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重点聚焦!探访中国空间站科学实验设施：生命生态实验柜 探索空间生命科学
发布时间：2022-07-24 19:32:55 文章来源：扬子晚报
作为中国空间站首个实验舱段——问天实验舱主要面向空间生命科学研究。那么，我们将会开展哪些生命科学实验呢？

作为中国空间站首个实验舱段——问天实验舱主要面向空间生命科学研究。那么，我们将会开展哪些生命科学实验呢？

在中科院上海技术物理研究所的实验室里，张涛和他的团队正在做最后的准备工作，此次在中国空间站要进行的空间生命科学实验就是通过这套系统完成的。

中科院上海技物所空间生命科学仪器团队负责人 张涛：通用生物培养模块是最核心的实验模块。这个实验模块主要是在空间站给做植物学研究的科学家们提供一个做植物培养实验的环境条件，这里面包括了光照、温度、气体组分，还可以给它提供二氧化碳，提供它需要的光照。换一种实验样品，我们就可以根据它的要求来进行提供。


(资料图)

在生命生态实验柜上，配备有多种相机，可用于观察植物生长情况回传地面，科研团队可以通过远程地面的指令操控，调整参数、程序、实验流程。

中科院上海技物所空间生命科学仪器团队负责人 张涛：我们现在这个实验就是把拟南芥的植物种子放进去。科学的目标是希望在微重力环境的条件下，从种子长成幼苗，再长成植株，最后再开花结籽。天上的实验开展以后，这套系统在地面同步开展这样的比对实验。比如光照、湿度、温度都可以做成一样的，但是在天上是微重力，可能还有辐射，在地面没有这些因素，那么它生长的周期、生长的结果，甚至开花的周期、结籽的情况都会有差异，从过程来说，对科学研究就是很有价值的。

据悉，此次生命生态科学实验柜将以多种类型的生物个体为实验样品，开展拟南芥、线虫、果蝇、斑马鱼等动植物的空间生长实验，预期成果将促进人类对生命现象本质的理解，揭示微重力对生物个体生长、发育与衰老的影响，探索空间辐射生物学和生命起源机理，并为航天员健康和防护提供科学依据。

中科院上海技物所结构工程师 许大钊：这个小型受控生命生态实验系统，我们内部俗称它是养鱼的一个设备，目前安排的是斑马鱼和水藻的一个受控的生命生态实验系统。也就是说在这个系统里，藻类通过光照产生的氧气供斑马鱼进行生存，斑马鱼呼出来的二氧化碳供藻类进行光合作用。这是一个全部密封的设备，它是通过整个设备自给自足的一个自循环，我们来研究它生态系统的一个变化。因为在天上是没有浮力的，所以鱼的各种姿态可能也都是科学家研究的一个重点，我们地面上也会同步进行一个比对实验，当实验进行到一定周期的时候，宇航员就需要介入，帮科学家采集一些数据，比如说取一些水样，或者说是斑马鱼进行产卵之后，取一些鱼卵带回地面。

变重力科学柜 可模拟月球火星重力实验

在问天实验舱中，变重力科学实验柜不仅外形独特，而且内藏玄机，可以提供不同大小的高精度重力环境，支持开展模拟月球重力、火星重力下的科学研究。

总台央视记者 帅俊全：变重力科学实验柜高约1.8米，宽约1.1米，厚度也达到90厘米，这也是中国空间站所有科学实验柜的一个标准的大小。变重力科学实验柜它在外形上最大的特点就是前方的两个监控操作屏，就好像是戴了一副眼镜，航天员通过操作屏不仅可以了解内部实验的相关进展，而且通过这个触摸屏可以进行相关实验的操作。

中国空间站变重力柜主任设计师、空间应用中心高级工程师 周妍林：离心机是我们做变重力实验的主要场所了。大家知道旋转的转盘它会给上面的物体提供一个向外的一个力——离心力，我们就是利用离心力来模拟重力，然后通过转盘转速的调整，来得到不同的重力的模拟。比如说月球的1/6g，火星的1/3g，为了以后我们登月、登火星，为前期的理论研究做准备。

据介绍，变重力科学实验柜可以为科学实验提供0-2g高精度重力环境，支持开展模拟月球重力、火星重力下的科学研究。

中国空间站变重力柜主任设计师、空间应用中心高级工程师 周妍林：这是目前在轨运行的最大的离心机的尺度了。国际空间站以前最大也就做到600mm，我们现在是900mm的直径。以前可能不能做的实验，中大型的动物植物类的实验就可以放上来了。同时尺寸越大，它的重力梯度就会越小，这样我们得到的离心加速度就越精准。

对于动植物类的实验，需要短则几天，长则几个月的长时间观察，这就需要离心机长期稳定的运行。为此，科研团队研制了无线传能单元并集成高速通信模块，传能效率可达85%以上，并在离心机上设计了一套在轨自动平衡系统，尽可能减小振动和磨损。

中国空间站变重力柜主任设计师、空间应用中心高级工程师 周妍林：生命生物的科学家可能想研究不同重力下，生物的发育跟重力有什么关系。比如说在月球上植物的生长和地面的生长情况可能会不一样。物理科学家们可能关注不同的重力下，流体有什么不一样的现象。所以我们变重力实验平台可以面向各个领域的科学实验。

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