朱毅麟（国际宇航科学院院士） 2007年02月08日 10:11
科学实验
航天飞机有一个直径4.6米、长18米的大货舱，足有一节火车车厢那样大。它能把29吨半重的有效载荷送入轨道，航天飞机每次执行任务载重能力有富余，货舱也没有放满。为了充分发挥航天飞机的运载能力，也为了满足开展小型太空科学试验的需要，上世纪70年代，美国航宇局制定了一个“零星搭机实验”计划，也就是让航天飞机每次执行任务时，捎带一些小型科学仪器上天，在太空轨道上进行实验。
“零星搭机实验”属于挖掘潜力、顺路搭车的性质，所以它收费低廉。凡想做实验的单位和个人只需向航宇局订购一个“零星搭机实验”专用容器。专用容器有三种：大号的容积5立方英尺，允许装置重量200磅，收费10000美元；中号的容积2.5立方英尺，允许装重100磅，收费5000美元；小号的容积1.5立方英尺，允许装重60磅，收费3000美元。平均每磅试验仪器收费50美元，仅相当于环球旅行的飞机票价格。这样低廉的费用，一般的科学团体、研究单位，大、中学校甚至个人都能负担得起。所以，“零星搭机实验”对于那些想进行太空科学实验而经费又不多的用户是一个巨大的福音，尤其是为爱好航天技术的青少年提供了参加航天科技活动的极好机会。
1976年这个计划刚一宣布，立即受到广大用户的欢迎，申请搭机实验的表格像雪片似地飞向航宇局。当年，航天飞机的专用容器很快就被订购一空。
按照计划规定，用户把实验仪器放在专用容器内，航天飞机在货舱内提供一个放容器的舱位，而不负责对实验的监视和操作，最多可由航天员给出实验仪器的开、关机信号。实验所需要电源、控制器、照相机、记录装置以及其它完成实验所必需的辅助设备，都由用户自备，放在专用容器里面。
此外，零星搭机实验仪器必须“安分守己”，不含易燃易爆物品，不排放有害物质，不妨碍或干扰航天飞机主要任务的执行。航天飞机从轨道上返回以后，实验仪器物归原主，由用户取回，自行处理。
1982年6月27日，哥伦比亚号航天飞机进行了首次“零星搭机实验”。在货舱后部的右侧携带了“搭机实验1号”的大号容器。
首次“零星搭机实验”是由美国犹他州立大学的学生负责设计和制造的实验仪器。设计实验的大学生原来都是在“航天飞机科学实验项目建议”竞赛中获奖的中学生。后来他们进入了犹他州立大学，一面学习自己的专业，一面参加自己建议的航天科学实验活动。
根据美国的“零星搭机实验”计划，1986年，中国宇航学会在我国举办了首届青少年航天飞机科学实验活动。从1986年1月1日开始征集方案，到8月31日截止，全国各省、市共收到学生提出的实验方案近7000项。经过筛选、答辩以及中美专家联合评审，沈阳市第107中学学生田春亮的“液态混合物的凝固”方案和兰州市第十四中学学生王念庆的“控制航天飞机内垃圾”方案，获得了全国一等奖，并被选定为首次上航天飞机做实验的项目。
“液态混合物的凝固”的实验目的是研究失重对物质表面物理化学性能的影响。在地面上，不同密度的两种液态物质的混合物，在凝固时，由于重力的影响，会分出层次，密度大的总是在下面。在太空失重的情况下，表面张力占统治地位，凝固体还会分层吗？
