空间站到底能给我们带来什么

2021年6月17日，中国酒泉卫星发射中心，搭载着聂海胜、刘伯明和汤洪波三名航天员的神舟十二号飞船，由“神箭”长征2F火箭顺利发射升空。在6小时后，采用了自主快速交会对接模式的飞船与已经在轨的天宫空间站“天和”核心舱顺利对接，标志着中国载人航天全面进入第三阶段， “天上宫阙”（天宫空间站）开始有“天神”（航天员）长期驻留。

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三名航天员在太空中生活场景（图源：航天科技集团）
载人航天是人类航天技术的“皇冠上明珠” ，也是人类迈出地球摇篮的必备技术。由于要运输相对无人飞行器而言极度脆弱的人类身体进入环境恶劣的太空，相对于普通航天工程，载人航天不仅需要增加载人运载火箭、载人飞船、货运飞船、航天员训练和着陆回收等高难度分系统，整个系统还会变成可以用“木桶桶底”理论适用的环节：只要有任何一个环节出问题，桶里的水都会彻底漏光，变成彻底的失败。因此，载人航天的技术门槛极高。人类进入航天时代60余年来，仅有苏联/俄罗斯、美国和中国掌握了独立自主的载人航天技术，各国最里程碑事件，就是运营独立的空间站，例如礼炮号系列、天空实验室、和平号和天宫空间站等。
拥有一座空间站，就意味着在外太空会有一个长期稳定的生活和工作空间，航天员可以通过载人火箭和飞船，实现频繁的天地往返并长期驻留那里，并通过货运飞船定期补给。通过搭载的一系列顶级科研设备，空间站也成为一个重要的“太空实验室” ，相关科研成果不仅直接促进航天技术进一步发展，甚至能带动很多产业链上下游的相关制造业的发展，对于提升一个国家的整体科学技术水平有着重要意义，是航天大国技术发展的必经之路。

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失重环境下，不仅航天员发型变得与众不同，液滴也变的与地球表面截然不同（图源：NASA）
太空中最得天独厚的环境就是长期的失重，这是长期生活在地球表面的我们无法实现的。在失重环境下，精密机械加工、高级材料成型、液体气体力学等技术领域将呈现出截然不同的现象。例如，一滴液体在太空中可以轻易形成近乎完美的球形，在地球表面重力的影响下，这几乎是不可能做到的。植物也会由于没有重力影响而自由生长，甚至种子也会受到太空辐射的影响发生一定的变异，成为“太空种子” 。在空间站里，载荷专家还能实现很多特殊的实验，验证科学家们的理论推导，甚至做出超出预期的科研结果。
空间站往往飞行在距离地球表面400千米的高度，每隔90分钟左右就可以绕地球一圈，这对于地球遥感、国土勘察、资源搜寻、环境保护和国防安全等领域有着无可取代的益处。由于空间尺寸巨大、天地往返交互频繁、有人驻留等有利条件，空间站的相关仪器平台技术水平和维护更新频率都远超无人航天器，取得相关成果的效率极高。

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从地球表面观测电磁波的频谱窗口透明度，真正的有效观测的窗口极小，在太空中这些问题迎刃而解（图源：公共版权+本文注释）
空间站几乎摆脱了大气层最致密区域的影响，也极少受到人类活动的干扰，例如电磁污染和夜光污染等，可以很便利进行需要“安静”环境的天文观测。在地球上，浓密的大气、电离层、人类活动等使得天文学家基本只能进行部分可见光、无线电波段的天文观测，对于X射线、伽马射线、红外线、超长波等则望尘莫及。而在太空环境中，不少难题迎刃而解，无数太空望远镜的发射彻底改变了人类天文学的发展。而空间站也能成为搭载空间天文学仪器的完美平台，在航天员的精心维护下，会收获大量的科研成果，让人类“看得更远” 。