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泛“舟”太空将打开我们哪些“脑洞”?

发布时间:2017-04-21 14:34 来源:中青在线 作者:中青报·中青在线

  作为我国首艘货运飞船,天舟一号的成功发射引发世人瞩目,看着这位一次能将6吨货物带入太空的“快递小哥”,很多人对它却有一种“身大力不亏”甚至“四肢发达、头脑简单”的错觉。

  事实则不然。尽管天舟一号的主要功能是“运货”和“加油”,但根据中国科学院空间应用系统副总设计师李绪志的说法,在满足运输货物需求的同时,天舟一号还要最大限度地发挥平台效能,随船搭载了十几台载荷设备,将在太空开展4项令人“脑洞大开”的科学实验和技术试验。

  这4项分别是微重力对细胞增殖和分化影响研究、两相系统实验平台的关键技术研究、非牛顿引力实验检验的关键技术验证、主动隔振关键技术验证。

  听起来有些拗口,但其实和人类的太空生存息息相关。以“微重力对细胞增殖和分化影响研究”为例,这个研究微重力等环境对干细胞增殖分化、生殖细胞分化及骨组织细胞结构功能影响的项目,可以说是人类健康的先行者。

  老话说“天上一天,地上一年”,在该项目负责人、清华大学教授陈国强看来,这有一定的科学道理,数据表明,航天员每月平均有0.5%~2%的骨质丢失,回到地球后,骨质恢复时间要长于飞行时间2~3倍,有的甚至不能完全恢复。

  相应地,地面条件下治疗骨质疏松的药物,对微重力环境诱导的骨质疏松作用并不明显。陈国强说,这次天舟一号的实验,就将首次研究真实太空环境下3HB的成骨作用——3HB是哺乳动物体内一种能够促进成骨细胞增殖的成分,并与地面模拟失重环境实验进行对比。

  清华大学纪家葵教授研究小组也放了一个实验项目在天舟一号上,名为生殖细胞研究,科学家们希望实验能够阐明太空微重力环境下生殖细胞发育与成熟的基本规律,探索胚胎干细胞分化的分子机制。

  具体来看,一方面是在太空微重力条件下,诱导人胚胎干细胞转为生殖细胞,并利用明视野显微镜和荧光显微镜进行跟踪观察。另一方面要开展细胞形态学分析,根据所传输回地面的实时显微成像结果,观察各诱导体系内报告基因表达情况和细胞形态,并与地面对照组比较,分析各类生殖细胞诱导效率和形态特征。

  说白了,就是看看太空生育能否成真。

  纪家葵说,目前,太空微重力下人类生殖健康研究尚处于初级阶段,干细胞分化机制的研究也刚刚起步。他希望通过这项前沿性极强的研究,能够在太空生活对人类生殖的影响、改善太空生育能力、实现空间移民和太空生育后代等方面带去一些新的理解。

  还有一个项目名为“主动隔振关键技术验证”,也比较“接太空气”:我们在地面行走,拿着一杯满满的水,水可能很容易洒出来。同样,航天器虽然处于微重力环境,但是由于星上、船上的姿轨控、风机、飞轮、帆板的动作,也带来了很多扰动。

  中科院空间应用中心副研究员董文博就表示,如果不能克服这些微扰动,科学实验就达不到微重力的效果,甚至失去了上天实验的意义。为此,他们研制出来一个神奇的“摇篮”,来尽可能地隔离一切振动。

  具体来说,就是利用磁悬浮技术,把科学载荷彻底悬浮起来,隔离来自飞船的振动,并且控制器能灵敏地感知外界的变化,及时做出调整。

  这是我国首次在空间实施这一技术,将使我国成为继美国和加拿大后第3个在轨采用主动隔振控制技术服务于空间微重力实验研究的国家。董文博说,将极大支持和推动空间站高微重力实验平台的研制建设,取得的技术成果可以直接服务于未来我国空间站阶段的空间科学实验载荷。

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  文字:邱晨辉

  微信编辑:阿邱啊

  监制:刘健 堵力

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【责任编辑:赵悦】
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