“银河明白!”

编者按：

它可以是“世界上最冷的地方”，以接近绝对零度的温度“冻”住原子的“脚步”。

它可以变身“太空熔炉”，难熔的高强铌合金在这里被激光加热至2400℃，熔成完美的球形。

它就是中国空间站里的太空实验室。

本文为您揭秘在中国空间站的太空实验室，一项项科学实验如何被推进，天地一体的实验平台如何运作，以及投身这项大国重器建设的年轻科技人才是如何迅速成长的。

北京时间2024年11月16日凌晨2点32分，天舟八号货运飞船与中国空间站天和核心舱成功对接。包括坚硬的月壤砖、轻舞的果蝇，天舟八号共搭载了36项空间科学实验项目上天，总重量超过450千克。

400千米，是中国空间站与地球的距离。中国的太空实验室是怎样运行的？如何支撑下一步登月、探火乃至飞出太阳系、飞向深空？航天员还会在空间站做什么样的实验？实验成果指向什么目标？

谁能回答这一连串的太空科学问题？

说它陌生也不陌生：每次直播载人航天火箭发射，“北京明白”“东风明白”“银河明白”……几个系统和基地的“明白”，给了大家极大的信心与安慰。而主导空间站科学实验的就是“银河”。

中青报·中青网记者用半年时间沉浸式采访“银河”——位于北京航天城的中国科学院空间应用工程与技术中心（以下简称“中国科学院空间应用中心”），试图揭开国家太空实验室的神秘面纱，打开中国进入空间站时代的科学实验“核心舱”。

千里之行始于足下

光年之行始于实验柜

这几天，神舟十九号航天员十分忙碌，天舟既然将“货”送达，他们就要赶紧“拆封验货”了。

11月16日9点24分，“神舟十九号，你好！我是‘银河’，请开始操作。”“银河”在中国科学院空间应用中心的有效载荷运控大厅发出指令。航天员进入天舟八号，取出了亚磁果蝇装置，飘着回到问天实验舱。

接着，“银河”指导航天员蔡旭哲、王浩泽打开科学实验柜的面板，把刚送上天的果蝇“小房子”放进了生物培养模块的“抽屉”，然后接通电路、液路。

10点49分至17点，“银河”通过上行指令控制和下行遥测数据监视，对“小房子”进行上电自检，调试温湿度，切换光照的白天模式和夜晚模式，一切正常。万事俱备，只缺果蝇了。

17点25分，“银河”再次呼叫航天员，宋令东、王浩泽将果蝇培养盒装入“小房子”，18点26分通电，果蝇正式入住太空。

“在微重力条件下，果蝇活性良好，比在地球上飞得还欢实。”地面的中国科学院空间应用中心有效载荷运控中心主任王红飞和身旁的科学家心里的石头落了地。

这几天，随着天舟八号上行科研项目在轨实验的推进，地面上那一个个跟天上一模一样的实验柜也运转起来。

中青报·中青网记者套上鞋套，穿上实验服，走进一个狭小的密闭空间。一阵凉风对着记者的身体上上下下猛吹，此谓“风淋”，是为了阻止外界污染物及未被净化的空气进入洁净间。1分钟后，那扇神秘的门终于在记者面前打开——

没想到，在北京郊区还“隐藏”着一个“地面空间站”，房间内干净、开阔、明亮，14个约一人高的科学实验柜立成两排。

这里是与中国空间站平行运行的科学实验系统镜像平台，中国空间站中也有14个一模一样的科学实验柜。航天员在天上做实验的时候，可以通过镜像平台进行天地比对分析研究。科学载荷上天前，需要在这里进行最终确认测试，航天员也能够在此进行科学实验的操作训练。一些在轨科学实验如果出现特殊情况，能够在这里进行故障排查定位，并验证解决措施。

“就像风筝，无论飞多远，都要有一头抓在手里。”穿行在实验柜间，中国科学院空间应用中心副主任、中国载人航天工程空间应用系统副总设计师王珂研究员介绍，“银河”的工作就好比是国家太空实验室的“大管家”和太空实验的“总策划”。中国航天一直按照“探索一代、预研一代、研制一代、批产一代”的路径稳步前进，每一步都走得扎扎实实，每一项基础实验都指向重大目标。

