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下面我们再谈一下空间材料科学。空间材料科学也是主要地利用在空间的微重力条件。我们知道在地面的时候，由于有重力场的作用，因此它就有浮力作用、有静压作用。这样的话，两种不同比重、不同密度的液体混在一起的时候，重的就要下沉、轻的要上浮。但是在微重力条件下，就没有这个作用。所以利用这个条件，可以利用这样的空间，生长出一些有特殊性能的晶体，得到有一些特殊性能的合金。这就是空间材料科学要研究的一些问题。我们所采用的设备，是一个叫做多工位晶体生长炉。这个内部的结构是这样，旁边这个是它的电控箱，这个装置一共有6个工位。换句话说，它能够生长六种晶体，那么在这里呢，这个上半部分就是有六种不同的材料。下边的部分是它的加热炉，它加热完了一个以后，可以把它提上来转一个位置，再把第二个样品送下去。所以就是说，这一台多工位晶体炉，可以进行六种样品的实验。它的加热温度最高可以到950℃，当然可以根据需要来选择。它提拉的速度，因为它是利用温度梯度来生产晶体的，它的提拉速度可以控制到每小时3毫米到280毫米，最大的移送距离是216毫米。这是我们国家自己设计和完成的。
材料的选择，这次实验当中选择的材料，有三大类。一类是半导体的光电子材料，其中选了一个叫锑化镓。锑化镓在太阳能电池、长波激光器方面有重要的应用。再一种是碲锌镉。碲锌镉这个材料在冶金特性上和碲镉汞非常相似。碲镉汞是一种非常重要的红外光电材料。但是由于碲镉汞本身有毒，这次为了考虑安全起见，选用了一种碲锌镉来代替碲镉汞。再一种是氧化物晶体，比如说用的是硅酸铋，硅酸铋是一种非常有前途的、多功能的光信息的材料。再一种是金属合金和共晶合金材料。比如说有钯、镍、铜、磷、铝、钕、铁、钴这些都是非常有用的材料。另外一些材料的选择，主要的目的是为了研究共晶合金的定向凝固研究，以及在空间微重力条件下凝固行为的研究，这样有以下一些样品，多工位晶体炉初步的结果是这样，多工位晶体生长炉进行了六种不同材料的空间加工，实现了预定的功能。六种材料都经历了熔化到凝固的过程，获得了一批经过空间加工的材料样品。其中有些材料是我国首次在空间加工的，比如说硅酸铋单晶，铝、钕、铁、钴和钯、镍、铜、磷都是我们第一次在空间加工成的。这些材料还在进一步分析和研究当中。下面几张照片，这张照片显示的，就是这次进行实验的六种样品。这是刚刚从炉子里边取出来，从返回舱拿出来以后，从炉膛里边取出来六个样品。下面一个是硅酸铋晶体的比较。上面这个是在地面上生长，我们可以看到，它的表面有收缩有很多的沟。下面这一个是在空间生长的，它的表面非常光滑。当然这只是外观，科学家们进一步在做它的金相实验，进一步地分析研究。下面我们介绍一下，地球环境监测这个方面的科学实验。地球环境监测的任务，是对地球环境的变化进行系统地监测、开展地球系统的研究，建立地球环境定量的模型。它的意义是非常大的。因为了解和预测人类赖以生存的地球环境的变化，这对人类是非常重要的。尤其是对于我国来说，我国幅员广大、自然灾害频繁，这样的话我们对气候的监测更加重要。
这次监测的内容，是有这三个方面。一个是要定量地监测太阳的输入。也就是太阳对地球辐射的绝对量，辐射的能量。因为这是地球上主要的能源来源。第二个是要监测保护地球生物圈的大气臭氧浓度分布和垂直的结构变化。因为臭氧对保护人类也非常重要。第三个是监测一下地球向太空的辐射能量。所用的仪器有三种，一个叫做太阳常数监测器，再一个叫太阳紫外光谱监视器，再一个叫地球辐射收支仪。我们先看一下太阳常数监测器。由于地球围绕太阳旋转的轨道是一个椭圆的轨道，因此这个距离是在变化的。另外 由于太阳本身发光的特性也在变化，比如太阳有活动周期，有黑子、有爆炸，这样太阳发射出来的能量也是有变化的。这样的话我们要监视太阳辐射到地球上的能量变化，太阳是地球的主要外部能源，是地球环境的一个决定的因素。有研究表明，当太阳总的辐射量只要变化1％，就足以引起严重的地球上的气候变化。所以说，对地球上中长期的天气预报，都需要依靠太阳辐射的资料。
