近日，中国科学院空间应用工程与技术中心研制建设的4秒电磁弹射微重力实验装置启动试运行。这个大科学装置采用电磁弹射系统将实验舱垂直加速到预定速度后释放，实验舱在上抛和下落阶段为科学载荷提供微重力环境。因为这种“弹射升空再回落”的运动方式，它被形象地比作航天领域的“跳楼机”，该装置在实验效率、实验载荷强度要求、运行成本等方面具有较大优势。这让不少科技工作者颇感振奋：航天“跳楼机”能否带来“跳楼价”？如何把原本费用昂贵的微重力实验降成“白菜价”？

让我们先看看微重力实验为什么“贵”。科学上的微重力，通俗说法就是失重。在太空环境下，有效重力只有地球的百万分之一。在这种极端环境下做实验，物理化学性质、生命过程等都会与地面常重力环境下有所区别，科学家们能排除重力干扰发现更本质的物质运动规律。除了高深的物理研究，微重力还有极高的商业价值。比如，在合金制备过程中，尚未凝固的液体在重力下引发浮力对流，可能形成杂晶等缺陷，影响材料的最终性能；若利用微重力环境，就可制备在地面条件下难以获取的新物质、新材料等。

微重力实验具备重大的学术意义和应用价值，是国际科技竞争的热点领域，不怕“贵”。此前，美、俄、欧、日借助国际空间站，已经进行了长时间、大规模的微重力领域研究，成果丰硕。如今，中国空间站上也在进行各种微重力科学实验。

虽然不怕“贵”，但降低成本才能实现效率提升和规模扩张，微重力实验也不例外。因此，除了在具备天然微重力环境的空间站、飞船、卫星等航天器上做微重力实验，人类也一直在探索如何更廉价地构建微重力环境。探空火箭、失重飞机、落塔等就属于传统的地基微重力设施。地基研究能够大幅缩短空间实验周期、降低空间实验成本、提升空间实验成功率，是天基研究的重要补充手段。

我国自主研制的4秒电磁弹射微重力实验装置是继德国之后的全球第二个电磁弹射微重力实验装置，也属于地基微重力设施。4秒微重力时间、十万分之一重力加速度的微重力水平、过载加速度不超过5个重力加速度、实验间隔不大于10分钟……从这些达到国际先进水平的优秀性能指标来看，它有效克服了探空火箭、失重飞机、落塔等传统地基微重力设施存在的实验成本高、准备时间长、过载较大等缺点。比如，从实验效率看，传统落塔平均每天仅可以做2次到3次实验，抛物线飞机每次可以飞行30架次以上，但实验准备周期却需要2个月至3个月；而4秒电磁弹射微重力实验装置可以达到每天近百次实验的频率，准备时间仅1天至2天。且该装置采用储能和电磁驱动技术，运行仅消耗电能，单次实验耗电仅1千瓦时左右，运行成本低，便于开展大规模科学实验。

从每次短短4秒的微重力时间看，它并不能取代航天器上的实验室，很多需要时间的微重力实验还必须在航天器上完成。但它的成功启动运行，确实大大降低了微重力实验成本，是未来微重力实验走向普及性“白菜价”的重要一步。

据中国科学院空间应用中心透露的信息，20秒电磁弹射微重力实验装置目前正在规划建设中，建成后将达到微重力时间20秒、载荷500千克的国际领先水平。探索浩瀚宇宙，发展航天事业，需要我们踏实努力、稳步前进！

文/佘惠敏

图源/视觉中国

编辑/姬源