今天是大年初二，在地面上，很多小伙伴还在享受难得的八天小长假，但是在中国空间站里，只能休三天假的神舟十七号航天员乘组已经在准备开始新的工作了。
《甲辰龙年关键词》，今天聚焦的关键词是“中国空间站”。今年，中国空间站里除了正在出差的神舟十七号乘组，还将迎来神舟十八号乘组，而中国空间站进入应用与发展阶段后，航天员们的主要工作就是开展科学实验（试验）。脑电测试如何开展？怎样验证外太空是否存在生命？微微调整空间站所处的位置又如何做到？就在春节前，一则有关发动机的消息震惊行业内外——50千瓦级双环嵌套式霍尔推力器成功实现点火和稳定运行，推力器内、外环单环点火，以及双环同时点火的能力得到验证。此前，世界上只有美国和俄罗斯掌握双环点火技术，中国成为第三个拥有双环嵌套式霍尔推力器的国家。
霍尔推力器与中国空间站有什么关系？太密切了！中国空间站在太空中要沿着既定轨道稳定运转，但每隔一段时间，空间站的飞行姿态和轨道高度就会下降。
航天科技集团六院电推进系统部高级工程师 于博：空间站在空间轨道飞行的时候，它会受到一些稀薄大气层的影响，发生降轨，也就是速度会降低，因而需要星上推力器不断地对它增加速度，保持它的轨道不下降。所以霍尔推力器它在空间站上主要是发挥位置保持的作用。
简单来说，作为一种电子火箭发动机，霍尔推力器就像是一双大手，给航天飞行器提供源源不断的动力，把飞行器推上去。中国空间站距离地表约400公里，这里并不是绝对的真空，而是地球大气层的热成层。这里的空气密度虽然只是地表的千亿分之一，但仍会对空间站的运动造成影响。
根据计算，如果不进行干预，空间站每个月的运行轨道会下降2公里。中国空间站的四台霍尔推力器，就是用来调整空间站的轨道高度的。但它们的总推力仅为0.32牛，这个推力是什么概念呢？举个例子，推动一枚普通鸡蛋，就需要0.5牛的推力，而中国空间站上四台霍尔推力器产生的总推力也推不动一个鸡蛋，只能推动一张纸片。
于博：这种电火箭发动机的推力是非常小的，它的推力可能还没有我们普通人吹一口气的力量大。
中国空间站总重约90吨。那么，连一个鸡蛋都推不动的霍尔推力器，怎么可能推动重达90吨的空间站呢？
于博：是可以的，第一个原因，它处于一个失重的状态，第二个原因，它几乎是不承受大气阻力的，那么试想在这样一个环境下，我们其实可以用漂浮这个字眼来形容空间站的运动状态，那么在这种状态下，一点微小的外力，都可以对它整体运动状态产生影响。
虽然霍尔推力器产生的推力很小，但它可以长时间持续工作，只需要连续工作一天，就能使中国空间站获得每秒0.7米的速度增量，还能够节省大量成本。反之，如果中国空间站使用携带的常规火箭发动机来进行轨道调整，每年花费大概需要2亿美元，而且效果也未必好。简单来说，用常规火箭发动机来调整空间站姿态就成了“大马拉小车”。
于博：如果空间站在太空环境中采用推力很大的推力器（例如常规火箭推力器），那么要实现精确控制是非常难的，所以我们才需要微推进技术，让它的控制能够更加精确。
现在，我国掌握了50千瓦级双环嵌套式霍尔推力器的核心技术，这也意味着我国在实际应用领域将会迎来快速发展。于博说，目前这种嵌套式的霍尔处理器技术主要是应用在大功率的电推进系统上，也就是瞄准未来的大型轨道转移飞行器，或者是一些用核电来作为电源的卫星和大型深空探测飞行器等。
于博：嵌套式霍尔推力器，它是霍尔电推进在大功率应用方面的一个发展型谱，但它为大功率霍尔推力器的性能提升带来了更多的优化方向，主要是在于减重、减体积，多模式工作等方面，因为它可以让推力器的推进工质和能量更集中、切换多环之间的工作启停，因而在有限的质量和体积下，它可以实现更大的推力和更高的比冲。
