近日，中國科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心研制建設(shè)的4秒電磁彈射微重力實(shí)驗(yàn)裝置啟動(dòng)試運(yùn)行。這個(gè)大科學(xué)裝置采用電磁彈射系統(tǒng)將實(shí)驗(yàn)艙垂直加速到預(yù)定速度后釋放，實(shí)驗(yàn)艙在上拋和下落階段為科學(xué)載荷提供微重力環(huán)境。因?yàn)檫@種“彈射升空再回落”的運(yùn)動(dòng)方式，它被形象地比作航天領(lǐng)域的“跳樓機(jī)”，該裝置在實(shí)驗(yàn)效率、實(shí)驗(yàn)載荷強(qiáng)度要求、運(yùn)行成本等方面具有較大優(yōu)勢(shì)。這讓不少科技工作者頗感振奮：航天“跳樓機(jī)”能否帶來“跳樓價(jià)”？如何把原本費(fèi)用昂貴的微重力實(shí)驗(yàn)降成“白菜價(jià)”？

　　讓我們先看看微重力實(shí)驗(yàn)為什么“貴”。科學(xué)上的微重力，通俗說法就是失重。在太空環(huán)境下，有效重力只有地球的百萬分之一。在這種極端環(huán)境下做實(shí)驗(yàn)，物理化學(xué)性質(zhì)、生命過程等都會(huì)與地面常重力環(huán)境下有所區(qū)別，科學(xué)家們能排除重力干擾發(fā)現(xiàn)更本質(zhì)的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律。除了高深的物理研究，微重力還有極高的商業(yè)價(jià)值。比如，在合金制備過程中，尚未凝固的液體在重力下引發(fā)浮力對(duì)流，可能形成雜晶等缺陷，影響材料的最終性能；若利用微重力環(huán)境，就可制備在地面條件下難以獲取的新物質(zhì)、新材料等。

　　微重力實(shí)驗(yàn)具備重大的學(xué)術(shù)意義和應(yīng)用價(jià)值，是國際科技競爭的熱點(diǎn)領(lǐng)域，不怕“貴”。此前，美、俄、歐、日借助國際空間站，已經(jīng)進(jìn)行了長時(shí)間、大規(guī)模的微重力領(lǐng)域研究，成果豐碩。如今，中國空間站上也在進(jìn)行各種微重力科學(xué)實(shí)驗(yàn)。

　　雖然不怕“貴”，但降低成本才能實(shí)現(xiàn)效率提升和規(guī)模擴(kuò)張，微重力實(shí)驗(yàn)也不例外。因此，除了在具備天然微重力環(huán)境的空間站、飛船、衛(wèi)星等航天器上做微重力實(shí)驗(yàn)，人類也一直在探索如何更廉價(jià)地構(gòu)建微重力環(huán)境。探空火箭、失重飛機(jī)、落塔等就屬于傳統(tǒng)的地基微重力設(shè)施。地基研究能夠大幅縮短空間實(shí)驗(yàn)周期、降低空間實(shí)驗(yàn)成本、提升空間實(shí)驗(yàn)成功率，是天基研究的重要補(bǔ)充手段。

　　我國自主研制的4秒電磁彈射微重力實(shí)驗(yàn)裝置是繼德國之后的全球第二個(gè)電磁彈射微重力實(shí)驗(yàn)裝置，也屬于地基微重力設(shè)施。4秒微重力時(shí)間、十萬分之一重力加速度的微重力水平、過載加速度不超過5個(gè)重力加速度、實(shí)驗(yàn)間隔不大于10分鐘……從這些達(dá)到國際先進(jìn)水平的優(yōu)秀性能指標(biāo)來看，它有效克服了探空火箭、失重飛機(jī)、落塔等傳統(tǒng)地基微重力設(shè)施存在的實(shí)驗(yàn)成本高、準(zhǔn)備時(shí)間長、過載較大等缺點(diǎn)。比如，從實(shí)驗(yàn)效率看，傳統(tǒng)落塔平均每天僅可以做2次到3次實(shí)驗(yàn)，拋物線飛機(jī)每次可以飛行30架次以上，但實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備周期卻需要2個(gè)月至3個(gè)月；而4秒電磁彈射微重力實(shí)驗(yàn)裝置可以達(dá)到每天近百次實(shí)驗(yàn)的頻率，準(zhǔn)備時(shí)間僅1天至2天。且該裝置采用儲(chǔ)能和電磁驅(qū)動(dòng)技術(shù)，運(yùn)行僅消耗電能，單次實(shí)驗(yàn)耗電僅1千瓦時(shí)左右，運(yùn)行成本低，便于開展大規(guī)模科學(xué)實(shí)驗(yàn)。

　　從每次短短4秒的微重力時(shí)間看，它并不能取代航天器上的實(shí)驗(yàn)室，很多需要時(shí)間的微重力實(shí)驗(yàn)還必須在航天器上完成。但它的成功啟動(dòng)運(yùn)行，確實(shí)大大降低了微重力實(shí)驗(yàn)成本，是未來微重力實(shí)驗(yàn)走向普及性“白菜價(jià)”的重要一步。

　　據(jù)中國科學(xué)院空間應(yīng)用中心透露的信息，20秒電磁彈射微重力實(shí)驗(yàn)裝置目前正在規(guī)劃建設(shè)中，建成后將達(dá)到微重力時(shí)間20秒、載荷500千克的國際領(lǐng)先水平。探索浩瀚宇宙，發(fā)展航天事業(yè)，需要我們踏實(shí)努力、穩(wěn)步前進(jìn)！ （本文來源：經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào) 作者：佘惠敏）