俄资深宇航员巴图林：丰富、复杂的太空实验在等待常驻宇航员

新华社莫斯科11月16日电 专访：丰富、复杂的太空实验在等待常驻宇航员——访俄资深宇航员巴图林

新华社记者栾海

中国航天员在天宫二号实验室内完成了大量科学实验，其成果将有力促进中国载人航天发展。未来随着中国太空驻留时间进一步延长，中国航天员还有望开展哪些实验？特点和意义何在？俄科学院通讯院士、资深宇航员尤里·巴图林一一解答。

丰富成果靠长期收获

现年67岁的巴图林曾在1998年作为航天研究员进驻俄和平号空间站，实施科学考察及实验，并于2001年陪同世界首位太空游客蒂托造访国际空间站时进行了短期科考，同年巴图林被授予“俄罗斯英雄”称号。

巴图林在接受新华社记者专访时说：“在和平号空间站和国际空间站内，我从事最多的科学实验是等离子晶体实验，这项研究的目的是观察低温等离子体内部的带电粒子如何在微重力条件下实现有序排列。这些实验在持续两周后所形成的观察记录，已足够写一本科学著作了。而这项实验已在国际空间站内开展了15年。”

巴图林还和同事通过实验研究过宇航员用肉眼看到的某些舱外神秘闪光的成因，实验结果显示这种闪光很可能与空间站附近的电离辐射有关。

巴图林表示，在长期太空驻留期间，宇航员还可持续用仪器观测海洋底部并获得理想数据；常年研究地球大气顶层和近地空间的物理变化；长期积累空间站运行轨道内的太空辐射和电磁场数据，并研究其对宇航员身体、各种仪器和空间站建筑材料的影响；系统性分析长期太空飞行对各种生物和生物技术应用的影响；通过实验改进完整培育太空有机作物的技术；用观测设备不间断从太空研究地球自然资源，监测生态环境，并为开发探测新技术积累经验。

微重力环境极其宝贵

在回答究竟哪种太空条件对科学实验最为宝贵时，巴图林表示，50多年来的载人航天实践表明，载人飞船和空间站可为科学实验提供极其宝贵的微重力条件。

巴图林说，研究者在地球上能够创造的微重力环境每次只能持续几秒钟，而长期太空飞行可提供近乎无尽的微重力科研条件，可得出地面没有的实验结果。

巴图林介绍，获准向常驻宇航员提供实验方案的科研单位所提出的要求不断增多，例如研究者总希望将科研设备放置在空间站内微重力数值最小的环境下。此前这种微重力被要求保持在万分之一g(g为重力加速度)的水平上，现在这一需求被提高到了百万分之一至千万分之一g。

质心是质量集中的一个假想点。巴图林说，工程专家可通过结构设计，使质心位于空间站的密封实验舱内，质心所在位置是微重力最小的地方，在其周边可满足百万分之一g水平的区域面积约为21平方米。如果需将这一微重力水平提高到千万分之一g，则满足这一要求的区域面积会缩小到0.21平方米。

巴图林说，影响质心位置的因素除了空间站的基本结构外，还涉及到与其对接飞行的飞船数量、后期添加的太空舱的位置和空间站内有效载荷的布局变化。如空间站规模太大、结构过于复杂，那么质心位置有可能在密封舱之外，给微重力实验带来麻烦。因此为了给未来航天科研预留下宝贵的最小微重力环境，须避免空间站的整体结构复杂化，确保其质心位于科学仪器所在的密封舱内。

复合实验托起未来航天

对于怎样开展太空实验才能取得重要成果，巴图林解释说，在太空飞行时，被研究对象会同时受到多种外界因素影响，这些因素包括电磁流量、高能粒子流量、太阳质子爆发、无线电辐射激扰、太阳风强度、地球大气电离层和地磁场扰动等。因此若想得出全面的研究结果，必须开展多因素复合实验。

巴图林说，目前在国际空间站开展单次实验时，最多可施加10个影响因素，而与某个实验项目相关的这类影响因素的总数可能超过100个。为了得出可靠的实验结果，实验总次数会相当多。此外，即使只对某一实验施加几个影响因素，这些因素也要通过不同的排列组合，在不同影响程度上被引入实验。而且每个实验都需对实验设备进行复杂变更，因此这些实验都要事先在地面由数百人的团队设计部署，未来太空科研的发展将继续依赖这种实验模式。

“对于载人航天发展来说，需着重用多因素复合实验研究时间更长、路途更远的太空飞行可能给宇航员的身体和生存环境带来哪些变化。此外，还需用这种实验模式系统性研究未知的太空物理和化学环境会对航天技术、工程材料和各种设备造成什么影响，”巴图林对记者说。