——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求
——中國科學(xué)院辦院方針
語音播報(bào)
北京時(shí)間2022年7月24日14時(shí)22分,問天實(shí)驗(yàn)艙在文昌航天發(fā)射場成功發(fā)射。作為中國空間站第二個(gè)艙段,也是首個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)艙,其將支持航天員駐留、出艙活動(dòng)和開展空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)。
問天實(shí)驗(yàn)艙中部署了生命生態(tài)實(shí)驗(yàn)柜、生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)柜、科學(xué)手套箱與低溫存儲(chǔ)柜、變重力科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜等4臺(tái)科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜。每臺(tái)科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜都是一個(gè)“迷你”太空實(shí)驗(yàn)室,支持開展單學(xué)科或多學(xué)科交叉的空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)。問天實(shí)驗(yàn)艙發(fā)射前,中國科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心(以下簡稱中科院空間應(yīng)用中心)相關(guān)專家詳解了問天實(shí)驗(yàn)艙科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜的奧秘。
生命生態(tài)實(shí)驗(yàn)柜:生命體培養(yǎng)成為現(xiàn)實(shí)
生命生態(tài)實(shí)驗(yàn)柜以多種類型的生物個(gè)體(如植物種子、幼苗、植株、小型動(dòng)物)為實(shí)驗(yàn)樣品,開展擬南芥、線蟲、果蠅、斑馬魚等動(dòng)植物的空間生長實(shí)驗(yàn)。
載人航天工程空間應(yīng)用系統(tǒng)副總師、中科院空間應(yīng)用中心研究員呂從民介紹,這些實(shí)驗(yàn)有望揭示微重力對生物個(gè)體生長、發(fā)育、代謝的影響,促進(jìn)人類對生命現(xiàn)象本質(zhì)的理解,研究空間輻射生物學(xué)和亞磁生物學(xué)效應(yīng)與機(jī)制,探索建立應(yīng)用型受控生命生態(tài)系統(tǒng),為航天員在軌輻射損傷評(píng)估、防護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。
生命生態(tài)柜中將打造一個(gè)由魚、微生物、藻組成的小型密閉生態(tài)系統(tǒng),開展物質(zhì)、能量閉環(huán)循環(huán)研究,為未來建立地外基地生態(tài)系統(tǒng)提供理論基礎(chǔ)。
生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)柜:生物樣品空間分辨率提高
生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)柜以組織、細(xì)胞和生化分子等不同層次多類別生物樣品為對象,開展細(xì)胞組織培養(yǎng)、空間蛋白質(zhì)結(jié)晶與分析、蛋白與核酸共起源和空間生物力學(xué)等實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)柜可以實(shí)現(xiàn)對整個(gè)細(xì)胞組織的檢測、對細(xì)胞內(nèi)的生物樣品進(jìn)行連續(xù)動(dòng)態(tài)的培養(yǎng)和采樣存儲(chǔ)以及對蛋白質(zhì)進(jìn)行結(jié)晶分析,同時(shí)對實(shí)驗(yàn)過程中的生物樣品開展精細(xì)觀測。
這些實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛱剿魑⒅亓Νh(huán)境下細(xì)胞生長分化規(guī)律和機(jī)制,為人類健康、生殖發(fā)育提供理論基礎(chǔ);探索重力效應(yīng)對生命起源和進(jìn)化影響;在高效蛋白質(zhì)/多肽藥物、納米晶骨骼生物技術(shù)等方面取得突破性發(fā)現(xiàn),對指導(dǎo)組織工程、生物醫(yī)藥的研究和應(yīng)用發(fā)揮重要作用。
科學(xué)手套箱:實(shí)現(xiàn)細(xì)胞級(jí)精細(xì)操作
“科學(xué)手套箱統(tǒng)籌了生命科學(xué)、生物技術(shù)、航天醫(yī)學(xué)、材料科學(xué)等學(xué)科的需求,為科學(xué)家在太空開展科學(xué)實(shí)驗(yàn)提供潔凈密閉的實(shí)驗(yàn)樣品操作空間,同時(shí)配置靈巧機(jī)械臂,具備細(xì)胞級(jí)精細(xì)操作能力?!眳螐拿癖硎?。
此外,位于科學(xué)手套箱下方的低溫存儲(chǔ)裝置具有三個(gè)典型低溫存儲(chǔ)溫區(qū)(-80℃、-20℃、4℃),能夠滿足不同實(shí)驗(yàn)樣品低溫存儲(chǔ)需求。
變重力實(shí)驗(yàn)柜:在軌運(yùn)行最大離心機(jī)
變重力實(shí)驗(yàn)柜可為科學(xué)實(shí)驗(yàn)提供0.01克至2克的高精度模擬重力環(huán)境,采用先進(jìn)的無線傳能和載波通信技術(shù),支持開展微重力、模擬月球重力、模擬火星重力等不同重力水平下的復(fù)雜流體物理、顆粒物質(zhì)運(yùn)動(dòng)等科學(xué)研究。
為了給開展重力研究提供更大范圍、更長時(shí)間的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),科學(xué)家設(shè)計(jì)了一個(gè)直徑為900毫米的離心機(jī),這也是目前在軌運(yùn)行的最大的離心機(jī)。離心機(jī)轉(zhuǎn)盤在旋轉(zhuǎn)過程中,可以通過轉(zhuǎn)速的控制高精度地實(shí)現(xiàn)重力調(diào)節(jié)。
此外,呂從民介紹,問天實(shí)驗(yàn)艙還在艙外部署了能量粒子探測器、等離子體原位成像探測器,用于獲取空間質(zhì)子、電子、中子、重離子和等離子體等環(huán)境要素?cái)?shù)據(jù),為航天員健康、空間站安全運(yùn)營提供保障支持,并可用于空間環(huán)境基礎(chǔ)研究。
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