朱毅麟（國際宇航科學院院士） 2007年02月08日 10:11
科學實驗
穿梭機有一個直徑4.6米、長18米的大貨艙，足有一節火車車廂那樣大。它能把29噸半重的有效載荷送入軌道，穿梭機每次執行任務載重能力有富餘，貨艙也沒有放滿。為了充分發揮穿梭機的運載能力，也為了滿足開展小型太空科學試驗的需要，上世紀70年代，美國航宇局制定了一個“零星搭機實驗”計劃，也就是讓穿梭機每次執行任務時，捎帶一些小型科學儀器上天，在太空軌道上進行實驗。
“零星搭機實驗”屬於挖掘潛力、順路搭車的性質，所以它收費低廉。凡想做實驗的單位和個人只需向航宇局訂購一個“零星搭機實驗”專用容器。專用容器有三種：大號的容積5立方英尺，允許裝置重量200磅，收費10000美元；中號的容積2.5立方英尺，允許裝重100磅，收費5000美元；小號的容積1.5立方英尺，允許裝重60磅，收費3000美元。平均每磅試驗儀器收費50美元，僅相當於環球旅行的飛機票價格。這樣低廉的費用，一般的科學團體、研究單位，大、中學校甚至個人都能負擔得起。所以，“零星搭機實驗”對於那些想進行太空科學實驗而經費又不多的用戶是一個巨大的福音，尤其是為愛好航太技術的青少年提供了參加航太科技活動的極好機會。
1976年這個計劃剛一宣佈，立即受到廣大用戶的歡迎，申請搭機實驗的表格像雪片似地飛向航宇局。當年，穿梭機的專用容器很快就被訂購一空。
按照計劃規定，用戶把實驗儀器放在專用容器內，穿梭機在貨艙內提供一個放容器的艙位，而不負責對實驗的監視和操作，最多可由航太員給出實驗儀器的開、關機信號。實驗所需要電源、控制器、照相機、記錄裝置以及其他完成實驗所必需的輔助設備，都由用戶自備，放在專用容器裏面。
此外，零星搭機實驗儀器必須“安分守己”，不含易燃易爆物品，不排放有害物質，不妨礙或干擾穿梭機主要任務的執行。穿梭機從軌道上返回以後，實驗儀器物歸原主，由用戶取回，自行處理。
1982年6月27日，哥倫比亞號穿梭機進行了首次“零星搭機實驗”。在貨艙後部的右側攜帶了“搭機實驗1號”的大號容器。
首次“零星搭機實驗”是由美國猶他州立大學的學生負責設計和製造的實驗儀器。設計實驗的大學生原來都是在“穿梭機科學實驗項目建議”競賽中獲獎的中學生。後來他們進入了猶他州立大學，一面學習自己的專業，一面參加自己建議的航太科學實驗活動。
根據美國的“零星搭機實驗”計劃，1986年，中國宇航學會在我國舉辦了首屆青少年穿梭機科學實驗活動。從1986年1月1日開始徵集方案，到8月31日截止，全國各省、市共收到學生提出的實驗方案近7000項。經過篩選、答辯以及中美專家聯合評審，瀋陽市第107中學學生田春亮的“液態混合物的凝固”方案和蘭州市第十四中學學生王念慶的“控制穿梭機內垃圾”方案，獲得了全國一等獎，並被選定為首次上穿梭機做實驗的項目。
“液態混合物的凝固”的實驗目的是研究失重對物質表面物理化學性能的影響。在地面上，不同密度的兩種液態物質的混合物，在凝固時，由於重力的影響，會分出層次，密度大的總是在下面。在太空失重的情況下，表面張力佔統治地位，凝固體還會分層嗎？