太阳常数监测器是这样的，它有三台绝对辐射计构成。这三台辐射计每一个视角范围是45度，三个相隔，每一个差15度，每一个的视场角是7。5度，它的测量范围是每平方米100瓦到2000瓦，它的光谱范围是从0。2微米到50微米。太阳常数测定的精度是5‰。下面这一个，是太阳绝对辐射计的一个内部结构图，它的初步结果是这样，这是在我们国家，首次进行太阳常数的测量，获得了非常精确的结果。举两个例子，一个是（2002年）3月30号到31号，用其中的2号绝对辐射计，测得了太阳常数的平均值是每平方米1366。9瓦。（2002年）4月1号到3号，用3号绝对辐射计测得太阳常数的平均值为每平方米1365。6瓦。国际上公认的这个数据，平均值是1367±7瓦每平方米。
现在太阳常数（测量）仍然在继续进行。这个结果给出了，两次具体的测量结果。我们看，蓝色的是一个国际公认的太阳常数的变化的平均值，这个粉红色的点是这台仪器实测的，在每个时刻的实测值。这个是在另一天测的，实际上每天都在测量。
另外一台仪器叫太阳紫外光谱监视器。这一台主要测量太阳和大气紫外光谱。太阳和大气紫外光谱对地球的意义非常大。我们知道太阳紫外是太阳物理、大气物理、环境科学、气象科学、气候学所共同关心的一个焦点问题。太阳紫外辐射的能量，对于高层大气当中的光化学反应、臭氧的生成起到关键的作用。我们知道臭氧是地球的一个保护圈，如果臭氧层减薄，有可能破坏生物的DNA 、抑制作物的生长、破坏生态的平衡。但是由于大气的吸收，太阳紫外光谱，一般它的波长是小于0。29微米。这个测量只能在外层空间进行，在地球上没办法进行。这是这台仪器，这个是电控箱，这个仪器的本身。它能够测两个方向，一个是从太阳直射的光线，过来以后通过这个反射板进到里边去，它可以测太阳紫外光谱。另外一个从直接的方向，这个方向进去的时候，它可以测大气后向散射的紫外的光谱。它测量的范围是0。16到0。4微米，光谱的分辨率是0。15纳米，它测量的误差是±5％。它的结果是这样，它也是我们国内首次在340公里的高度上测得的太阳紫外的光谱和大气的后向散射的光谱。特别是12个特征波波长，测得了这个光谱。这个结果与国际上报道的结果进行比较，结果是非常一致的。这个是作为一个比较结果，当然不是说有了这个结果，我们就不必测了。因为我们是第一次测量，首先我们要比较一下这个结果和国际的结果是不是吻合。这样衡量这个仪器测得是不是准，它测得准，以后可以利用它来监测。这个粉红色的，是国际测量的平均值。黑色的是我们实测数据。我们看它吻合得非常好。这个测得的大气后向散射的12个特征光谱。
第三台关于地球环境的监测仪器，是地球辐射收支仪。地球辐射平衡是人类生存环境的一个必要条件。地球上不同区域辐射的收支差，是形成重大气候现象的主要原因。我们刚才谈到，太阳常数是测的太阳辐射进来的紫外，是测太阳辐射的紫外的光谱。我们要测地球向外层空间辐射了多少能量，通过这三个仪器来了解地球环境。这个照片是这台仪器，它的测量范围是从0。2到50微米是一个全波，它的短波段是0。2到4。5微米，这都是光谱的波长。视场角是±45度，测量的误差对全波来说是1％，对短波来说是1。5％。初步的结果是这样，设备工作是正常的，一直到现在还在测。在我国首次得到了，大量地球长波辐射和太阳反照率的数据，为我国以后在卫星上装载此类仪器，提供了一个良好的条件。地球辐射收支仪现在还在继续工作，这个是给出了发射以后第5天的一个测量结果，这里边看，这个粉红色的是一个短波辐射。短波辐射在阴面，也就是在地球背面，黑天的时候就没有了。黄色的是长波辐射，这个