空间站天和核心舱在海南文昌发射。图片来源：新华社记者 琚振华/新华网撰文 武大可
直到今年四月天宫空间站的天和核心舱发射前，国际空间站（ISS）都是唯一在轨运行的载人科学实验平台。天宫空间站自 6 月起有了三名航天员入驻核心舱，但距离最终建成还需一些时日，预计到 2022 年底才能完成各个舱段的发射组装。尽管如此，来自世界各地的研究团队已经排起了长队，等待着实验项目登上天宫。据《自然》新闻（Nature News）报道，中国载人航天工程办公室已于 7 月初步批准了 1000 多项将在天宫空间站上进行的科学实验，其中一些已随核心舱搭载发射。
天宫或许是国际空间站的继任者，但更开放
尽管卫星已能为一些科学实验和观测提供平台，但对很多需要微重力条件的实验来说，载人空间站仍然是不可或缺的，它为实验项目的长期执行维护、科学观察和数据处理提供了平台。自 1998 年发射以来，国际空间站已进行了 3000 多项科学实验。直至中国启动空间站项目前，国际空间站都是唯一在轨运行的载人科学实验平台。
但二十多年已经过去，在 2024 年运营合约到期后，国际空间站的老化和退役将成为无法回避的现实问题。近年来， 国际空间站屡次发生漏气；今年 7 月，国际空间站还发生了一次严重的姿态失控和通信中断故障，尽管美国航空航天局（NASA）的团队经过抢修重新获得了对空间站的姿态控制，但这一事件仍使很多人对国际空间站未来的角色产生了怀疑。国际空间站现有的资金最多仅允许运行维持到 2028 年，甚至在某个更早的时间就不得不停止，而后续计划尚不明确，国际空间站也暂时没有额外的资金来源。
全球各空间站运行的时间线，International Space Station 为国际空间站，TSS 表示天宫空间站（Tiangong Space Station）。美国私人企业 Bigelow Aerospace 设计和建造的 Genesis I 和 Genesis II 为原型空间站，并不用作科学实验平台。图片来源：Wikipedia 网页截图
如果国际空间站在几年内退役，天宫空间站可能成为唯一在轨的科学实验空间站平台。此前美国通过了沃尔夫修正案（Wolf Amendment），拒绝中国参与国际空间站项目。而此次中国空间站向全球所有国家的科研人员开放了实验项目申请，当然也包括了美国。
功能全面、稳定可靠的微重力实验平台
天宫空间站在最终组装完成后将拥有两个实验舱段：问天实验舱和梦天实验舱，并将留有对接端口，可根据未来需要进行模块扩展。两个实验舱室将分别于 2022 年 5 月和 8 月由长征五号乙型运载火箭发射，并与天和核心舱对接。两个实验舱直径 4.2 米、长 18 米，有独立的气闸。问天舱段还将拥有空间站控制和管理能力，作为未来太空行走的主要出口，并配备了空间站的第二个机械臂。
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据中国载人航天工程办公室介绍，天宫空间站总计将拥有 20 多个实验架，提供封闭、加压的微型实验空间，包括了：
·空间生命科学和生物技术：生态科学实验架（ESER）、生物技术实验架（BER）、科学手套箱和冰箱架（SGRR）
·微重力流体物理与燃烧：流体物理实验架（FPER）、双相系统实验架（TSER）、燃烧实验架（CER）
·空间材料科学：材料炉实验架（MFER）、无容器材料实验架（CMER）
·微重力基础物理学：冷原子实验架（CAER）、高精度时频机架（HTFR）
·多功能设施：高微重力水平机架（HMGR）、变重力实验架（VGER）、模块化实验架（RACK）
天宫空间站还将有 67 个朝向地球或朝向外层空间的研究硬件连接点，而载有的一台性能强劲的中央计算机将能够对这些硬件采集的实验数据进行处理，之后传回地球。
另外，与天宫空间站共轨的巡天空间望远镜也计划于 2024 年发射，并与空间站定期对接。巡天望远镜将拥有一个直径 2 米的主镜，视野将是哈勃空间望远镜（HST）的 300 倍。
中国第一个真正意义上的空间实验室是 2016 年发射的天宫二号，搭载了 14 项应用载荷，开展了 60 余项空间科学技术实验。中国载人航天工程办公室提供了其中的一些实验项目的介绍。
例如，在基础物理前沿研究方面，天宫二号搭载了国际首台在轨运行并开展科学实验的空间冷原子钟，成功验证了在空间环境下高性能冷原子钟的运行机制，实现了天稳 7.2E-16 的超高精度，相当于 3000 万年的误差小于 1 秒。这为空间超高精度时间频率基准的重大需求，以及未来空间基础物理前沿研究奠定了坚实的科学与技术基础，成为国际空间冷原子量子传感器领域的重要里程碑。而将要建成的天宫空间站也载有冷原子实验架和高精度时频机架，为冷原子钟实验提供了可靠平台。
相比天宫二号这样的短期任务，天宫空间站在轨时间大大加长，甚至允许专门的载荷科学家直接进行研究，也将帮助这些实验项目继续深入。空间冷原子钟项目将推动相关领域的发展。其技术成果可直接应用于卫星导航系统，大幅度提高卫星导航系统的性能。并在空间站高精度时频系统、空间站超冷原子物理实验柜，以及探月工程地月空间导航通信等重大项目中产生关键作用。也将对未来深空探测、基础物理研究、精密测量等领域产生深远的影响。
这一批次一千多个实验项目的具体清单还未公开，但可以确定的是，其中不少是来自世界各国和国际合作团队的研究项目。早在 2019 年，联合国和中国围绕中国空间站应用开展空间科学实验的首批 9 个入选项目清单就体现出了这一点，17 个国家的 23 个机构参与了这 9 个项目。
联合国\中国围绕中国空间站应用展开空间科学实验的第一批入选项目清单。参与项目的国家遍布全球，既有欧洲国家、日本等航空航天技术领先者，也不乏发展中国家。尽管这批项目暂无美国参与，但天宫空间站的实验项目也对美国机构和研究人员开放。图片来源：中国载人航天工程办公室
国际合作稳步推进，广受全球科学家欢迎
尽管有少数声音认为载人空间站的政治意义大于科学目的，但大部分科学家都相信天宫空间站会为科学研究带来必不可少的推动，在国际空间站退役、天宫成为唯一载人空间站后，其科学地位会更加重要。NASA 华盛顿总部人类探索和运营首席科学家 Julie Robinson 表示，"无论是谁来建造和运营（空间站）平台，增加对太空的科学访问都会在全球范围内带来科学利益。"
波兰华沙国家核研究中心（National Centre for Nuclear Research in Warsaw）的天体物理学家 Agnieszka Pollo 也说："（除国际空间站以外）我们需要更多的空间站，因为一个空间站是肯定不够的"。Agnieszka Pollo 参与了 POLAR-2 项目，该项目将在天宫空间站平台上研究从遥远宇宙的大型极......
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空间站天和核心舱在海南文昌发射。图片来源：新华社记者琚振华/新华网 撰文武大可 直到今年四月天宫空间站的天和核心舱发射前，国际空间站（ISS）都是唯一在轨运行的载人科学实验平台。天宫空间站自6月起有了三名航天员入驻核心舱，但距离最终建成还需一些时日，预计到2022年底才能完成各个舱段的发射组装。尽管如此，来自世界各地的研究团队已经排起了长队，等待着实验项目登上天宫。据《自然》新闻（Nature
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