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本报记者 刘莉
“神舟”四号飞船的成功发射和返回，表明我国载人航天工程技术日臻成熟，为最终实现载人飞行奠定了坚实基础。在飞船上到底搭载了什么样的实验？对于下一步载人飞船发射能提供什么帮助？
“神舟”四号飞船于2002年12月30日凌晨在酒泉卫星发射中心成功发射升空，整船按预定计划在太空飞行了6天零18小时，环绕地球108圈后，返回舱1月5日晚在内蒙古中部地区准确着陆。留轨舱继续进行半年的空间应用实验。
“神舟”四号是我国载人航天工程第三艘正样无人飞船，除没有载人外，技术状态与载人飞船完全一致。在这次飞行中，载人航天应用系统、航天员系统、飞船环境控制与生命保障分系统全面参加了试验，先后在太空进行了对地观测、空间科学试验和空间环境探测等研究项目；预备航天员在发射前也进入飞船进行了实际体验。飞船在轨飞行期间，船上各种仪器设备性能稳定，工作正常，取得了大量宝贵的飞行试验数据和科学资料。
中国载人航天工程专家认为，“神舟”四号飞船的成功发射和返回，表明我国载人航天工程技术日臻成熟，为最终实现载人飞行奠定了坚实基础。在飞船上到底搭载了什么样的实验？对于下一步载人飞船发射能提供什么帮助？
记者近日采访了“神舟”四号飞船应用系统副总设计师赵光恒，了解有关飞船搭载实验的具体情况。
赵光恒介绍说，“神舟”四号飞船上装有实验设备52件，其中返回舱15件、轨道舱20件、附加段17件。这52件设备中，有33件是头一次上星，有19件设备曾经上过“神舟”二号和“神舟”三号卫星。飞船应用系统的科学实验，可以分成三大类：对地观测、空间环境监测和空间科学实验，具体有六项。
对地观测试验包括多模态微波遥感器对地探测和综合精密定轨两项。
微波遥感———比“相机”更灵活的观测手段
“多模态微波遥感器是我们这次卫星上的一个‘大件’，我们叫它主载荷，也就是最重要的一部分试验设备。”赵主任介绍微波遥感实验设备时这样开头。
微波遥感是新型的对地观测手段，为世界各先进国家重视，我国从上世纪八十年代开始航空微波遥感设备的研制，近20年来得到长足发展。微波遥感是新型对地观测手段，通过接受地表物体的电磁波信息来对海洋、陆地、大气进行观测。它比照相机更灵活，能全天候接受微波信息。不管是阴天雨天，都不影响观测的进行。“神舟”四号飞船装载的多模态微波遥感器是由我国自己设计的，这次首次上天进行试验，它包括微波辐射计、微波高度计、微波散射计三个部分，三部分各司其职，能够综合观测到更丰富的信息。
微波辐射计主要用来探测地表物体的温度特征和水分特征。飞船传回的数据经过处理，图片显示温度高的区域颜色较深；相反，温度低的区域颜色较浅。降水中水汽含量、积雪、土壤中水分的含量也能通过微波辐射计探测到。高度模态探测计主要用来探测高度，例如海面高度、海浪高度和大洋环流。而散射模态探测计则主要用来探测海面风速和风向。
精密定轨———确定飞船自己的位置
“精密定轨实验主要是为了配合微波遥感探测器中的高度计。比如，要通过高度计辐射回来的电磁波信号计算海平面的高度，首先要确定飞船自己是多高。”
“神舟”四号飞船的精密定轨采用多种手段，包括船载GPS、激光反射器和无线电应答机。GPS定位，主要通过接收机，接收导航卫星传来的信号。激光雷达测距是靠地面的激光跟踪站发射激光，再根据从飞船上反射回来信号，进行数学计算，测定飞船的准确位置。这位副总设计师介绍说，目前这种测算方法是最精确的。现在，我们对于“神舟”四号的定位可以精确到几米以内。
空间环境监测———绘制太空“安全示意图”
空间环境及其变化是载人航天十分关注的问题，关乎载人航天器和航天员的安全。“神舟”飞船第四次飞行试验应用任务中安排了综合性空间环境的监测。“神舟”四号飞船除了继续进行高层大气探测，同时还配置了对航天员和飞船安全至关重要的高能辐射、低能辐射探测，实时监测飞船轨道空间的各种环境参数，为航天员和飞船的安全防护提供重要依据。
“这是‘神舟’四号传回来的高能带电粒子空间分布示意图，”赵光恒指着电脑屏幕上的一张图解释说，“曲线代表不同的轨道，不同颜色代表不同的粒子强度，这是南大西洋异常区，这些较深的红颜色代表电子强度较高。每秒每平方厘米两万多个，但从电子能量来看，不足以射入到飞船舱内，对舱内的航天员来讲是比较安全的。但是航天员最好不要在这个区域出舱活动。”
科学家说，他们已经通过进一步探测，更准确、全面地了解轨道环境，为今后载人航天绘制了一张比较精确的太空轨道“安全示意图”。
