長沙英泰儀器有限公司
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閱讀：35發(fā)布時間：2024-12-19
發(fā)射現(xiàn)場 屠海超攝北京時間2022年7月24日14時22分，問天實驗艙在文昌航天發(fā)射場成功發(fā)射。作為中國空間站第二個艙段，也是科學(xué)實驗艙，其將支持航天員駐留、出艙活動和開展空間科學(xué)實驗。
問天實驗艙中部署了生命生態(tài)實驗柜、生物技術(shù)實驗柜、科學(xué)手套箱與低溫存儲柜、變重力科學(xué)實驗柜等4臺科學(xué)實驗柜。每臺科學(xué)實驗柜都是一個“迷你”太空實驗室，支持開展單學(xué)科或多學(xué)科交叉的空間科學(xué)實驗。問天實驗艙發(fā)射前，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)專家詳解了問天實驗艙科學(xué)實驗柜的奧秘。
生命生態(tài)實驗柜：生命體培養(yǎng)成為現(xiàn)實
生命生態(tài)實驗柜以多種類型的生物個體（如植物種子、幼苗、植株、小型動物）為實驗樣品，開展擬南芥、線蟲、果蠅、斑馬魚等動植物的空間生長實驗。
載人航天工程(13.210, 0.00, 0.00%)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，這些實驗有望揭示微重力對生物個體生長、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估、防護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。
生命生態(tài)柜中將打造一個由魚、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)實驗柜：生物樣品空間分辨率提高
生物技術(shù)實驗柜以組織、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)等實驗。
實驗中，實驗柜可以實現(xiàn)對整個細(xì)胞組織的檢測、對細(xì)胞內(nèi)的生物樣品進(jìn)行連續(xù)動態(tài)的培養(yǎng)和采樣存儲以及對蛋白質(zhì)進(jìn)行結(jié)晶分析，同時對實驗過程中的生物樣品開展精細(xì)觀測。
這些實驗?zāi)軌蛱剿魑⒅亓Νh(huán)境下細(xì)胞生長分化規(guī)律和機制，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：實現(xiàn)細(xì)胞級精細(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)實驗提供潔凈密閉的實驗樣品操作空間，同時配置靈巧機械臂，具備細(xì)胞級精細(xì)操作能力。”呂從民表示。
此外，位于科學(xué)手套箱下方的低溫存儲裝置具有三個典型低溫存儲溫區(qū)（-80℃、-20℃、4℃），能夠滿足不同實驗樣品低溫存儲需求。
變重力實驗柜：在軌運行離心機
變重力實驗柜可為科學(xué)實驗提供0.01克至2克的高精度模擬重力環(huán)境，采用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)運動等科學(xué)研究。
為了給開展重力研究提供更大范圍、更長時間的實驗平臺，科學(xué)家設(shè)計了一個直徑為900毫米的離心機，這也是目前在軌運行的的離心機。離心機轉(zhuǎn)盤在旋轉(zhuǎn)過程中，可以通過轉(zhuǎn)速的控制高精度地實現(xiàn)重力調(diào)節(jié)。
此外，呂從民介紹，問天實驗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)境要素數(shù)據(jù)，為航天員健康、空間站安全運營提供保障支持，并可用于空間環(huán)境基礎(chǔ)研究。
《中國科學(xué)報》 (2022-07-25 第1版 要聞 原標(biāo)題為《“問天”4大科學(xué)實驗柜，詳解來了！》)
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