中国于四月发射了空间站的核心舱，并于六月将三名宇航员送入太空。尽管空间站可能要到 2022 年底才能完成，但来自世界各地的实验已经排起了长队，等待升空。中国科学家告诉《自然》杂志，中国载人航天工程办公室（CMSA）已初步批准了 1000 多项实验，其中几项已经发射。
在四月之前，国际空间站（ISS）是轨道上唯一的太空实验室，许多研究人员表示，天宫（或“天上的宫殿”）是对天文和地球观测以及研究微重力和宇宙辐射如何影响细菌生长和流体混合等现象的受欢迎的补充。
然而，其他人认为，载人空间站成本高昂，更多的是服务于政治目的而非科学目的。
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美国宇航局总部位于华盛顿特区的载人探索与行动首席科学家朱莉·罗宾逊说：“增加科学界进入太空的机会在全球范围内都有科学益处，无论谁建造和运营平台。”
华沙国家核研究中心的 天体物理学家阿格涅什卡·波洛补充说：“我们需要更多的空间站，因为一个空间站绝对不够。”她所在的团队正在进行一项研究 γ 射线爆发的实验。
向世界开放
国际空间站于 1998 年发射，是美国、俄罗斯、欧洲、日本和加拿大等航天机构之间的合作伙伴关系（参见“主题的变体”）。自那时以来，它已经容纳了3000 多个实验，但由于美国禁止美国宇航局使用资金与中国合作的规定，中国被排除在外。
尽管计划在天宫进行的实验大多涉及中国研究人员，但中国表示，其空间站将向包括美国在内的所有国家的合作开放。
2019 年 6 月，中国载人航天工程办公室和联合国和平利用外层空间事务厅（UNOOSA）（该机构促进空间合作）选择了九项实验——加上中国初步批准的 1000 项——一旦空间站建成便会升空。联合国和平利用外层空间事务厅主任西蒙内塔·迪·皮波在维也纳表示，这些实验涉及 17 个国家的 23 个机构。
中国此前发射了两个小型太空实验室——天宫一号和天宫二号。这些实验室搭载了 100 多个实验，绕地球运行了数年，但已不再在轨道上。
奥斯陆大学的医学研究员特里西娅·拉罗斯说，空间站提供了全新的设施，中国正在鼓励以前未在太空尝试过的实验。她正在领导一个计划于 2026 年进行的项目。“他们说，是的，建造你的硬件，使其焕然一新，做一些以前从未做过的事情，然后把它送到我们这里。”
中国科学院（CAS）高能物理研究所的天体物理学家张双南说，即使到目前为止批准的大多数项目都由中国研究人员领导，但许多项目都有国际合作者。张双南为中国载人航天工程办公室提供咨询。
“科学家的游乐场”
天宫号到达的第一个部分是被称为天和（“天堂和谐”）的核心舱。5 月下旬，一艘名为天舟二号（“天堂之船”）的货运飞船被送入太空并对接，运送燃料、太空服和实验设备。6 月，三名中国宇航员——或“航天员”——乘坐神舟十二号（“神圣飞船”）也进行了对接，进入了这个 17 米长的舱室，这里将是他们未来三个月的家。
在接下来的一年或更长时间里，中国载人航天工程办公室将向天宫号再发射八次任务。其中两次将运送问天（“探索天堂”）和梦天（“梦想天堂”）舱，这两个舱将主要用于容纳科学实验（参见“中国的第一个空间站”）。
布里斯班格里菲斯大学的物理学家保罗·德·索萨说，这些将是“科学家的游乐场”，他开发了用于太空的传感器。
中国科学院空间应用工程与技术中心国际合作主任杨洋说，空间站将有 20 多个实验架，这些实验架是带有封闭式加压环境的迷你实验室。杨洋说，在外部，将有 67 个连接点，用于面向地球或天空的研究硬件。一台强大的中央计算机将处理来自实验的数据，然后再将数据传输回地球。
类器官和暗物质
正在送往新空间站的实验涵盖了众多领域。张教授是 HERD（高能宇宙辐射探测设施）的首席研究员，这是一个涉及意大利、瑞士、西班牙和德国的合作伙伴关系，计划于 2027 年进行。张教授说，这个粒子探测器将研究暗物质和宇宙射线，耗资约 10 亿至 20 亿元人民币（1.55 亿美元至 3.1 亿美元）。
张教授和波洛也参与了 POLAR-2 项目，该项目将研究来自大型遥远爆炸的 γ 射线偏振，目标是阐明 γ 射线爆发的特性，甚至可能是引力波。
拉罗斯计划将健康和癌变肠道组织的 3D 球状物（称为类器官）送入太空。她想找出极低重力环境是否会减缓或阻止癌细胞的生长，这可能会带来新的疗法。
来自印度和墨西哥科学家的其他项目将研究星云的紫外线辐射和来自地球的红外线数据，以研究气象条件以及驱动强烈风暴的因素。
拉罗斯指出，尽管许多项目是中国和西方科学家之间的合作，但地缘政治紧张局势使合作变得更加困难。她说，挪威尚未与中国签署双边协议，这将为她的项目开绿灯。瑞士日内瓦大学的天体物理学家梅林·科勒也参与了 POLAR-2 项目，他补充说，更严格地遵守出口法规意味着向中国发送电子硬件的官僚程序增加。
但迪·皮波表示，到目前为止，紧张局势对联合国和平利用外层空间事务厅选定的项目的进展没有影响，并补充说，该机构正在与中国载人航天工程办公室讨论在明年年底前向天宫号发送更多实验的计划。
科学投入的回报
一些科学家认为，载人空间站是浪费金钱——天宫号的成本尚未公开，但国际空间站在其最初十年内的建设和维护成本约为 1000 亿欧元（1180 亿美元）。
忧思科学家联盟（一个总部位于马萨诸塞州剑桥市的倡导团体）的中国安全问题分析师格雷戈里·库拉基说：“使用机器人任务，您将获得更大的科学投入回报。” “在中国，就像在美国一样，科学家们希望尽可能地做好科学研究，他们更喜欢机器人任务，而政府则希望主要出于政治目的而使用载人航天计划，这两种愿望之间一直存在紧张关系。”
但其他研究人员指出，尽管卫星为某些观测提供了替代方案，但对于许多实验，特别是那些需要微重力的实验而言，载人空间站是必不可少的。它们为长期观测、数据处理能力以及宇航员可以执行维护任务和运行实验提供了场所。
此外，张教授说，天宫号除了容纳研究人员的实验外，还旨在测试载人航天技术，以支持中国的太空探索目标。
由于国际空间站目前的资金仅持续到 2024 年至 2028 年之间的某个时间，因此天宫号最终有可能成为地球上唯一在运行的空间站。
天宫号预计将运行至少十年，中国已经计划发射其他航天器与之协同工作。中国巡天空间望远镜（或“巡天”）是一架两米光学望远镜，将与美国宇航局的哈勃太空望远镜相媲美，并将定期与天宫号对接以进行燃料补给和维护。它计划于 2023 年发射，与哈勃望远镜相比，它在观察深层宇宙方面将拥有更大的视野。
本文经许可转载，并于2021 年 7 月 23 日首次发表。