为什么许多科学实验只能在太空中完成

人类已经进入了太空时代，科学家们正不惜一切努力，把许多实验和生产活动搬上太空，这是为什么呢？原来太空中有许多在地面上所没有的优越条件。

太空中的高洁净、高真空和微重力环境，是它赋予人类的一大“财富”。太空既没有空气也没有地面上严重的污染，特别是微重力这个资源，对于农业和工业生产具有十分重要的意义。我国从1987年起利用返回式卫星在天上滞留期间，进行了多次农作物种子搭载，充分利用太空环境进行太空育种实验。科学家发现，太空环境对植物种子有很大的诱变作用，从产生变异的种子中可以快速、便捷地获得高产、优质、抗病的作物新品种。经过卫星搭载的水稻种子，出现了生育期提前5～21天的大穗、大粒、早熟、高产的新品系；卫星搭载的小麦，产量比原品种提高8.6%；卫星搭载的青椒种子经过8年优选，亩产可达3.5吨以上，比原品种增产20%以上，维生素的含量也提高了20%，“一颗青椒一盆菜”已成现实。在地面上培养一种新的农业新品种，科学家一般要花上10多年甚至毕生精力，而利用太空优势，这个过程就可以大大地缩短。

地球上的所有物质特性、物质生产都会受到地球重力的影响，因此很多优质的材料在地面上无法生产，而在太空则不同，由于失重，不同密度物质的沉淀和分层现象消失，含有几种元素的熔融态金属，不论它们的密度相差多大，由于在凝固结晶过程中不存在热扰动，因此可制造出成分非常均匀的合金或金属基复合材料。

在微重力条件下，由于无浮力，液滴较之地面更容易悬浮，冶炼金属时可以不使用容器，进行悬浮冶炼。这样可使冶炼温度不受容器耐温能力限制，进行极高熔点金属的冶炼，还可避免容器壁的污染，改善合金的晶相组织，提高金属的强度和纯度。没有浮力还可以使液体中的气泡排不出去，利用这种特性可以造出质量轻、强度大、刚性好、地面上很难生产的泡沫金属。

微重力环境里，气体和熔体的热对流消失，这可以在太空中制造出一些高纯度、大尺寸半导体单晶和分离出活的细胞和蛋白质，从而造出纯度很高的化学物质、生物制剂和特效药品。在地面上很难制出高纯度的药，即使生产出来也要付出极大的代价，有时为了取得1克的生物物质，往往需要用几十吨的原料。太空制药与地面相比，药品纯度可提高5倍，提纯速度可提高400～800倍，一个月的产量相当于地面上的30～60年的产量。

所以说，太空是人类的一个得天独厚的实验室。

关键词：太空环境 太空实验室 太空育种 太空制药 微重力