日前，美國有關(guān)公司與北京理工大學達成協(xié)議，2016年將在“國際空間站”上為北京理工大學生命科學與技術(shù)學院進行一項與DNA相關(guān)的實驗，研究太空中各類空間輻射對人體DNA的影響。這將是在“國際空間站”上進行的第一項中國科學實驗。

　　有人說，太空是萬能實驗室。那么，科學家們利用太空這個特殊環(huán)境，主要開展了哪些實驗呢？

　　太空的高真空、強輻射、高潔凈、大溫差、太陽能、地外星球礦藏以及航天器獨有的微重力環(huán)境、高遠位置，都是地面上難以獲得的寶貴資源。因此，科學家們利用這些特殊的環(huán)境，進行各領(lǐng)域太空中的科學研究。

　　航天醫(yī)學現(xiàn)實最需要

　　醫(yī)學研究是太空實驗應用的重點，主要內(nèi)容包括研究人體對空間環(huán)境的適應性及應對措施；大量采集人體在空間環(huán)境下的生理新數(shù)據(jù)，幫助航天員克服長期航天不利影響的防護措施，提高醫(yī)學監(jiān)督與醫(yī)學保障系統(tǒng)支持載人航天的能力。在國際空間站俄羅斯實驗艙和美國實驗艙的應用項目中，醫(yī)學研究占43%。

　　而將在“國際空間站”上進行的第一項中國科學實驗，也屬于醫(yī)學與生物學研究。

　　太空是一個與地球環(huán)境迥異的空間，人進入太空，首先面臨的問題是：在太空和其他星球的環(huán)境下，人能生存嗎？能正常地生活和工作嗎?能生兒育女、長期居住嗎?航天員在返回地球后還能夠適應地球的重力環(huán)境嗎?這一切都與醫(yī)學問題有關(guān)。因此，隨著載人航天的實現(xiàn)和發(fā)展，航天醫(yī)學也隨之產(chǎn)生和發(fā)展起來。

　　從目前來看，在近地球軌道飛行時，影響人體健康最主要的因素是失重。失重會給航天員帶來肌肉萎縮、骨質(zhì)疏松、貧血、心血管功能紊亂、免疫功能下降等一系列問題。好在到目前為止，這些變化還是可逆的，也就是說航天員回到地球后經(jīng)過一段時間，可以恢復到飛行前狀態(tài)。而航天醫(yī)學家們經(jīng)過多次的地面和太空實驗，初步了解了失重對人體的影響，找到了一些制約和減少其影響的措施，否則航天員也不會像現(xiàn)在這樣，在太空中生活一年多也不會發(fā)生重大的健康問題。

　　生物研究在太空很活躍

　　空間生物學是研究在空間環(huán)境特殊因素作用下生物活動的現(xiàn)象和本質(zhì)。其研究對象包括微生物、植物、動物。幾十年來，許多生物衛(wèi)星和其他航天器將一些動物和植物種子載入太空，觀察空間環(huán)境對生物的影響。航天員對帶上太空的微生物、植物、動物進行了長期觀察和反復實驗，并取得了十分突出的成果。在國際空間站俄羅斯實驗艙和美國實驗艙的應用項目中，生物研究所占比例達32%。

　　1957年11月3日，蘇聯(lián)發(fā)射了第二顆人造衛(wèi)星“伴侶2號”，上面攜帶了小狗“萊伊卡”，它成為第一個進入太空的哺乳動物。

　　迄今為止，先后進入太空參與太空科研的實驗動物包括猴、狗、兔、貓、鼠、魚等許多種類的水生和陸生動物。

　　美國科學家曾在航天飛機上做過著名的苔蘚實驗，結(jié)果讓科學家們很意外。他們看到，在地球上生長的苔蘚，重力完全控制著它們的生長方向：苔蘚垂直向上生長，就像玉米地里的幼芽一樣。但在航天飛機中生長的苔蘚，按照以前太空中植物生長的情況，科學家們推測應該是隨機、無序地生長。但實際上苔蘚卻是長成非常有序的、順時針的螺旋形狀。研究人員推測，在太空中苔蘚螺旋形狀的出現(xiàn)，是另外一種隱藏在它們體內(nèi)的機制在起作用。在地球上，這種機制被重力的作用所抑制，到太空后重力的抑制作用消失了，苔蘚內(nèi)在的機制起主導作用，使它們長成這種可愛的螺旋狀。

