中国空间站科学实验资源手册

中国空间站将支持开展大规模多学科的空间科学研究、技术验证和空间应用，具有航天员参与实验操作、实验设备可维护升级、实验样品可返回、天地信息传输等独特优势。空间站将在轨运营10年以上，实验资源充足，为开展多学科、系列化和长期的空间研究提供了历史性机遇。

空间站的独特研究环境
- 微重力环境：提供长时间微重力环境（残余微振动加速度为10^-3～10^-4g），用于研究流体力学、燃烧机制、材料加工等。
- 轨道位置：近圆低地球轨道（340~450千米），倾角41~42度，覆盖地球人口居住90%的区域，适合天文观测和空间物理研究。
- 辐射环境：处于地球电离层F2层，受地球磁场保护，但高能粒子仍能穿透舱壁，适合辐射生物学和高能天文观测研究。
- 舱外极端环境：包括极热和极冷循环、高真空、原子氧侵蚀、太阳紫外辐射和宇宙高能射线辐射等，适合研究材料、生物体等在极端环境下的性能变化。
中国空间站的应用资源条件
- 科学实验舱段：核心舱、实验舱I和实验舱II，配备科学实验柜和暴露实验平台。
- 机械臂：核心舱和实验舱I各配置1套机械臂，支持在轨有效载荷安装。
- 上下行运输支持：主要通过货运飞船上行，少量实验样品可由神舟载人飞船下行。
- 飞行乘组支持：航天员可执行空间实验操作、状态监视、样品更换、回收处置等任务，并具备舱内外载荷维修与更换能力。

密封舱内科学实验柜
- 学科方向实验柜：包括航天医学、空间生命科学与生物技术、微重力流体物理与燃烧科学、空间材料科学、微重力基础物理、航天新技术等方向的实验柜。
- 共用支持实验柜：包括科学手套箱、低温存储柜、高微重力实验支持设备、变重力实验支持设备、在轨维修装调支持平台等。
舱外暴露实验装置
- 空间生物学暴露实验装置：用于模式动物、植物、微生物、生物组织等在舱外宇宙辐射环境下的研究。
- 材料舱外暴露实验装置：用于空间应用材料的空间损伤和使役性能实验。
- 元器件与组件舱外通用装置：支持开展元器件与组件在轨试验，获取空间环境下元器件与部件的可靠性试验数据。
舱外独立载荷
- 标准实验载荷：通过机械臂安装于舱外暴露平台或载荷挂点，提供机械、电源、信息、热控接口。
- 大型非标载荷：通过货运飞船上行，由航天员操作机械臂从货运飞船直接转移到载荷挂点，支持大型挂接载荷和扩展实验平台。

学科方向实验柜资源
- 航天医学方向：人系统研究机柜、医学样本分析与高微重力科学实验柜。
- 空间生命科学与生物技术方向：生命生态实验柜、生物技术实验柜。
- 微重力流体物理与燃烧科学方向：流体物理实验柜、两相系统实验柜、燃烧科学实验柜。
- 空间材料科学方向：高温材料科学实验柜、无容器材料实验柜。
- 微重力基础物理方向：超冷原子物理实验柜、高精度时频实验柜。
- 航天新技术方向：航天基础试验机柜。
共用支持实验柜资源
- 科学手套箱与低温存储柜：提供样品装载、精细操作、样品低温存储等功能。
- 医学样本分析与高微重力科学实验柜（高微重力实验部分）：提供高微重力环境，支持相对论物理与引力物理研究等。
- 变重力科学实验柜：提供0.01g到2g的重力范围，模拟不同可控重力环境。
- 在轨维修装调支持平台：支持载荷的准备、装调、清洁、焊接、组装、测试，维护、故障诊断和维修等舱内精细操作。
舱内独立载荷资源
- 空置实验机柜：提供机械安装支持、供电、测控、信息等接口资源，支持独立载荷开展实验。

舱外实验条件概述：通过暴露实验平台、大型载荷挂点和扩展实验平台挂点，支持开展空间天文、空间物理与空间环境、地球科学及应用、航天新技术、空间应用新技术等方向的研究。
核心舱舱外实验资源：核心舱外有一个大型载荷挂点，可用于挂载较大非标载荷开展科学实验。
实验舱I舱外实验资源：气闸舱外设置舱外暴露平台，资源舱和工作舱外设置载荷适配器，支持开展空间天文与天体物理、空间物理与空间环境等方向的相关研究。
实验舱II舱外实验资源：载荷舱和资源舱外设置载荷适配器，支持开展空间天文与天体物理学、地球科学及应用、空间物理与空间环境等多方向的实验研究。

满足载人航天工程标准、空间站规范和空间应用系统规范，具备维修性设计，通过工效学评价，满足各飞船的相关要求，不影响其他系统的正常工作。
主要要求包括机、热、电及信息设计要求，数据通信设计要求，安全性、可靠性和维修性要求，环境适应性要求，工效学要求，医学要求，微生物控制要求，电磁兼容性和接地设计要求，软件研制要求，废弃物处理要求，测试试验要求。