为什么要到空间站做实验
值得一提的是,刘方武介绍,此前国际空间站检测微生物是采用“在轨抗原+采集返回地面进行检测”的方式,而中国空间站直接在轨进行培养和核酸检测的技术方案,更具看点。
正如张伟所说,为了完成预期实验任务,问天舱可谓大搞“精装修”,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,以及舱外暴露试验装置等科学实验设施。
为应对紧急情况,这套设备还配备了紧急供氧系统、水质置换系统等。张涛表示,这个实验,就是要在我国空间站实现小型受控水生生态系统的构建。
暑期常与作业相伴。最近,正在中国空间站“出差”的航天员陈冬、刘洋和蔡旭哲,就收到了火箭“快递”来的一份特殊作业——中国空间站首个科学实验舱问天舱相关实验任务。
太空核酸检测有看点
天然的研究场所
他举例说,1986年到2001年在轨运行的和平号空间站,就曾出现过108种细菌和126种真菌引发的微生物污染问题。其中不乏对人体健康有害,以及能够引起飞船材料降解、腐蚀设备的微生物。
要对实验系统里微生物进行检测,首先需要航天员手动对实验系统环境进行采样,并将样品放入生命生态实验系统的微生物检测模块。接下来有两个方法可以使用,一个是观察培养法,通过加入培养基培养后,设备会对培养基上的菌落进行自动成像,地面科学家根据远程传输回来的图像和数据对微生物的种类进行鉴定;另一个是核酸扩增检测法,在样品放入检测模块后启动核酸检测流程,从而测出是否含有特定微生物及其含量。
其中生命生态实验柜备受关注,它的重要功能之一,是为植物、水生生物、小型模式动物等多类别生物样品提供培养环境与生命保障。斑马鱼就是即将开展实验的生物样品之一,它们将作为水生生物代表,体验太空生存挑战。
刘方武说,为了预防微生物污染,“我们现阶段对生命生态和生物技术实验系统里的微生物安全监测,提供了两种技术手段,一种是培养法,另一个就是我们应对新冠所采取的方法——核酸检测”。
中青报·中青网记者 张茜 来源:中国青年报
“太空拥有一系列特殊环境条件,比如微重力、强辐射、高真空、超洁净等,而人类梦想走出地球、步入深空,首先就需要开展一系列空间生命科学实验。”中国科学院空间应用中心集成技术中心副主任、中国空间科学实验柜总体主任设计师张璐说。在太空环境中,人类能否种出粮食?太空辐射,会让细胞变异吗?地球生物体,又能否在太空世代繁衍?空间生命科学实验可以帮助人们寻找答案。
2020年8月9日,贵州省仁怀市科技馆内,小朋友戴上VR眼镜,体验宇航员在空间站里的情景。视觉中国供图(资料图片)
随着人类探索太空疆域的不断拓展,未来,搭建月球基地、星际旅行、外星移民都将有望成为现实。空间科学实验,对人类未来如何在太空长期生存至关重要。今年晚些时候,我国空间站第2个实验舱——梦天舱也将发射,我国空间科学实验实力将进一步增强。
同时,载人空间站可以进行天地往返运输,能够实现实验样品返回。比如在轨开展的生命、材料等科学实验,就有必要将实验后的样品送回地球,回到地面再进行进一步研究。
比如在微重力条件下,会产生一些神奇的物理效应:微重力效应可以使得浮力对流极大幅度地减小;也可以让沉淀和分层现象基本消失;还可以使得压力梯度极大幅度地减小。这些不同于地球环境的物理特性,或许会给我们司空见惯的实验带来新的惊喜。
与得天独厚的实验条件对应,中国空间站还配备了丰富的实验资源。张伟透露,空间站建造完成后,将在轨运行10年以上。空间站已研制了密封舱内的先进科学实验柜、巡天空间望远镜和舱外暴露实验装置等。此外,密封舱外有独立载荷接口和大型挂点,在应用与发展阶段规划了数十个舱外载荷项目。
小小微生物,也有大来头。中科院上海技物所副研究员、问天实验舱生物技术科学实验系统副主任设计师刘方武介绍,航天器长期在轨有氧密闭运行过程中,微生物污染问题必须引起重视。
“在这个系统里,有鱼、有藻类、有微生物。”田清解释:“由于太空中鱼食无法下沉水底,我们专门设计了一个喂食单元;还设计了专门的营养液供给设备,为藻类提供营养。实验过程中,藻类通过光合作用产生的氧气,供鱼类消耗;鱼类呼出来的二氧化碳,供藻类进行光合作用;鱼类的排泄物,则可以作为藻类的营养供给。”
文章来源:《空间科学学报》 网址: http://www.kjkxxbzz.cn/zonghexinwen/2022/0808/505.html