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中國科學院打造問天實驗艙“太空實驗利器”探索宇宙和生命奧秘

日期:2022-07-25

|  來源:重大科技任務局 空間應用工程與技術(shù)中心【字號:

? 北京時間2022年7月24日14時22分,搭載問天實驗艙的長征五號B遙三運載火箭在我國文昌航天發(fā)射場點火發(fā)射,問天實驗艙與火箭成功分離并進入預定軌道,發(fā)射取得圓滿成功。

  中國科學院是載人航天工程三大發(fā)起部門之一,牽頭負責空間應用系統(tǒng)。中國科學院充分發(fā)揮國家科研機構(gòu)的建制化、體系化、綜合化優(yōu)勢,面向國家發(fā)展所需解決的重要科技問題,著眼支撐國家長遠發(fā)展的戰(zhàn)略性科技問題,在重大空間科學問題突破、關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)方面發(fā)揮了核心和攻堅作用,推動了我國空間科學與應用跨越發(fā)展。

  空間應用系統(tǒng)問天實驗艙任務以生命科學和生物技術(shù)研究為主,在空間生命科學與生物技術(shù)、微重力流體物理、空間材料科學、空間應用新技術(shù)試驗等四個研究方向上規(guī)劃部署了十余個研究主題,目前已立項四十余項科學項目,空間站建成后將持續(xù)論證、滾動實施相關(guān)科學項目。

  為保證上述科學任務順利開展,不斷產(chǎn)出科學成果,空間應用系統(tǒng)在問天實驗艙部署了生命生態(tài)實驗柜、生物技術(shù)實驗柜、科學手套箱與低溫存儲柜、變重力科學實驗柜等科學實驗設施,配置了艙內(nèi)外應用任務共用支持設備,聯(lián)合支持科學項目在軌全任務鏈實施。

  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,兼顧小型動物)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,揭示微重力對生物個體生長、發(fā)育、代謝的影響,促進人類對生命現(xiàn)象本質(zhì)的理解,研究空間輻射生物學和亞磁生物學效應與機制,探索建立應用型受控生命生態(tài)系統(tǒng),為航天員在軌輻射損傷評估、防護提供科學依據(jù)。

  生物技術(shù)實驗柜以組織、細胞和生化分子等不同層次多類別生物樣品為對象,開展細胞組織培養(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等實驗,探索微重力環(huán)境下細胞生長、分化規(guī)律和機制,為人類健康、生殖發(fā)育提供理論基礎;探索重力效應對生命起源和進化影響;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),對指導組織工程、生物醫(yī)藥的研究和應用發(fā)揮重要作用。

  科學手套箱提供潔凈密閉空間和溫濕度環(huán)境控制,配置靈巧機械臂,具備細胞級精細操作能力;手套箱為航天員操作多學科實驗樣品提供安全、高效支持。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。

  變重力科學實驗柜為科學實驗提供0.01g至2g高精度模擬重力環(huán)境,采用先進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、火星重力等不同重力水平下的復雜流體物理、顆粒物質(zhì)運動等科學研究。

  此外,在艙外空間應用系統(tǒng)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)境基礎研究。

  今年中國空間站將完成建造,成為國家太空實驗室,將持續(xù)滾動開展大規(guī)模的空間科學實驗與技術(shù)試驗,有望在宇宙起源演化、物質(zhì)本質(zhì)規(guī)律、人類太空長期生存等重大前沿科學問題上取得重大發(fā)現(xiàn)和科學突破;預期突破和掌握高精度時頻系統(tǒng)、太空智能制造、新一代信息、新材料制備等自主可控的關(guān)鍵核心技術(shù),有力推動生物、能源、醫(yī)藥、材料、信息等產(chǎn)業(yè)發(fā)展,為解決國家重大戰(zhàn)略需求和經(jīng)濟社會發(fā)展做出獨特貢獻。

  
  變重力科學實驗柜
  
  科學手套箱與低溫存儲柜
  
  生命生態(tài)實驗柜
  
  生物技術(shù)實驗柜
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