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实践十号上的十个“箱子”都是干什么用的?

我国首颗微重力科学实验卫星——实践十号于4月6日成功发射,在顺利完成12天太空飞行后,其回收舱于18日返回地球。

实践十号上的十个“箱子”

我国首颗微重力科学实验卫星——实践十号于4月6日成功发射,在顺利完成12天太空飞行后,其回收舱于18日返回地球。实践十号利用太空中微重力等特殊环境完成19项科学实验,下面就是实践十号所搭载的一些空间实验载荷箱。

1.煤燃烧箱

在太空中烧煤有什么科学含量吗?当然有。煤燃烧是一个复杂的过程,地面上的条件会掩盖人们对燃烧基本过程的认识,而在太空中把重力因素排除之后,其燃烧机制和特点以及物性参数的测量会发生怎样的改变?这些研究成果对于提高地面煤燃烧的效率,减少污染物的生成是非常有意义的。

2.Soret实验箱

这一实验项目与石油开采密切相关。要想尽可能准确地预测油田中的石油组分分布和油气界面位置,进而指导石油的开采并降低开采成本,就需要Soret系数,即热扩散系数的准确数据。然而,在地面常重力条件下无法获得不受对流干扰的理想热扩散过程,也难以得到Soret系数的准确数据。来自中外的石油样品可在太空微重力环境下进行准确测量。

3.非金属材料燃烧箱

非金属材料在微重力下的燃烧实验是针对载人航天器的防火问题而设计的。航天器舱内起火是载人航天器面临的最大威胁之一,此前国际上已有过惨痛教训。通过观察微重力条件下材料着火、燃烧以及烟气析出的规律,并对比重力条件下的燃烧规律,有助于掌握各种非金属材料的防火特性,从而服务于我国未来的空间站建设。

4.胚胎培养箱

实践十号搭载着一个装有数千枚2细胞小鼠早期胚胎的胚胎培养箱。卫星上天十几小时后,研究人员从传回的图像中发现,小鼠细胞开始分裂发育,从2细胞到4细胞、8细胞……到60小时后,有些小鼠细胞已发育成囊胚。对样本进行回收后,还将进一步分析判断太空环境是促进还是抑制了胚胎的发育,其机理又是什么。

5.家蚕培养箱

已有研究表明空间环境能够诱变家蚕,但是,诱变过程中哪些基因发生了变化,蛋白的种类和丰度都是未知因素。在空间环境中连续培养家蚕胚胎12天,研究其基因表达的特征,并可将这些研究结果和方法推广到其他的生物研究之中,探究长期微重力状态、空间辐射、超真空等不同于地面的因素对动物生命活动将产生哪些影响。

6.干细胞箱

人类要想在宇宙空间中长期生存,就需要研究解决一系列空间生命课题,如失重、真空、宇宙辐射、高温(或低温)等宇宙环境因素对生命过程的影响。这一实验是国际上首次开展的微重力条件下造血与神经干细胞三维培养研究,揭示微重力下细胞三维生长的基本规律及其对自我更新、分化与功能的影响,探索解决目前干细胞非分化性增殖、高效定向分化、三维组织构建等世界性难题的新途径。

7.高等植物

植物内在的遗传机制会怎样适应地球上从未有过的微重力新环境和昼夜及四季周期的变化?此前进行的多次空间植物生长试验虽已取得进展,但还没有完全阐明微重力对植物生长发育的影响,尤其是对于开花途径的诱导。此次研究将从一个全新角度认识微重力条件下光周期诱导高等植物开花的分子机理。

8.胶体材料箱

胶体是指某种微小颗粒分散在另一种溶液中,微粒尺寸在纳米到微米之间。由于胶体晶体结构排列的周期恰好为光波波长数量级,可以改变光传输路径,因此被称为光子晶体。光子晶体可能代替半导体,成为新一代信息承载和传输媒介。在微重力条件下研究胶体粒子在固态、液态界面上的自组装行为,在国际上尚属首次。

9.辐射基因盒

装有小鼠细胞和果蝇培养设备,通过检测太空旅行前后小鼠细胞和果蝇的样本,定量研究空间辐射对基因组的作用和遗传效应,寻找新的空间辐射敏感标志生物分子,为太空辐射的风险和防护研究提供新的基础数据和检测手段。

10.多功能炉

多功能炉是供材料科学研究使用的,其中将进行8种新材料、新工艺的研究,包括半导体材料、合金材料以及金属材料。在地球表面,由重力效应而产生的浮力对流、重力密度分层等现象,会对材料的性能和质量产生影响。而在微重力环境下开展晶体生长研究,可排除浮力对流和重力沉淀效应的干扰,获得地面重力场中难以生长的高质量材料。

作者:安利

来源:《百科知识》

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