多種威脅航天器和航天員安全的潛在風險，其中航天器艙內火災事故是最嚴重的一種，俄羅斯的和平號空間站、美國的阿波羅號飛船都有過慘痛教訓。
實踐十號科學應用系統總設計師康琦介紹，目前我國航天防火還不規范，主要是借鑒航空和地面的防火標準。現在我國航天器因為在軌時間短，這個問題還不突出，如果將來建空間站，沒有這方面的研究和標準，后果不堪設想。這次“實踐者”要做的另一件“大事”，就是為今后載人空間飛行探索更安全的防火規范和材料選用、使用規范。
太空中輻射問題怎么解決？
《火星救援》被喻為一部太空生存指南，但細心的觀眾會發現，里面對輻射的描述相對較少。并不是太空輻射問題已經破解，而是由于至今還沒有完備的手段能夠解決太空輻射的風險。
太空環境中，既有太陽耀斑和日冕物質拋射時產生的太陽高能粒子，也有長期存在的能量高、穿透性強的銀河宇宙射線，即使是數十厘米厚的鋁板也難以防護。
目前各國開展空間輻射生物學研究，主要是進行風險評估和尋找對策。這次實踐十號搭載了3個生物輻射盒，攜帶了水稻種子、擬南芥種子和線蟲等樣品，研究空間輻射引起生物基因組變化和空間輻射損傷的分子網絡調控，建立輻射風險評估體系，為我國空間站輻射評估和防護提供基礎。
微重力下煤能否“冷焰燃燒”？
美國空間站十大成果之一，就是通過棉花團點燃觀察到“冷焰燃燒”，而這一低溫狀態下的燃燒是地面無法看到的。胡文瑞院士介紹，此次“煤燃燒及其污染物生成實驗”也期待看到微重力條件下煤的“冷焰燃燒”實驗效果。
康琦說，煤炭是我國能源的主力，其燃燒帶來的污染較大。在地球上，受浮力、熱對流等因素影響，煤燃燒的系數無法準確測得。而在微重力環境下進行煤燃燒實驗，則可以避免這些干擾，有望獲得一些地面無法得到的基礎數據。這對完善煤燃燒理論和模型，幫助人類更好利用煤炭資源有重要意義。
新聞鏈接
中國空間科學“四先鋒”
6日，我國實踐十號返回式科學實驗衛星成功發射。實踐十號是中科院空間科學戰略性先導專項“四先鋒”中的“老二”。那么，它的“兄弟”們都有何專長呢？
■暗物質粒子探測衛星
2015年12月17日，我國成功發射暗物質衛星“悟空”。它有望在暗物質粒子探測和宇宙線物理這兩大科學難題上取得突破。截至今年3月17日，“悟空”已完成了2／3天區的掃描，共探測到4.6億個高能粒子。數據分析正在緊張進行中，預計今年底將公布首批科學成果。
■實踐十號返回式科學試驗衛星
2016年4月6日，我國將首顆微重力科學試驗衛星——實踐十號發射升空。它的主要科學目標是：開展空間科學實驗，研究、揭示微重力條件和空間輻射條件下的物質運動及生命活動規律，取得創新科技成果。
■量子科學實驗衛星
我國有望于今年下半年發射量子衛星，它將進行星地高速量子密鑰分發實驗，并在此基礎上進行廣域量子密鑰網絡實驗，以期在空間量子通信實用化方面取得重大突破；在空間尺度進行量子糾纏分發和量子隱形傳態實驗，開展空間尺度量子力學完備性檢驗的實驗研究。
■硬X射線調制望遠鏡衛星
硬X射線調制望遠鏡衛星也有望于今年下半年發射，它將實現寬波段X射線巡天，發現被塵埃遮擋的超大質量黑洞和未知類型天體；通過觀測黑洞、中子星、活動星系等高能天體，研究致密天體和黑洞強引力中物質的動力學和高能輻射過程；探索利用X射線脈沖星實現航天器自主導航的技術和原理。
