1、現(xiàn)代物理學(xué)在航天技術(shù)中的應(yīng)用我國航天技術(shù)持續(xù)的不斷發(fā)展，為我國空間科學(xué)的發(fā)展以及空間探測奠定堅實的基礎(chǔ)?？臻g的物理學(xué)研究將不僅帶動我國基礎(chǔ)科學(xué)研究，而且將引領(lǐng)我國航天技術(shù)水平的進一步提高，有效促進空間科學(xué)與航天科技水平的協(xié)調(diào)發(fā)展。自上世紀90年代開始，我國利用“神舟”號飛船和返回式衛(wèi)星，在空間材料和流體物理以及空間技術(shù)研究等領(lǐng)域開展了大量實驗研究，取得一批重要成果。根據(jù)我國空間科學(xué)中長期發(fā)展規(guī)劃，將利用返回式衛(wèi)是進行微重力科學(xué)實驗，同時探討進行引力理論驗證的專星方案?？臻g的物理學(xué)研究涉及空間基礎(chǔ)物理、微重力流體物體、微重力燃燒、空間材料科學(xué)和空間生物技術(shù)等學(xué)科領(lǐng)域?？臻g基礎(chǔ)物理涉及當今物理學(xué)的

2、許多前沿的重大基礎(chǔ)問題，在科學(xué)上極為重要，在我國還是薄弱領(lǐng)域。隨著我國經(jīng)濟實力的增長，應(yīng)該適時地安排引力理論家驗證的專星研究。一、空間引力實驗與引力波探測基礎(chǔ)物理實驗研究檢驗現(xiàn)有引力理論的假設(shè)和預(yù)言、尋找新的相互作用和引力波探測將為認識引力規(guī)律和四種相互作用的統(tǒng)一理論提供實驗依據(jù)。加強空間引力實驗和空間天文觀測對于我國在空間基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域參與國際競爭和發(fā)展高新空間技術(shù)具有重要牽引意義。與會專家認為應(yīng)開展如下研究工作:1、空間等效原理實驗檢驗(TEPO);2、空間微米作用程下非牛頓引力實驗檢驗(TISS);3、激光天文動力學(xué)空間計劃(ASTROD);4、空間引力波探測。二、空間的冷原子物理和原子鐘

3、研究冷原子和玻色愛因斯坦凝聚是當代物理學(xué)中最活躍的領(lǐng)域之一，它為探索宏觀尺度上物質(zhì)的量子性質(zhì)提供了獨一無二的介質(zhì)。該領(lǐng)域的研究可以加深人們對基本物理規(guī)律的理解，同時具有重要的應(yīng)用前景。此外，高準確度的時間頻率標準是精密測量和探索研究基本物理問題的關(guān)鍵和基礎(chǔ)，在應(yīng)用技術(shù)上均占有是十分重要的地位。微波原子鐘與光鐘在空間物理有著廣泛的應(yīng)用前景，它不僅可以改進衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)，而且在深空跟蹤和星座定位等深空科學(xué)上有著不可替代的作用。為了突破地面實驗的溫度極限和空間尺度，增加測量時間，以便進行更高精度的測量和探索新的物理現(xiàn)象，在微重力環(huán)境下進行冷原子物理實驗是非常必要的。專家建議開展如下研究工作:1、空

4、間實驗室中的物質(zhì)波及其相干性研究;2、微重力條件下用冷原子和玻色愛因斯坦凝聚探索物理極限;3、空間超高精度微波原子鐘;4、空間高精度光鐘。三、微重力流體物理微重力流體物理是微重力科學(xué)的重要領(lǐng)域，它是微重力應(yīng)用和工程的基礎(chǔ)，人類空間探索過程中的許多難題的解決需要借助于流體物理的研究。在基礎(chǔ)研究方面，微重力環(huán)境為研究新力學(xué)體系內(nèi)的運動規(guī)律提供了極好的條件，諸如非浮力的自然對流，多尺度的耦合過程，表面力驅(qū)動的流動，失重條件下的多相流和沸騰傳熱等。近年來，復(fù)雜流體（軟物質(zhì)）的力學(xué)和物理學(xué)，接觸角、接觸線和浸潤現(xiàn)象等與物理化學(xué)密切相關(guān)的領(lǐng)域也越來越受到關(guān)注。微重力流體物理所涉及的許多過程與微尺度流動中的