说完了空间站的发动机，我们再来看看其他实验（试验）。截至目前，中国空间站已安排在轨实施了110个空间科学研究与应用项目，涉及空间生命科学与人体研究、微重力物理和空间新技术领域，获得原始数据超过100TB，下行了300多个实验样品。其中，在轨脑电测试已完成首个阶段性目标任务，已建立安全可靠便携易用空间脑电测试平台。
中国航天员科研训练中心科技人员 王波：从空间站任务开始，我们陆续开展了数十次的在轨脑电测试，建成了一套平台，发展了一些研究范式，实现了一些模型的检验，应该说达到了我们空间站建造期的预期的目标。
中国空间站正在开展的在轨脑电测试，研究提升脑功能状态的方法，将为航天员长期驻留太空，维持良好的脑功能状态、高效开展工作提供支撑。从长远来看，探索宇宙对人脑演化的奥秘，揭示生命体演化过程中的重要机制，从而为开发类脑智能体提供新思路。
在中国航天员科研训练中心，有一套空间人因测试地面模拟平台，科研人员基于这一平台开展地基相关测试。
中国航天员科研训练中心科技人员 曹勇：主要包括认知的一个思考记忆，包括我们的决策以及操纵等多种相关的资源，通过多任务的情况评估航天员综合复合的情况。
王波介绍，通过航天员在中国空间站的一系列空间脑电测试研究，期望在神经环路、认知基础等方面取得突破。
王波：通过在轨的一些技术去维持和提升人的脑部状态，因为航天员在太空执行非常多复杂精细的作业，人脑保持一个良好状态是一个关键，我们期望通过一些脑刺激等技术来提升人的这个能力，最大限度发挥人在太空中的作用。
此外，脑机交互是目前科技前沿热点，也有希望在空间环境得到重点应用。
王波：这个技术就是把人的思维活动转化为一个操作指令，对于多线程的作业，或者说远程的作业，还是很有益处的。这个有望在一些复杂的出舱，还有一些人机协同方面得到一些应用，最终还是提升这个系统的整体效率。
最后我们再来了解一下，地球以外的太空是否存在生命的太空实验。这一次，天舟七号带到空间站的货包里有一种科学载荷叫厌氧古菌，它是地球上最古老的生命形式之一，也是地球大气甲烷的主要贡献者，广泛分布于深海、水稻田、反刍动物的胃等厌氧环境中。
中国科学院微生物研究所研究员 东秀珠：为什么拿这个菌做（实验）呢？这类的菌，它吃的东西特别简单，咱们人要吃淀粉、吃肉，它就一个氢气、二氧化碳就能活，然后就变成甲烷了。
厌氧古菌被送入中国空间站，是为了验证它们在模拟火星的环境中以及宇宙辐射的极端环境下是否能够生存，从而帮助人类探究是否存在外星生命。
据了解，美国航空航天局好奇号火星探测器自2012年登陆火星以来，已经多次探测到不明原因的甲烷信号，科学家推测这些甲烷有可能是外星生物代谢的产物，而产甲烷菌被认为是火星或土卫二上最有可能存在的潜在生命形式之一。清华大学地球系统科学系教授 刘竹介绍，要想直接证明在火星或土卫二上有产甲烷菌所需时间和经济成本过于高昂，而且技术上很难实现，但是空间站上则可以达到类似的实验效果。
刘竹：我们这个实验就为了从一种反向验证的角度来验证一下。如果它（产甲烷菌）能在这个环境下存活，并且能够比如说能产生甲烷，能够很好地生长，那么就能论证实质上地球上的原始的生命实际上是可以在地外的环境里面生存的，甚至是生长的。那么它也就可以给我们一个很大的启示，火星上发现的甲烷有可能是生命来源的话，那么这个生命有可能跟地球上的生命是有同源性的。
目前研究进展顺利，预计结果或将随神舟十七号航天员乘组飞回地面后再向大家公布。
中国科学院空间应用工程与技术中心研究员、空间科学实验顾问 仓怀兴：空间实验分两部分，一部分的话是在舱外暴露平台做，一部分的话是在舱内放在小离心机上，模拟火星的重力水平，然后做实验。他们实验完了的话，有可能把样品就随神十七的航天员就下来了。