教學設備探訪中國空間站科學實

　

來源：央視新聞客戶端

作為中國空間站首個實驗艙段——問天實驗艙主要面向空間生命科學研究。那么，我們將會開展哪些生命科學實驗呢？

在中科院上海技術物理研究所的實驗室里，張濤和他的團隊正在做最后的準備工作，此次在中國空間站要進行的空間生命科學實驗就是通過這套系統完成的。

中科院上海技物所空間生命科學儀器團隊負責人 張濤：通用生物培養模塊是最核心的實驗模塊。這個實驗模塊主要是在空間站給做植物學研究的科學家們提供一個做植物培養實驗的環境條件，這里面包括了光照、溫度、氣體組分，還可以給它提供二氧化碳，提供它需要的光照。換一種實驗樣品，我們就可以根據它的要求來進行提供。

在生命生態實驗柜上，配備有多種相機，可用于觀察植物生長情況回傳地面，科研團隊可以通過遠程地面的指令操控，調整參數、程序、實驗流程。

中科院上海技物所空間生命科學儀器團隊負責人 張濤：我們現在這個實驗就是把擬南芥的植物種子放進去。科學的目標是希望在微重力環境的條件下，從種子長成幼苗，再長成植株，最后再開花結籽。天上的實驗開展以后，這套系統在地面同步開展這樣的比對實驗。比如光照、濕度、溫度都可以做成一樣的，但是在天上是微重力，可能還有輻射，在地面沒有這些因素，那么它生長的周期、生長的結果，甚至開花的周期、結籽的情況都會有差異，從過程來說，對科學研究就是很有價值的。

據悉，此次生命生態科學實驗柜將以多種類型的生物個體為實驗樣品，開展擬南芥、線蟲、果蠅、斑馬魚等動植物的空間生長實驗，預期成果將促進人類對生命現象本質的理解，揭示微重力對生物個體生長、發育與衰老的影響，探索空間輻射生物學和生命起源機理，并為航天員健康和防護提供科學依據。

中科院上海技物所結構工程師 許大釗：這個小型受控生命生態實驗系統，我們內部俗稱它是養魚的一個設備，目前安排的是斑馬魚和水藻的一個受控的生命生態實驗系統。也就是說在這個系統里，藻類通過光照產生的氧氣供斑馬魚進行生存，斑馬魚呼出來的二氧化碳供藻類進行光合作用。這是一個全部密封的設備，它是通過整個設備自給自足的一個自循環，我們來研究它生態系統的一個變化。因為在天上是沒有浮力的，所以魚的各種姿態可能也都是科學家研究的一個重點，我們地面上也會同步進行一個比對實驗，當實驗進行到一定周期的時候，宇航員就需要介入，幫科學家采集一些數據，比如說取一些水樣，或者說是斑馬魚進行產卵之后，取一些魚卵帶回地面。

變重力科學柜 可模擬月球火星重力實驗

在問天實驗艙中，變重力科學實驗柜不僅外形獨特，而且內藏玄機，可以提供不同大小的高精度重力環境，支持開展模擬月球重力、火星重力下的科學研究。

總臺央視記者 帥俊全：變重力科學實驗柜高約1.8米，寬約1.1米，厚度也達到90厘米，這也是中國空間站所有科學實驗柜的一個標準的大小。變重力科學實驗柜它在外形上最大的特點就是前方的兩個監控操作屏，就好像是戴了一副眼鏡，航天員通過操作屏不僅可以了解內部實驗的相關進展，而且通過這個觸摸屏可以進行相關實驗的操作。

中國空間站變重力柜主任設計師、空間應用中心高級工程師 周妍林：離心機是我們做變重力實驗的主要場所了。大家知道旋轉的轉盤它會給上面的物體提供一個向外的一個力——離心力，我們就是利用離心力來模擬重力，然后通過轉盤轉速的調整，來得到不同的重力的模擬。比如說月球的1/6g，火星的1/3g，為了以后我們登月、登火星，為前期的理論研究做準備。

據介紹，變重力科學實驗柜可以為科學實驗提供0-2g高精度重力環境，支持開展模擬月球重力、火星重力下的科學研究。

中國空間站變重力柜主任設計師、空間應用中心高級工程師 周妍林：這是目前在軌運行的最大的離心機的尺度了。國際空間站以前最大也就做到600mm，我們現在是900mm的直徑。以前可能不能做的實驗，中大型的動物植物類的實驗就可以放上來了。同時尺寸越大，它的重力梯度就會越小，這樣我們得到的離心加速度就越精準。

對于動植物類的實驗，需要短則幾天，長則幾個月的長時間觀察，這就需要離心機長期穩定的運行。為此，科研團隊研制了無線傳能單元并集成高速通信模塊，傳能效率可達85%以上，并在離心機上設計了一套在軌自動平衡系統，盡可能減小振動和磨損。

中國空間站變重力柜主任設計師、空間應用中心高級工程師 周妍林：生命生物的科學家可能想研究不同重力下，生物的發育跟重力有什么關系。比如說在月球上植物的生長和地面的生長情況可能會不一樣。物理科學家們可能關注不同的重力下，流體有什么不一樣的現象。所以我們變重力實驗平臺可以面向各個領域的科學實驗。