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作為中國空間站首個實(shí)驗(yàn)艙段——問天實(shí)驗(yàn)艙主要面向空間生命科學(xué)研究。那么，我們將會開展哪些生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)兀?/p>

(相關(guān)資料圖)

在中科院上海技術(shù)物理研究所的實(shí)驗(yàn)室里，張濤和他的團(tuán)隊(duì)正在做最后的準(zhǔn)備工作，此次在中國空間站要進(jìn)行的空間生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)就是通過這套系統(tǒng)完成的。

中科院上海技物所空間生命科學(xué)儀器團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人張濤：通用生物培養(yǎng)模塊是最核心的實(shí)驗(yàn)?zāi)K。這個實(shí)驗(yàn)?zāi)K主要是在空間站給做植物學(xué)研究的科學(xué)家們提供一個做植物培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)的環(huán)境條件，這里面包括了光照、溫度、氣體組分，還可以給它提供二氧化碳，提供它需要的光照。換一種實(shí)驗(yàn)樣品，我們就可以根據(jù)它的要求來進(jìn)行提供。

在生命生態(tài)實(shí)驗(yàn)柜上，配備有多種相機(jī)，可用于觀察植物生長情況回傳地面，科研團(tuán)隊(duì)可以通過遠(yuǎn)程地面的指令操控，調(diào)整參數(shù)、程序、實(shí)驗(yàn)流程。

中科院上海技物所空間生命科學(xué)儀器團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人張濤：我們現(xiàn)在這個實(shí)驗(yàn)就是把擬南芥的植物種子放進(jìn)去。科學(xué)的目標(biāo)是希望在微重力環(huán)境的條件下，從種子長成幼苗，再長成植株，最后再開花結(jié)籽。天上的實(shí)驗(yàn)開展以后，這套系統(tǒng)在地面同步開展這樣的比對實(shí)驗(yàn)。比如光照、濕度、溫度都可以做成一樣的，但是在天上是微重力，可能還有輻射，在地面沒有這些因素，那么它生長的周期、生長的結(jié)果，甚至開花的周期、結(jié)籽的情況都會有差異，從過程來說，對科學(xué)研究就是很有價(jià)值的。

據(jù)悉，此次生命生態(tài)科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜將以多種類型的生物個體為實(shí)驗(yàn)樣品，開展擬南芥、線蟲、果蠅、斑馬魚等動植物的空間生長實(shí)驗(yàn)，預(yù)期成果將促進(jìn)人類對生命現(xiàn)象本質(zhì)的理解，揭示微重力對生物個體生長、發(fā)育與衰老的影響，探索空間輻射生物學(xué)和生命起源機(jī)理，并為航天員健康和防護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。

中科院上海技物所結(jié)構(gòu)工程師許大釗：這個小型受控生命生態(tài)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，我們內(nèi)部俗稱它是養(yǎng)魚的一個設(shè)備，目前安排的是斑馬魚和水藻的一個受控的生命生態(tài)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。也就是說在這個系統(tǒng)里，藻類通過光照產(chǎn)生的氧氣供斑馬魚進(jìn)行生存，斑馬魚呼出來的二氧化碳供藻類進(jìn)行光合作用。這是一個全部密封的設(shè)備，它是通過整個設(shè)備自給自足的一個自循環(huán)，我們來研究它生態(tài)系統(tǒng)的一個變化。因?yàn)樵谔焐鲜菦]有浮力的，所以魚的各種姿態(tài)可能也都是科學(xué)家研究的一個重點(diǎn)，我們地面上也會同步進(jìn)行一個比對實(shí)驗(yàn)，當(dāng)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行到一定周期的時(shí)候，宇航員就需要介入，幫科學(xué)家采集一些數(shù)據(jù)，比如說取一些水樣，或者說是斑馬魚進(jìn)行產(chǎn)卵之后，取一些魚卵帶回地面。

變重力科學(xué)柜可模擬月球火星重力實(shí)驗(yàn)

在問天實(shí)驗(yàn)艙中，變重力科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜不僅外形獨(dú)特，而且內(nèi)藏玄機(jī)，可以提供不同大小的高精度重力環(huán)境，支持開展模擬月球重力、火星重力下的科學(xué)研究。

總臺央視記者帥俊全：變重力科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜高約1.8米，寬約1.1米，厚度也達(dá)到90厘米，這也是中國空間站所有科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜的一個標(biāo)準(zhǔn)的大小。變重力科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜它在外形上最大的特點(diǎn)就是前方的兩個監(jiān)控操作屏，就好像是戴了一副眼鏡，航天員通過操作屏不僅可以了解內(nèi)部實(shí)驗(yàn)的相關(guān)進(jìn)展，而且通過這個觸摸屏可以進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)的操作。

中國空間站變重力柜主任設(shè)計(jì)師、空間應(yīng)用中心高級工程師周妍林：離心機(jī)是我們做變重力實(shí)驗(yàn)的主要場所了。大家知道旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)盤它會給上面的物體提供一個向外的一個力——離心力，我們就是利用離心力來模擬重力，然后通過轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速的調(diào)整，來得到不同的重力的模擬。比如說月球的1/6g，火星的1/3g，為了以后我們登月、登火星，為前期的理論研究做準(zhǔn)備。

據(jù)介紹，變重力科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜可以為科學(xué)實(shí)驗(yàn)提供0-2g高精度重力環(huán)境，支持開展模擬月球重力、火星重力下的科學(xué)研究。

中國空間站變重力柜主任設(shè)計(jì)師、空間應(yīng)用中心高級工程師周妍林：這是目前在軌運(yùn)行的最大的離心機(jī)的尺度了。國際空間站以前最大也就做到600mm，我們現(xiàn)在是900mm的直徑。以前可能不能做的實(shí)驗(yàn)，中大型的動物植物類的實(shí)驗(yàn)就可以放上來了。同時(shí)尺寸越大，它的重力梯度就會越小，這樣我們得到的離心加速度就越精準(zhǔn)。

對于動植物類的實(shí)驗(yàn)，需要短則幾天，長則幾個月的長時(shí)間觀察，這就需要離心機(jī)長期穩(wěn)定的運(yùn)行。為此，科研團(tuán)隊(duì)研制了無線傳能單元并集成高速通信模塊，傳能效率可達(dá)85%以上，并在離心機(jī)上設(shè)計(jì)了一套在軌自動平衡系統(tǒng)，盡可能減小振動和磨損。

中國空間站變重力柜主任設(shè)計(jì)師、空間應(yīng)用中心高級工程師周妍林：生命生物的科學(xué)家可能想研究不同重力下，生物的發(fā)育跟重力有什么關(guān)系。比如說在月球上植物的生長和地面的生長情況可能會不一樣。物理科學(xué)家們可能關(guān)注不同的重力下，流體有什么不一樣的現(xiàn)象。所以我們變重力實(shí)驗(yàn)平臺可以面向各個領(lǐng)域的科學(xué)實(shí)驗(yàn)。