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标 题: 解密“神舟”4 先进完备的太空科研舰(1)
发信站: 哈工大紫丁香 (Wed Jan 8 20:07:11 2003) , 转信
http://mil.21dnn.com/5051/2003-1-8/186@624270.htm
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在北京举行的“神舟”四号飞船返回舱交接仪式。(新华社记者 李刚摄)
2002年12月30日凌晨，“神舟”四号飞船从酒泉卫星发射中心成功升空。记者采访了
中科院试验队有关负责人，获悉“神舟”四号将在太空开展多模态微波遥感对地观测、空
间环境监测和空间科学实验、综合精密定轨实验、空间细胞电融合实验、生物大分子和细
胞的空间分纯化、微重力流体物理实验、有效载荷在轨技术支持系统实验等8项在轨应用任
务的科学和技术研究。
此次共有52件有效载荷设备随“神舟”四号飞船上天，除公用设备、大气探测器、微
重力测量仪等19件设备已参加过飞行试验外，多模态微波遥感器、空间细胞电融合仪、高
能粒子探测器等33件科研设备是首次上天。
太空观测站
“神舟”四号主载荷多模态微波遥感器，是我国第一个试验性的星载微波遥感器系统
，主要用来对海洋进行观测，同时兼顾陆地遥感观测。与可见光和红外遥感相比，微波遥
感器有其独特的优越性，它不受云、雷的限制，可全天时、全天候工作，而且对土壤和植
被有一定穿透能力。该系统包括了3种微波遥感器：微波辐射计、雷达高度计、雷达散射计
。这一黄金“搭档”将联手在太空大显身手。
微波辐射计主要用于探测降水、大气含量、积雪、土壤成分、海面温度；还可得到植
被生长情况，对农作物进行估产。
雷达高度计可获得海浪的有效波高、海洋环流等海洋动力学参数，这种测量方法是目
前对全球范围的海水、海冰表面进行全天候、连续、实时高精度测量的惟一手段，对自然
灾害研究有十分重大意义。
雷达散射计在测量机理上采用了国际上先进的圆锥扫描方法，这种方法只有在卫星探
测中使用过，它可以测量海面风速与风向，从而测到海面风场，可应用于海洋动力研究、
海况预测及灾害监测等许多方面。
3种微波遥感器联手后，在太空组成多种复合观测模式，将获得更全面、更丰富的信息
。这种多模态组合工作形式为我国首创。它减小了载荷质量、缩小了体积、降低了功耗，
可以获得对同一观测区域的不同遥感器的观测数据，通过对这些数据的融合处理，可以获
得更多的观测信息；同时在一个系统中对3种主要微波遥感器进行技术试验，为进一步发展
我国业务型微波遥感器创造了条件。
空间气象站
正如飞机的飞行安全会受到雷电、暴风骤雨等大气天气条件的影响一样，飞船和航天
员的运行安全也会受到太空中的“空间天气”的影响。
“神舟”四号将国内现有的各种用于空间环境探测的仪器都纳入到空间环境监测系统
中，装上飞船，发挥其“太空哨兵”的作用，在飞船发射、运行、返回和在轨运行期间，
进行空间环境监测，及时将“空间天气”情况通报给飞船控制管理人员，为下一步载人打
下基础。
据科学家介绍，尽管“神舟”号飞船运行的轨道真空度很高，但也不是空无一物，如
太空中的高速带电粒子的运动速度从每秒钟几百米到每秒钟几万公里，其穿透能力很强，
可射入飞船内部，干扰电子设备的工作，损伤或损坏设备及材料。同时也会影响航天员的
生命安全。而大量的低速粒子打到飞船上可使飞船表面带静电，有时可达上千伏。静电及
其放电会产生电磁干扰，影响飞船和地面的通信、船内设备的工作、太阳电池的工作效率
及飞船表面的温控层等。飞船轨道空间还有稀薄的大气，能造成飞船减速，导致飞船轨道
高度每天下降几米。在太阳风暴时，大气密度成倍增加，飞船轨道高度下降加快，最多时
每天可下降上百米。此时必须对飞船的轨道进行调整，否则飞船就会逐渐坠入大气层烧毁
。飞船轨道高度的大气成分与地面不同，主要成分为原子氧，具有很强的活性，它会腐蚀
飞船的表面材料、光学镜头等，使暴露在飞船外的材料性能变差。飞船轨道空间还有许多
微小的空间碎片和微流星等，它们撞击在飞船表面，会打出无数个小坑。
上述这些空间环境就使太空中“空间天气”有时很宁静，有时是“狂风骤雨”。为保
证“神舟”飞船和航天员的在轨运行安全，就需要对飞船轨道环境进行监测，实时掌握“
空间天气”情况，为飞船控制和航天员活动提供环境依据。
“神舟”四号飞船安装了大批空间环境探测仪器，首次进行了系统的、较全面的探测
。这也是我国首次在该轨道进行大规模探测。探测仪器包括安装在轨道舱的高能质子重离
子探测器、高能电子探测器、低能粒子探测器，安装在返回舱的固体径迹探测器，这些探
测器对轨道空间的各种带电粒子进行监测。而单粒子探测器和2台表面电位探测器将监测这
些带电粒子引起的单粒子效应和飞船表面静电电位。
这近10台探测仪器是我国科技工作者多年研制的精华，与国外同类仪器相比在综合性
能上具有一定的先进性。更重要的是它们将首次全面获得飞船轨道空间的第一手综合性资
料。
流体物理实验室
流体物理学研究是微重力科学的重点领域，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，也有极强的应用背景。因此，液滴迁移研究受到国外微重力研究领
域的高度重视，成为前沿热门研究课题。
液滴迁移现象常存在于微重力环境下两相合金分离的熔化过程、热交换过程以及相变
过程中。控制成核过程是这些材料加工中的关键问题。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。在微重力环境下，浮力的影
响已经基本消除。气体、液体及金属矿物溶化过程中的相分离过程主要由重力决定，不同
的密度差别会导致浮力、沉淀及分层结构的变形。微重力条件是制备难溶合金的最佳环境
，有时甚至是惟一的途径。
液滴迁移实验作为首次在我国宇宙飞船上搭载的、在长时间稳定的微重力环境下进行
的空间微重力流体物理学实验，其实验本身具有重要的意义。这标志着我国微重力流体物
理空间科学实验研究和能力已处于国际先进水平。
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