这些实验柜外形无二却各怀绝技，柜名就让人“不明觉厉”：超冷原子物理实验柜、无容器材料实验柜、高精度时频实验柜、高微重力科学实验柜……而刚刚上天的果蝇之前就被放在生命生态实验柜中。

古人这样形容世界：“其大无外，其小无内。”辽远的宇宙没有边际，细分的原子没有尽头。实验柜里的一个个小“抽屉”承托着一项项顶尖实验，既能代表人类对宇宙的探索，又能凸显在轨道上的微重力环境中做实验的优势。

比如，神舟十八号乘组带回地球的“太空特产”之一——高温难熔铌合金便在其中一个“抽屉”里经受了“烤”验。

铌是一种难熔金属，熔点在2400℃以上。铌合金可用作航天和航空工业的热防护和结构材料，被认为是下一代火箭和航空发动机的重要备选材料。

然而，在地面，铌合金的实验总为无处不在的重力所困。

中国科学院院士、西北工业大学教授魏炳波将“铌合金物理特性研究”实验过程比作“微波炉做饭”。铌在地面加热到2000℃很容易因碰到“炉子壁”而被污染。而在太空微重力条件下，金属样品能悬浮在“微波炉”的中央，再用激光把它加热，这个实验想要验证的合金特性就变得一目了然。

千里之行始于足下，光年之行始于实验柜。牵头组织研制实验柜，是国家太空实验室“大管家”的一项特殊任务。一个科学实验柜相当于一个综合性实验室，可以支持一个或多个方向的空间科学与应用研究。小，是这些实验柜的一大特点。“如何把地面上一间几十平方米的实验室塞进2立方米的空间里，还要实现指标先进、可靠性高的目的，这是实验柜研制面临的最大挑战。”中国科学院空间应用中心高级工程师康博奇介绍说。

“国际空间站虽然已有先例，但是我们从人家那里拿不到什么有用的东西。”康博奇说，团队几乎是从零开始，独立研制具有“中国特色”的太空科学实验柜，用最小的重量搭载最多的科学载荷，承载更多的科学研究项目，最大限度提高有限空间的利用率。

过去十多年间，“银河”团队针对实验柜进行了几百次仿真和力学试验验证。最早的实验柜自重200千克，只能载重200千克；而最终，他们实现了在柜体主结构不到100千克的情况下，承重能力达500千克，比国际空间站实验柜结构承载能力高出两倍。

网上流传着一张国际空间站与中国空间站的实验舱内部对比照片：前者由16个国家共同建造、运行和使用，柜体不一、线路杂乱；后者则十分整齐清爽。“我们的柜子一看就是‘一家子’。”这让康博奇和同事们非常骄傲。

记者站在地面的实验柜前，听王珂自豪地讲述这些实验柜的高超本领：这14个“兄弟”里，超冷原子物理实验柜最“高冷”，它是世界领先的中国首个微重力超冷原子物理实验平台，在这个“世界最冷的地方”，可以观测到宏观量子现象；高精度时频实验柜则拥有“超高精度时间频率”，既能用于基础物理的研究，支撑相对论等相关理论的高精度检验，也可以为太空中飞行的卫星提高定位和定时精度。

当我们仰望太空时，两相系统实验柜内的高速摄像机可能正在捕捉液体在微重力环境下如何传热；燃烧科学实验柜里的甲烷已被点燃，冒出一个短而圆的蓝色小火球；被称作太空制备材料“梦工厂”的高温材料科学实验柜，或许正在寂静的太空中孕育着新材料领域下一场革命的惊雷……所有这些成果，都将在不远的将来支撑国家重大战略需求、服务国计民生。

每一个实验都既为飞得更远，

也为服务地球生活

埋下了伟大伏笔

在太空中长期居住，食物从哪里来？

中国人早已把菜园搬到了空间站。返回地球前，神舟十八号乘组的航天员还展示了生机勃勃的“太空菜园”。

他们不仅种菜，还种粮。中国空间站问天实验舱中的生命生态实验柜是太空生命个体的“太空旅馆”，水稻就是“旅客”之一。

如今，在中国空间站结穗长出的59粒“太空稻种”，已在地球上繁殖了两代，进入了大田种植。中国科学院空间应用中心应用发展室主任张伟研究员告诉记者，空间环境下实现从种子到种子的世代更替，中国人又一次创造了“世界首次”。