5、過程有許多相似性，引起人們的興趣。以中科院力學(xué)所國家微重力實驗室為主的流體物理研究在國際上取得了一席之地。專家建議開展簡單流體、復(fù)雜流體、微重力氣液兩相流動與傳熱研究等研究工作。四、空間材料科學(xué)空間材料科學(xué)曾是微重力科學(xué)中耗資最大的領(lǐng)域，材料科學(xué)各分支領(lǐng)域的學(xué)者都希望在空間微重力環(huán)境中去研究凝固過程的機理和制備高質(zhì)量的材科?？臻g微重力環(huán)境是制備、研究多元均勻塊體材料的最佳場所，其主要特征就是消除了因重力而產(chǎn)生的沉降、浮力對流和靜壓力梯度。由于浮力減弱，密度分層效應(yīng)的消失，可以使不同密度的介質(zhì)均勻地混合。由于空間微重力環(huán)境中靜壓力梯度幾乎趨于零，而能提供更加均勻的熱力學(xué)狀態(tài)。這種條件更有利于研究

6、物質(zhì)的熱力學(xué)本質(zhì)和流體力學(xué)本質(zhì)，探索、研制新型的材料和發(fā)現(xiàn)材料的新功能。目前空間材料科學(xué)研究的重點是利用空間實驗的成果改進地面材料制備技術(shù)，以及利用空間微重力環(huán)境測量高溫熔體的輸運系數(shù)。在國際空間站的歐洲和日本壓力艙中，都有材料研究的專柜。由于空間政策的調(diào)整，美國的空間材料科學(xué)研究計劃己基本取消。我國空間材料科學(xué)在林蘭英先生的倡導(dǎo)和指導(dǎo)下，一批學(xué)者積極參與，取得了重要學(xué)術(shù)成果。與會專家認為，利用微重力環(huán)境進行材料科學(xué)研究，不僅可以發(fā)展材料科學(xué)理論，還可發(fā)展新型材料和新型加工工藝。微重力環(huán)境可以制備出一些比地面更好的高品質(zhì)材料，空間材料科學(xué)的進展及空間材料制備的技術(shù)可以改進空間和地面的材料加工，

7、特別是為地面的晶體生長和鑄造技術(shù)提供幫助。空間材料科學(xué)涉及的領(lǐng)域有金屬材料、半導(dǎo)體材料、光學(xué)晶體材料、納米材料和高分子與生物醫(yī)學(xué)材料等。與會專家建議，在加強地基研究和人才隊伍建設(shè)的基礎(chǔ)上，創(chuàng)造條件開展空間材料科學(xué)的搭載實驗。五、小結(jié)空間科學(xué)是國家科學(xué)實力和綜合實力的實際體現(xiàn)，深入開展空間科學(xué)實驗是進行載人航天（含載人空間站）的需要，是我國基礎(chǔ)物理、流體物理、燃燒、材料科學(xué)以及生物技術(shù)等學(xué)科發(fā)展的需求，是促進人類健康（如生物技術(shù)、基礎(chǔ)生物學(xué)等）與提高人類生活質(zhì)量的需求。開展空間科學(xué)技術(shù)研究能夠極大地促進地面實驗技術(shù)的進步，同時促進深空探索的進一步發(fā)展。與會專家認為，伴隨著我國空間技術(shù)的飛速發(fā)展，

8、加強空間學(xué)科研究的時機已經(jīng)成熟。一致認為深入開展空間的物理學(xué)研究（包括空間基礎(chǔ)物理、微重力流體物體、空間材料科學(xué)和空間生物技術(shù)等學(xué)科領(lǐng)域）應(yīng)當緊密結(jié)合國家科技戰(zhàn)略目標（能源、農(nóng)業(yè)和健康）和載人航天的關(guān)鍵問題（防火等），促進地面高技術(shù)發(fā)展（生物工程，新材料等）和基礎(chǔ)研究（引力理論，生命科學(xué)等），并為衛(wèi)星型號任務(wù)進行前期研究（全球重力測量的加速度計，高精度時標等）。通過充分論證和地基預(yù)研，遴選有重大應(yīng)用價值和重要科學(xué)意義的空間實驗項目，使該領(lǐng)域研究持續(xù)地發(fā)展。與會專家指出，根據(jù)我國載人航天計劃和空間科學(xué)計劃的需求，今后一段時間為發(fā)展空間的物理提供極好的機遇。中國學(xué)者要抓住機遇在微重力科學(xué)和應(yīng)用上做出重大貢獻。在充分討論的基礎(chǔ)上，就我國今后空間的物理學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展，與會專家提出了如