动植物生长、人造重力……“问天”实验大揭秘

文/航科

▲ 生命生态实验柜

▲ 生物技术实验柜

▲ 科学手套箱与低温存储柜

太空实验少不了各种新鲜事，而这次神舟十四号航天员“签收”问天实验舱，将利用它主要面向空间生命科学研究。具体能干什么呢？我们来看看权威“爆料”。

中国科学院是载人航天工程三大发起部门之一，牵头负责空间应用系统。而空间应用系统中，问天实验舱任务以生命科学和生物技术研究为主，科研人员在空间生命科学与生物技术、微重力流体物理、空间材料科学、空间应用新技术试验等4 个研究方向上规划部署了10 余个研究主题，据悉已立项40 余项科学项目。中国空间站建成后，科研人员将持续论证、滚动实施相关科学项目。

为保证科学任务顺利开展，不断产出科学成果，中科院空间应用系统在问天实验舱部署了生命生态实验柜、生物技术实验柜、科学手套箱与低温存储柜、变重力科学实验柜等科学实验设施，还配置了舱内外应用任务共用支持设备，联合支持科学项目在轨全任务链实施。

生命生态实验柜以多种类型的生物个体（如植物种子、幼苗、植株，兼顾小型动物）为实验样品，计划开展拟南芥、线虫、果蝇、斑马鱼等动植物的空间生长实验，希望揭示微重力对生物个体生长、发育、代谢的影响，促进人类对生命现象本质的理解。此外，实验将研究空间辐射生物学和亚磁生物学效应与机制，探索建立应用型受控生命生态系统，为航天员在轨辐射损伤评估、防护提供科学依据。

生物技术实验柜以组织、细胞和生化分子等不同层次多类别生物样品为对象，开展细胞组织培养、空间蛋白质结晶与分析、蛋白与核酸共起源和空间生物力学等实验，重点探索3个方面：探索微重力环境下细胞生长、分化规律和机制，为人类健康、生殖发育提供理论基础；探索重力效应对生命起源和进化的影响；力争在高效蛋白质/多肽药物、纳米晶骨骼生物技术等方面取得突破性发现，对指导组织工程、生物医药的研究和应用发挥重要作用。

科学手套箱为开展实验提供洁净密闭空间和温湿度环境控制，又配置灵巧机械臂，具备细胞级精细操作能力。其中，手套箱为航天员操作多学科实验样品提供安全、高效支持。低温存储装置具有3 个典型低温存储温区——零下80 摄氏度、零下20 摄氏度、4 摄氏度，能够满足不同实验样品的低温存储需求。

变重力科学实验柜为科学实验提供0.01g 至2g 的高精度模拟重力环境，采用先进的无线传能和载波通信技术，支持开展微重力、模拟月球重力、模拟火星重力等不同重力水平下的复杂流体物理、颗粒物质运动等科学研究。

此外，科研人员在舱外空间应用系统部署了能量粒子探测器、等离子体原位成像探测器，用于获取空间质子、电子、中子、重离子和等离子体等环境要素数据，为航天员健康、空间站安全运营提供保障支持，还可用于空间环境基础研究。

▲ 变重力科学实验柜外表很萌

▲ 变重力科学实验柜打开

今年中国空间站将完成建造，成为国家太空实验室，将持续滚动开展大规模的空间科学实验与技术试验，有望在宇宙起源演化、物质本质规律、人类太空长期生存等重大前沿科学问题上取得重大发现和科学突破，预期会突破和掌握高精度时频系统、太空智能制造、新一代信息、新材料制备等自主可控的关键核心技术，有力推动生物、能源、医药、材料、信息等产业发展，为解决国家重大战略需求和经济社会发展做出独特贡献。

可以说，随着太空实验任务越来越繁重，我们会看到越来越多的“新型航天员”上天，他们是专职太空科研人员，将与载人航天事业相互促进，共同攀上科技新高地。

▲ 科学实验柜地面测试