問天實(shí)驗(yàn)艙帶的實(shí)驗(yàn)機(jī)柜到底是什么?有什么作用?一文帶你看懂其中的門道~
作為空間站組合體迎來的首個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)艙,問天實(shí)驗(yàn)艙搭載了生命生態(tài)實(shí)驗(yàn)柜、生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)柜等科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜,將利用空間環(huán)境開展更多、更復(fù)雜、更精密的科學(xué)實(shí)驗(yàn)。今天,“問天之問”第四話將為你系統(tǒng)性介紹問天實(shí)驗(yàn)艙所攜帶的科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜。
#問天之問(四)——科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜
隨著“國家太空實(shí)驗(yàn)室”的建設(shè),中國空間站將具備開展大規(guī)模、多學(xué)科領(lǐng)域的空間科學(xué)研究及應(yīng)用的能力,并為在軌科學(xué)實(shí)驗(yàn)提供豐富的資源條件和獨(dú)特空間環(huán)境條件。目前,在神舟十四號航天員乘組對問天實(shí)驗(yàn)艙搭載的科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜進(jìn)行了設(shè)置、加電、安裝等工作。
本次問天實(shí)驗(yàn)艙搭載了空間應(yīng)用系統(tǒng)的生命生態(tài)實(shí)驗(yàn)柜、生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)柜、科學(xué)手套箱與低溫存儲柜、變重力科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜。問天實(shí)驗(yàn)艙為這些機(jī)柜以及艙外暴露試驗(yàn)裝置等科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)施配置了應(yīng)用共用支持設(shè)備,對實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)/外科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)施進(jìn)行氣、液、電、信息等資源集中調(diào)度和高效管理。
生命生態(tài)實(shí)驗(yàn)柜
生命生態(tài)實(shí)驗(yàn)柜的主要目的是為了開展以生物個(gè)體(包括植物、動(dòng)物等)為對象的微重力效應(yīng)和空間輻射效應(yīng)研究,以及空間生態(tài)生命支持系統(tǒng)基礎(chǔ)研究,揭示微重力對生物個(gè)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,研究受控生命生態(tài)支持系統(tǒng)的基礎(chǔ)問題,發(fā)展小型模式生物個(gè)體為對象的復(fù)雜空間培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)。
生命生態(tài)實(shí)驗(yàn)柜結(jié)構(gòu)圖
生命生態(tài)實(shí)驗(yàn)柜能夠?yàn)橹参?、水生生物、小型模式?dòng)物和小型哺乳動(dòng)物等多類別生物樣品提供相應(yīng)的培養(yǎng)環(huán)境與生命保障,對培養(yǎng)環(huán)境的溫度、濕度、液體及氣體組分等實(shí)施動(dòng)態(tài)控制,具備實(shí)驗(yàn)過程實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)觀察能力。
生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)柜
生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)柜支持的研究主題有:開展以生物組織、細(xì)胞和生化分子等不同層次多類別生物樣品為對象的細(xì)胞培養(yǎng)和組織構(gòu)建,以及分子生物制造技術(shù)、空間蛋白質(zhì)結(jié)晶和分析等空間生物技術(shù)及應(yīng)用研究,并給蛋白與核酸共起源、空間生物力學(xué)等提供接口,在創(chuàng)新的生物材料、藥物和醫(yī)療技術(shù)等方面取得突破性發(fā)現(xiàn)、獲取全新的認(rèn)知,對指導(dǎo)和促進(jìn)地面農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)境生物技術(shù)研究和發(fā)展發(fā)揮積極作用。
生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)柜結(jié)構(gòu)圖