通过前三次飞行试验，应用系统对空间环境及预报方法的研究已进入成熟阶段。空间环境预报中心通过收集并综合分析国内外卫星和地面观测数据，发布远期、中期、近期预报和飞船发射、运行期间的空间环境状况和可能出现的空间环境异常预报；提供有关太阳活动、空间辐射、地磁活动等参数和飞船运行轨道的大气参数，在出现危急情况时发布警报等方面都成功地为我国的载人航天器提供了安全保障。
细胞电融合———太空中培育生物新品种
这位副总设计师介绍说，细胞融合技术是生物加工、培育新品种和生物制药的新技术。空间微重力条件下，细胞在融合液中的重力沉降现象消失，可以提高电融合杂种细胞得率和细胞活力，为人类利用微重力资源进行空间制药探索新方法。
“神舟”四号飞船上的电融合仪由我国自行设计，在一套实验装置中同时分别进行动物细胞和植物细胞的两项电融合实验，以求获得新药物和新植物品种的方法和技术。采用纯化的乙肝疫苗病毒表面抗原免疫的小鼠B淋巴细胞和骨髓细胞进行动物细胞电融合；采用有液泡的黄花烟草原生质体和脱液泡的革新一号烟草原生质体进行植物细胞电融合。
1月6日凌晨4时15分，随“神舟”四号飞船返回舱顺利返回地面的实验设备被最先运到了中科院。在地面上也同时一对一的进行着地面实验。分析数据表明，空际实验结果比地面实验结果细胞融合率提高了几倍到十几倍。
空间分离纯化———太空中分离蛋白质分子
生物医学和生物技术的发展，使一些高纯度的生物材料如氨基酸、蛋白质的分离纯化方法成为重要的基础应用技术。“神舟”四号上安排了电泳分离实验来开展这一项目研究，设备由中国自行研制，实验生物样品为细胞色素C和小牛血红蛋白。
专家介绍说，连续自由流电泳分离具有效率高、设备操作简单、分辨率好、过程和条件可控、对产物损伤小等优点，是制备型的主要分离手段。在“神舟”四号上安排的电泳分离实验主要目的是为研究其规律，通过实验积累经验，为我国的蛋白质和其他生物大分子分离纯化技术的研究发展奠定基础。
微重力流体物理实验———看一滴油在太空中如何运动
流体物理学研究是微重力科学的重点领域，“神舟”四号飞船进行的这项实验，研究在太空失重状态下，流体包括液体、汽体等平衡与运动的规律看一滴油在太空中如何流动、如何维持平衡等。
这位专家说，流体物理学研究微重力环境下的液滴迁移动力学问题，既有理论方面的重要性，也有很强的应用背景，如在微重力环境下的材料加工、晶体掺杂、空间焊接及电泳过程中都会遇到液滴或气泡的迁移问题。在“神舟”四号飞船上安排的实验项目，采用我国自行研制的通用流体实验装置，在不同条件下实验，在相关理论研究中取得新的突破。
现在，飞行实验已经全部结束了，飞行实验圆满成功。实验数据还将进行进一步的分析处理。
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中国航天大事记
我国航天事业起步于20世纪50、60年代。1956年10月8日，我国第一个火箭导弹研制机构———国防部第五研究院成立，钱学森任院长。1958年4月，开始兴建我国第一个运载火箭发射场。
1964年7月19日，我国第一枚内载小白鼠的生物火箭在安徽广德发射成功，我国的空间科学探测迈出了第一步。
1970年4月24日，随着第一颗人造地球卫星“东方红”1号在酒泉发射成功，我国成为世界上第五个发射卫星的国家。1975年11月26日，首颗返回式卫星发射成功，3天后顺利返回，我国成为世界上第三个掌握卫星返回技术的国家。
1979年，“远望”1号航天测量船建成并投入使用，我国成为世界上第四个拥有远洋航天测量船的国家。
1985年，我国正式宣布将“长征”系列运载火箭投入国际商业发射市场。
1990年7月16日，“长征”2号捆绑式火箭首次在西昌发射成功，其低轨道运载能力达9.2吨，为发射载人航天器打下了基础。
1992年，我国载人飞船正式列入国家计划进行研制，这项工程后来被定名为“神舟”号飞船载人航天工程。“神舟”号飞船载人航天工程由“神舟”号载人飞船系统、“长征”运载火箭系统、酒泉卫星发射中心飞船发射场系统、飞船测控与通信系统、航天员系统、科学研究和技术试验系统等组成，是我国在20世纪末期至21世纪初期规模最庞大、技术最复杂的航天工程。随着“神舟”四号发射成功，“神舟”飞船已成功进行了4次无人飞行，载人飞行已为时不远。据新华网
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