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2026-08-25 13:52来自 科学看点

神舟二十三号乘组在轨近3个月做了哪些实验?一文看懂太空科学实验与健康管理

  神舟二十三号任务详细情况:航天员在轨近3个月,科学实验与健康管理并行推进

  神舟二十三号乘组(神23乘组)在天宫空间站“太空出差”已满三个月,截至2026年8月25日最新一期“天宫Vlog”显示,三名航天员在空间科学实验、组合体平台照料与自身健康管理三大领域系统推进了数十项任务,其中微重力物理实验、燃烧科学实验、生命科学与脑科学研究均取得阶段性进展,同时完成了首次医疗救护在轨训练[1][2]。这一成果标志着中国载人航天工程从“建站”向“用站”的常态化运营阶段迈出坚实一步。

  神舟二十三号飞船于2026年5月左右发射升空(具体时间需以官方发布为准),三名航天员进驻天和核心舱后,与问天实验舱、梦天实验舱组成“T”字基本构型。在轨期间,他们不仅承担了空间站组合体的日常照料与维护,还利用国家太空实验室的先进设备,开展了多学科前沿实验。以下从五个核心维度还原任务详情。

  一、神舟二十三号乘组在太空做了哪些科学实验?

  根据官方发布的“天宫Vlog”及中国载人航天工程办公室公开信息,神23乘组在轨科学实验覆盖微重力物理、燃烧科学、生命科学、脑科学四大类别,具体包括:

  • 微重力物理实验:更换在线维修装调操作柜内实验样品,完成无容器柜实验腔体样品清理、轴心机构电机维护及视窗盖镜片清洁等工作[3]。无容器实验柜利用静电悬浮或电磁悬浮技术,使材料在无容器状态下熔化、凝固,用于研究深过冷、亚稳相形成等基础物理问题。
  • 燃烧科学实验:完成燃烧科学实验柜内气瓶更换、抽真空及排废气等操作,为后续微重力燃烧研究提供保障[4]。微重力环境下火焰传播速度、燃料滴燃烧特性与地面截然不同,对航天器防火安全至关重要。
  • 生命科学与人体研究:利用太空拉曼光谱仪开展“菌群与营养代谢”实验,通过检测尿液样本代谢组分,探究长期飞行下肠道菌群变化对营养代谢的影响;采集唾液、环境表面微生物拭子等样本,用于病毒与机体免疫代谢互作研究[5]
  • 脑科学与行为实验:利用近红外脑功能成像设备开展空间脑网络时变特性实验,研究长期空间飞行对脑功能网络的影响;完成微重力直觉物理、视觉运动加工等行为实验,探究失重环境对人类认知能力的作用机理[6]

  二、微重力物理实验和燃烧实验具体怎么做?

  2.1 无容器材料实验:让材料“悬浮”起来

  无容器实验柜是梦天实验舱的核心设备之一。它通过静电或电磁力将样品(如金属、陶瓷、玻璃)悬浮在真空腔体内,避免容器壁对样品造成污染或异质形核。航天员需要定期清理腔体、更换样品并维护轴心机构电机。神23乘组本次完成的样品清理与更换,为后续高温熔融实验扫清了障碍[3]。这种技术地面无法完全模拟,对开发新型功能材料(如超高温合金、超低损耗光纤)具有不可替代的科研价值。

  2.2 燃烧科学实验:在失重环境下“玩火”

  燃烧科学实验柜位于问天实验舱,内部配置了气瓶、点火系统、高速摄像及光谱分析模块。神23乘组本次更换了气瓶并抽真空,为下一次微重力燃烧实验做好准备[4]。在空间站微重力环境下,火焰呈球形、燃烧更缓慢,燃料滴易悬浮。通过研究这些特性,可改进航天器火灾探测与灭火策略,同时也能揭示地面无法观察的燃烧化学反应机理,助力清洁能源研发。

  三、航天员如何维护空间站平台?