　　太空制藥探索新方法

　　生物工程是太空科學實驗的又一重點項目，主要研究、制備在醫(yī)學、生物學和藥物學方面有潛在應用價值的生物材料。

　　太空制藥是利用衛(wèi)星、飛船等返回式飛行器搭載有治療作用的微生物菌種進入太空，在強輻射、微重力等太空特殊環(huán)境因素作用下，菌種發(fā)生遺傳形狀變異，返回后再經(jīng)地面篩選出良性菌種，培育出的藥品。

　　在空間微重力條件下，細胞在融合液中的重力沉降現(xiàn)象消失，可以提高電融合雜種細胞活力，為人類探索利用微重力資源進行太空制藥新方法。

　　“太空蛋白質(zhì)晶體生長”實驗是載人航天活動中的重要項目，各國都很重視。因為蛋白質(zhì)是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)，要解開生物體的奧秘和研制特效的新藥，首先要有優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)結(jié)晶，才能了解它們結(jié)構(gòu)和功能的秘密。但在地面上，由于受重力影響，很難制成大而純的蛋白質(zhì)晶體。在失重條件下，蛋白質(zhì)晶體可比在地球上生長得更純凈、更大。通過對這些晶體的分析，科學家們能更好地了解蛋白質(zhì)、酶和病毒的性質(zhì)，也許會因此而研制出新藥和更好地了解生命的基本構(gòu)造。其實驗結(jié)果已促使全球許多制藥公司與航天部門合作，研究出治療癌癥、糖尿病、肺氣腫和免疫系統(tǒng)失調(diào)的藥品或方法。

　　太空實驗獲取全新材料

　　在太空進行太空材料實驗的目的，是研究空間環(huán)境條件下材料加工、生產(chǎn)工藝過程的物理規(guī)律，從而獲得性能全新的材料。

　　在失重環(huán)境中混合物可以均勻地混合，由此能制成地面上不能得到的特種合金；也能制成一種新的泡沫金屬。其基本原理是在液態(tài)金屬中通以氣體，失重環(huán)境可使氣泡不“上浮”，也不“下沉”，均勻地分布在液態(tài)金屬中，凝固后就成為泡沫金屬，這樣就能制成輕得像軟木塞似的泡沫鋼，用它做機翼又輕又結(jié)實。

　　失重環(huán)境可使熔化了的金屬的液滴形狀呈絕對球形，冷卻后可以成為理想的滾珠，非常耐磨損，而在受重力影響的地面上很難制造出絕對球形的滾珠。

　　由于在太空液體中密度不同的成分不會發(fā)生沉淀和對流，所以在太空采用電泳技術(shù)生產(chǎn)的有些產(chǎn)品產(chǎn)量比地面高幾百倍，純度高幾倍，成本也更低，有的僅為地球上的1%。

　　在地面上不能制成很長的玻璃纖維，因為沒等到液態(tài)的玻璃絲凝固，會由于重力的作用被拉成小段，但在太空能制造出幾百米長的玻璃纖維。

　　在太空可進行無容器的“懸浮冶煉”， 消除了容器對材料的污染，防止容器本身由于高溫而影響金屬冶煉的純度，獲得純度極高的產(chǎn)品，等等。來源：《北京日報》

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網(wǎng)址: 國際空間站中的多樣化太空實驗 http://www.u1s5d6.cn/newsview1692942.html