中国载人航天中国空间站科学研究与应用进展报告2024年101页_135mb

中国空间站建设自2021年4月天和核心舱发射后，已通过“问天”“梦天”实验舱在轨组装完成，实现了载人航天三步走目标，成为具有中国特色和时代特征的国家太空实验室。在10-15年的运营周期内，空间站将开展上千项研究，推动科学普及与国际合作。当前，空间站已实施181项科学实验，上行实验模块近两吨，下行样本近百种，获取科学数据超300TB，形成空间生命科学、微重力物理、空间新技术三大研究体系及32个研究主题，涵盖人体系统、生命生态、流体物理、燃烧科学、冷原子物理等关键技术领域。

空间生命科学与人体研究领域取得显著进展，如首次完成空间水稻全生命周期培育，获取适应空间环境的种质资源；实现人胚胎干细胞在空间微重力下向造血干/前体细胞分化；揭示微重力对干细胞成骨分化及肌肉细胞自噬的调控机制，为防治骨流失与肌萎缩提供理论支撑；开发便携式骨丢失检测仪器和穿戴式穴位刺激装置，应用于航天员健康保障，部分成果入选2023年中国生命科学十大进展。该领域还实现了空间水生生态系统运行43天，标志胶囊型藻类培养及CNS回调实验等突破。

微重力物理科学领域创新性突破多项技术瓶颈，如基于空间冷原子干涉的陀螺仪技术实现30×10⁻⁵ rad/s转动测量精度，首次证实空间微重力下液态金属管对流层流-湍流转捩特性，攻克斯特林热电转换技术在轨验证，测得转换效率提升45%。在材料科学方面，空间站制备出新型红外探测器材料、拓扑超导单晶和铁基超导材料，发展抗辐射镁合金及凝胶复合润滑材料，部分成果已在航天器部件中应用。流体与热物理研究发现了池沸腾传热的反常重力标度关系，揭示了落体运动中的双钩状火焰结构，深化了热管理机制研究。

空间新技术与应用领域突破关键支撑技术，如实现千米级柔性芯片的在轨稳定运行，验证了抗辐照光纤密封技术，克服无线能量传输效率达91.7%的难关。研制的高通量微生物腐蚀试验装置获取第一批空间环境材料数据，展示了空间氢氧燃料电池在梦天实验舱的初步运行效果。这些成果已推广至深空探测、深海观测等民用领域，并通过“天宫课堂”等科普活动激发全民科学兴趣，覆盖近6000万学生。

未来中国空间站将深化空间生命科学，重点研究哺乳动物太空孕育、密闭生态系统与再生医学机理。在微重力物理领域，将持续探索晶体生长、燃烧过程及量子惯性传感技术，推动先进材料与动力系统发展。空间天文方向的CSST巡天望远镜等设施将稳固宇宙学研究格局。通过“和平利用、平等互利”的国际合作模式，空间站计划实现跨学科交叉研究，提升技术创新能力和应用转化效率，服务国家科技强国战略，并为构建人类太空命运共同体提供中国方案。