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中科院打造问天实验舱“太空实验利器”探索宇宙和生命奥秘

2022-07-24 21:38     来源:中国科学院空间应用工程与技术中心     核技术

北京时间2022年7月24日14时22分,搭载问天实验舱的长征五号B遥三运载火箭在我国文昌航天发射场点火发射,问天实验舱与火箭成功分离并进入预定轨道,发射取得圆满成功。

中国科学院是载人航天工程三大发起部门之一,牵头负责空间应用系统。中科院充分发挥国家科研机构的建制化、体系化、综合化优势,面向国家发展所需解决的重要科技问题,着眼支撑国家长远发展的战略性科技问题,在重大空间科学问题突破、关键技术攻关方面发挥了核心和攻坚作用,推动了我国空间科学与应用跨越发展。

空间应用系统问天实验舱任务以生命科学和生物技术研究为主,在空间生命科学与生物技术、微重力流体物理、空间材料科学、空间应用新技术试验等四个研究方向上规划部署了十余个研究主题,目前已立项四十余项科学项目,空间站建成后将持续论证、滚动实施相关科学项目。

为保证上述科学任务顺利开展,不断产出科学成果,空间应用系统在问天实验舱部署了生命生态实验柜、生物技术实验柜、科学手套箱与低温存储柜、变重力科学实验柜等科学实验设施,配置了舱内外应用任务共用支持设备,联合支持科学项目在轨全任务链实施。

生命生态实验柜以多种类型的生物个体(如植物种子、幼苗、植株,兼顾小型动物)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,揭示微重力对生物个体生长、发育、代谢的影响,促进人类对生命现象本质的理解,研究空间辐射生物学和亚磁生物学效应与机制,探索建立应用型受控生命生态系统,为航天员在轨辐射损伤评估、防护提供科学依据。

生物技术实验柜以组织、细胞和生化分子等不同层次多类别生物样品为对象,开展细胞组织培养、空间蛋白质结晶与分析、蛋白与核酸共起源和空间生物力学等实验,探索微重力环境下细胞生长、分化规律和机制,为人类健康、生殖发育提供理论基础;探索重力效应对生命起源和进化影响;在高效蛋白质/多肽药物、纳米晶骨骼生物技术等方面取得突破性发现,对指导组织工程、生物医药的研究和应用发挥重要作用。

科学手套箱提供洁净密闭空间和温湿度环境控制,配置灵巧机械臂,具备细胞级精细操作能力;手套箱为航天员操作多学科实验样品提供安全、高效支持。低温存储装置具有三个典型低温存储温区(-80℃、-20℃、+4℃),能够满足不同实验样品低温存储需求。

变重力科学实验柜为科学实验提供0.01g至2g高精度模拟重力环境,采用先进的无线传能和载波通信技术,支持开展微重力、模拟月球重力、火星重力等不同重力水平下的复杂流体物理、颗粒物质运动等科学研究。

此外,在舱外空间应用系统部署了能量粒子探测器、等离子体原位成像探测器,用于获取空间质子、电子、中子、重离子和等离子体等环境要素数据,为航天员健康、空间站安全运营提供保障支持,并可用于空间环境基础研究。

今年中国空间站将完成建造,成为国家太空实验室,将持续滚动开展大规模的空间科学实验与技术试验,有望在宇宙起源演化、物质本质规律、人类太空长期生存等重大前沿科学问题上取得重大发现和科学突破;预期突破和掌握高精度时频系统、太空智能制造、新一代信息、新材料制备等自主可控的关键核心技术,有力推动生物、能源、医药、材料、信息等产业发展,为解决国家重大战略需求和经济社会发展做出独特贡献。

变重力科学实验柜

科学手套箱与低温存储柜

生命生态实验柜

生物技术实验柜

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