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，也是首個科學實驗艙完成科學任務(wù)，支持航天員駐留、出艙活動和開展空間科學實驗。在“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、科學手套箱與低溫存儲柜、變重力科學實驗柜等4臺科學實驗柜。

每臺科學實驗柜都是一個“迷你”太空實驗室，支持開展單學科或多學科交叉的空間科學實驗。問天實驗艙發(fā)射前，中國科學院空間應用工程與技術(shù)中心相關(guān)專家詳解問天實驗艙科學實驗柜的奧秘。

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、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。

載人航天工程空間應用系統(tǒng)副總師、中科院空間應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)。

生命生態(tài)實驗柜（中科院空間應用中心）

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。

實驗中，實驗柜可以實現(xiàn)對整個細胞組織的檢測、對細胞內(nèi)的生物樣品進行連續(xù)動態(tài)的培養(yǎng)和采樣存儲以及對蛋白質(zhì)進行結(jié)晶分析，同時對實驗過程中的生物樣品開展精細觀測。

這些實驗能夠探索微重力環(huán)境下細胞生長和分化規(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。

生物技術(shù)科學實驗柜（中科院空間應用中心供圖）

科學手套箱：實現(xiàn)細胞級精細操作

“科學手套箱統(tǒng)籌了生命科學、生物技術(shù)、航天醫(yī)學、材料科學等學科的需求，為科學家在太空開展科學實驗提供潔凈密閉實驗樣品操作空間，同時配置靈巧機械臂具備細胞級精細操作能力?！眳螐拿癖硎尽?/p>

此外，位于科學手套箱下方的低溫存儲裝置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。

科學手套箱與低溫存儲柜（中科院空間應用中心供圖）

變重力實驗柜：在軌運行最大離心機

變重力實驗柜可為科學實驗提供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。

為了給開展重力研究提供更大范圍、更長時間的實驗平臺，科學家設(shè)計了一個直徑為900毫米的離心機，也是目前在軌運行的最大的離心機。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)。

變重力實驗柜（中科院空間應用中心供圖）

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。

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