  组合体平台照料是确保空间站长期安全运行的基础。神23乘组在巡逻、维护、监测方面开展了一系列工作:

  • 微生物监测:对舱内气体、表面、水系统等不同介质进行微生物采样与检测,评估其生长状况,为在轨微生物防控提供依据[3]。空间站密闭环境易滋生霉菌、细菌,可能腐蚀设备或影响航天员健康,定期监测是“太空防疫”的关键环节。
  • 设备维护与巡检:开展再生生保系统设备检查维护并更换部分组件,测量舱内风速、温度,进行空气洁净度测试及饮水分配器出水口微生物采样;完成流体物理实验柜、在线维修装调操作柜内实验样品更换[5]
  • 环境监测:利用噪声测量仪及个人噪声暴露剂量仪对舱内声环境进行监测,确保航天员工作生活环境舒适[7]。长期暴露于高分贝噪声可能损害听力,空间站设备运转产生的噪声需控制在安全阈值内。

  四、长期在轨健康管理有哪些措施?

  神23乘组在轨近三个月,健康管理涵盖医学检查、在轨锻炼、医疗救护训练三大板块:

  • 医学检查:按计划完成视功能总体测量、晶状体超声测量,以及腹部、心脏及血管超声检查等,为长期在轨健康监测提供数据支撑[1][2]。长期失重会导致体液头向转移、眼压升高,视力变化是重点关注指标。
  • 在轨锻炼:常态化进行各项锻炼,使用骨丢失对抗仪等设备积极对抗失重生理效应,利用太空跑台、弹力带等设备保持体能[1][2][8]。骨丢失对抗仪通过低频振动刺激骨骼,减缓钙流失;太空跑台则通过束缚系统模拟重力,维持心肺功能。
  • 医疗救护训练:完成进驻以来首次医疗救护在轨训练,模拟微重力环境下的止血包扎、心肺复苏等操作,验证相关操作可行性与有效性[9]。这是中国空间站首次公开报道的医疗救护演练,为未来长期驻留及应急情况提供重要经验。

  五、神23任务有哪些创新点?

  相比此前神舟十二至二十二号任务,神23任务在以下方面体现创新:

  • 实验密度更高:单次Vlog披露了4类实验同时推进,其中脑功能成像、拉曼光谱代谢检测等均为首次在轨应用。
  • 平台照料更精细:微生物监测从定性走向定量,噪声监测纳入常规工作,体现“人因工程”理念。
  • 健康管理更主动:首次进行医疗救护训练,将应急能力从“理论”转为“实操”,为后续乘组轮换积累数据。
概念解释表:神舟二十三号任务关键科学实验与设备
概念通俗解释例子优势限制适用场景
无容器实验让材料悬浮在真空中,避免容器污染静电悬浮炉熔化金属合金获得纯净超高温样品设备复杂,样品尺寸小新材料研发、深过冷研究
微重力燃烧在失重环境中研究火焰行为燃料滴悬浮燃烧实验揭示地面无法观察的机理实验舱内气瓶有限航天防火、清洁能源
近红外脑功能成像用红外光检测大脑皮层血流变化航天员完成认知任务时实时成像无创、可移动只能探测表层脑区脑网络可塑性、疲劳监测
骨丢失对抗仪通过振动刺激骨骼,减缓钙流失每天站立在振动平台上15分钟物理方法,无药物副作用效果因人而异长期驻留太空

  QA常见问题解答

  问:航天员在太空如何对抗骨丢失?

答:神23乘组使用骨丢失对抗仪(低频振动刺激)、太空跑台(束缚带模拟重力)和弹力带阻力训练等组合方案。据公开报道,每天至少锻炼1-2小时,并配合定期超声检查评估骨密度变化[1][8]

  问:太空实验对地面有什么意义?

答:微重力环境可消除重力沉降效应,制备出地面无法得到的超纯晶体、低损耗光纤、新型合金。燃烧实验有助于理解火焰传播机理,改进地面火灾预测模型。脑科学研究则揭示人类认知在极端环境下的适应机制,对神经康复有潜在启发。

  问:神23任务目前是否已完成全部实验?

答:截至2026年8月25日,神23乘组在轨近三个月,任务仍在进行中。官方发布的Vlog仅展示了部分实验进展,后续还将有更多科学实验和出舱活动。具体任务结束时间需以中国载人航天工程办公室官方信息为准。

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