餐桌上的碳水化合物有了着落，蛋白质也不能少。“银河”这位太空实验的幕后“总策划”，负责组织太空实验项目的遴选，现在又把斑马鱼和金鱼藻这对组合送上了天。“太空养鱼”成真，实现了我国在太空培育脊椎动物的突破。

“这是国内首次在轨水生生态研究项目，主要研究在小型密闭系统中鱼和藻的相互作用。未来，人类有望在太空建立基地或驻留足够长的时间，资源上的自给自足非常必要。”“85后”韩培笑着说，“这既是一场关于生命科学的探索，更承载着人类在地外长期生存、建设家园的梦想。”

韩培是一名海归博士，在“银河”负责科研项目遴选的组织工作。在这个岗位上，面对成百上千项申请“上天”的科研项目，拥有一双“慧眼”是制胜的法宝。“我们要敏锐地发现国家需要什么、老百姓需要什么、国际前沿在研究什么。”她说，“既要站得高，也要看得远。”韩培那双望向未来的眼睛，盯上了一项研究“太空孕育”的科研项目——把小鼠的受精卵送上太空，看它能否在体外继续发育。“这将为人类未来在地外长期生存提供依据或参考。”韩培说。

“造船为建站，建站为应用。”载人航天工程“三步走”，每一步的落脚点都是“空间应用”。空间科学与应用研究，在我国是一个较新的领域，张伟说自己和团队是在“蹚路”。究竟什么样的科研项目能上天？张伟用一句话简单概括：“科学上有贡献，技术上可行，工程上可实现。”

如今，这名曾经的大学教师又找到了新的“讲台”。他和团队每年都会去全国各地宣讲，以便让更多的科学家了解、参与太空实验，同时“要汇集一流的科学家、一流的科研项目，去探索未来更多的可能性”。

人类之于宇宙，

如襁褓中的婴儿

“神舟十九号已完成操作，‘银河’可以继续进行实验。”

“银河明白！”

中国科学院空间应用中心的运控指挥大厅仿佛一个飞船驾驶舱。眼前的大屏幕上不断滚动显示着中国空间站的飞行轨迹、舱内画面、航天员的操作动作等。

屏幕上不断跳动着数字0和1，这是中国空间站科学实验柜的“心跳”。

大厅顶部的正中间被设计成一个类似出舱盖的圆盘，上面印着中国载人航天工程的英文缩写CMS（China Manned Space），“舱门”下方是一排排环形的工位。

“这意味着我们所有人都要围绕着中国载人航天工程‘转’。”有效载荷运控中心副主任设计师王亦风也是“85后”，这个约200平方米的大厅就是他和同事们的“战场”。

2024年11月15日，随着天舟八号货运飞船成功发射，“银河”人迎来了更加繁重的科研任务。“我们已经做好了连续加班一个月的准备！”王红飞说。在中国空间站在轨运行的1295天里，运控大厅的灯火和大屏幕从未熄停，每天24小时均有工作人员值守，负责支持维系一项项太空实验的稳定、有效运转。这是一场“持久战”。

“在太空实验中，超过九成的指令从这里发出。”王亦风告诉记者，太空实验的操作是一个天地协同的过程，“24小时的实验，大多数是我们与实验柜之间和谐的‘独处’，必要时才会请航天员精密操作配合”。

这个大厅相当于打开了太空实验的“天地通道”。王亦风和他的同事们是这里的“超级大脑”，他们的大脑里仿佛装着一个长长的时间表，什么时候进行哪项实验、实验需要和哪些团队单位协同以及每个科学实验柜的运行状况等，他们必须心中有数。

王亦风和同事们的一项重要工作就是保证太空实验稳定高效地滚动进行。要保证两个“拎包入住”：一是科学家的好项目来了能丝滑入住实验柜，顺利上天；二是航天员从天舟丝滑取出实验载荷，打开包就能做实验。

“你知道8.75天是什么意思吗？”中国科学院空间应用中心载人航天应用办公室主任张璐研究员问记者。