生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)柜能夠?yàn)樯飿悠飞L提供穩(wěn)定的營養(yǎng)供給條件,對培養(yǎng)環(huán)境的溫度、濕度、液體及氣體組分等實(shí)施動(dòng)態(tài)控制。具有明場、相差、熒光及激光共聚焦的顯微觀察以及分光光度檢測能力,能夠?qū)ι飿悠愤M(jìn)行精細(xì)觀察、原位檢測和代謝產(chǎn)物動(dòng)態(tài)分析,對實(shí)驗(yàn)過程實(shí)施動(dòng)態(tài)監(jiān)測。
科學(xué)手套箱與低溫存儲柜
科學(xué)手套箱的應(yīng)用范圍包括了空間基礎(chǔ)生物學(xué)研究、空間生命科學(xué)的前沿和交叉研究、空間生物技術(shù)和應(yīng)用研究、空間輻射生物學(xué)研究及空間生態(tài)生命支持系統(tǒng)基礎(chǔ)性研究等。
科學(xué)手套箱
它能夠?yàn)榭臻g科學(xué)實(shí)驗(yàn)提供密閉潔凈的操作空間;溫度、濕度、光照、風(fēng)速可控的環(huán)境系統(tǒng);特別配置的靈巧機(jī)械臂系統(tǒng),以及能夠進(jìn)行顯微細(xì)胞操作的微操作系統(tǒng),可協(xié)助航天員在軌實(shí)現(xiàn)精細(xì)操作或重復(fù)操作科學(xué)實(shí)驗(yàn)(如基因注射、細(xì)胞核提取、染色體切割、靈巧作業(yè)等);同時(shí)配置了多類可擴(kuò)展的標(biāo)準(zhǔn)接口,為將來在軌科學(xué)實(shí)驗(yàn)的需求更新,提供強(qiáng)大支撐。
科學(xué)手套箱與低溫存儲柜結(jié)構(gòu)圖
也是目前包括國際空間站在內(nèi),擁有最強(qiáng)大的環(huán)境控制能力(溫度、濕度、光照、風(fēng))、最高操作精度(優(yōu)于5μm) 以及自潔凈能力的科學(xué)實(shí)驗(yàn)載荷??茖W(xué)手套箱的成功研制,必將為我國的空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)提供強(qiáng)大的基礎(chǔ)科研支撐能力。
低溫存儲裝置訓(xùn)練件
低溫存儲裝置設(shè)計(jì)了三種典型低溫存儲溫區(qū)(-80℃、-20℃、+4℃),容積分別為25L、15L和15L。滿足樣品不同低溫存儲要求;可以滿足生物、試劑、材料等樣品不同低溫存儲條件,為開展長期空間實(shí)驗(yàn)提供保障。各低溫區(qū)內(nèi)的樣品應(yīng)可分隔放置,并具有樣品限位措施。
低溫儲存裝置
低溫存儲環(huán)境是開展空間生物科學(xué)實(shí)驗(yàn)的必要條件??蔀槲覈臻g站提供長期持久的低溫生物樣品保存功能。
變重力科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜
變重力科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜支持的研究主題有:支持與重力相關(guān)的多類科學(xué)實(shí)驗(yàn),包括空間生命科學(xué)與生物技術(shù)、微重力流體和燃燒科學(xué)等實(shí)驗(yàn)的不同重力效應(yīng)和響應(yīng)機(jī)制研究。
變重力科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜結(jié)構(gòu)圖
變重力科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜具有2個(gè)直徑為900mm離心機(jī),可為科學(xué)實(shí)驗(yàn)提供0.01g至2g高精度模擬重力環(huán)境,支持開展不同重力水平下的以流體物理為主的科學(xué)研究。離心機(jī)具有自動(dòng)平衡調(diào)節(jié)能力,可提供實(shí)驗(yàn)期間的模擬重力水平參數(shù)。
地面科學(xué)家團(tuán)隊(duì)開展的項(xiàng)目研究和地基實(shí)驗(yàn)等工作,驗(yàn)證了在軌科學(xué)實(shí)驗(yàn)方案合理性,保障了在軌科學(xué)實(shí)驗(yàn)的順利開展,從而能夠充分發(fā)揮空間站效益,及早產(chǎn)出科學(xué)成果。
未來,空間應(yīng)用系統(tǒng)將按照飛行程序安排開展初始狀態(tài)設(shè)置和在軌測試。而后,航天員與地面科學(xué)家團(tuán)隊(duì)會(huì)按計(jì)劃開展規(guī)劃的各項(xiàng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)。在空間站轉(zhuǎn)入運(yùn)營階段后,將開展較大規(guī)??臻g科學(xué)實(shí)驗(yàn)。
空間站組合體迎來
首個(gè)實(shí)驗(yàn)艙段
在軌科學(xué)實(shí)驗(yàn)工作再譜新篇
中國載人航天永不止步
前方是星辰大海
讓我們共同啟程!
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