作為中國空間站首個科學(xué)實驗艙，“問天”未來將開展哪些實驗？中國載人航天工程空間應(yīng)用系統(tǒng)副總師、中科院空間應(yīng)用中心研究員呂從民介紹，空間應(yīng)用系統(tǒng)問天實驗艙任務(wù)以生命科學(xué)和生物技術(shù)研究為主，在空間生命科學(xué)與生物技術(shù)、微重力流體物理、空間材料科學(xué)、空間應(yīng)用新技術(shù)試驗等4個領(lǐng)域規(guī)劃部署了十余個研究主題，空間站建成后將持續(xù)論證、滾動實施相關(guān)科學(xué)項目。
據(jù)他介紹，為保證科學(xué)任務(wù)順利開展，不斷產(chǎn)出科學(xué)成果，空間應(yīng)用系統(tǒng)在問天實驗艙部署了生命生態(tài)實驗柜、生物技術(shù)實驗柜、科學(xué)手套箱與低溫存儲柜、變重力科學(xué)實驗柜等科學(xué)實驗設(shè)施，配置了艙內(nèi)外應(yīng)用任務(wù)共用支持設(shè)備，聯(lián)合支持科學(xué)項目在軌全任務(wù)鏈實施。
這其中，生命生態(tài)實驗柜以多種類型的生物個體——如植物種子、幼苗、植株、兼顧小型動物為實驗樣品，開展擬南芥、線蟲、果蠅、斑馬魚等動植物的空間生長實驗，揭示微重力對生物個體生長、發(fā)育、代謝的影響。
“這些還將促進人類對生命現(xiàn)象本質(zhì)的理解，研究空間輻射生物學(xué)和亞磁生物學(xué)效應(yīng)與機制，探索建立應(yīng)用型受控生命生態(tài)系統(tǒng)，為航天員在軌輻射損傷評估、防護提供科學(xué)依據(jù)。”呂從民說。
生物技術(shù)實驗柜以組織、細胞和生化分子等不同層次多類別生物樣品為對象，開展細胞組織培養(yǎng)、空間蛋白質(zhì)結(jié)晶與分析、蛋白與核酸共起源和空間生物力學(xué)等實驗，探索微重力環(huán)境下細胞生長和分化規(guī)律和機制，為人類健康、生殖發(fā)育提供理論基礎(chǔ)；探索重力效應(yīng)對生命起源和進化影響；在高效蛋白質(zhì)/多肽藥物、納米晶骨骼生物技術(shù)等方面取得突破性發(fā)現(xiàn)，對指導(dǎo)組織工程、生物醫(yī)藥的研究和應(yīng)用發(fā)揮重要作用。
科學(xué)手套箱提供潔凈密閉空間和溫濕度環(huán)境控制，配置靈巧機械臂具備細胞級精細操作能力；手套箱為航天員操作多學(xué)科實驗樣品提供安全、高效支持。低溫存儲裝置具有三個典型低溫存儲溫區(qū)(-80℃、-20℃、+4℃)，能夠滿足不同實驗樣品低溫存儲需求。
變重力科學(xué)實驗柜為科學(xué)實驗提供0.01g至2g高精度模擬重力環(huán)境，采用先進的無線傳能和載波通信技術(shù)，支持開展微重力、模擬月球重力、火星重力等不同重力水平下的復(fù)雜流體物理、顆粒物質(zhì)運動等科學(xué)研究。
此外，艙外部署了能量粒子探測器、等離子體原位成像探測器，用于獲取空間質(zhì)子、電子、中子、重離子和等離子體等環(huán)境要素數(shù)據(jù)，為航天員健康、空間站安全運營提供保障支持，并可用于空間環(huán)境基礎(chǔ)研究。
中國空間站建造完成后，將在軌運行10年以上。中科院空間應(yīng)用中心研究員、應(yīng)用發(fā)展中心主任張偉說，中國空間站未來將開展空間生命科學(xué)與人體研究、微重力物理科學(xué)、空間天文與地球科學(xué)、空間新技術(shù)及應(yīng)用等4大領(lǐng)域的65個研究計劃，包括近千項研究項目。
張偉說，在未來四大研究領(lǐng)域之中，空間生命科學(xué)與人體研究要深入研究空間環(huán)境各因素對生命體細胞、組織、器官等各層次的影響與作用機理，如植物、動物、微生物等在空間條件下的生長、發(fā)育、遺傳、衰老等響應(yīng)機理研究，探索認知生命體太空生長發(fā)育與繁衍規(guī)律；并利用空間特殊環(huán)境發(fā)展創(chuàng)新的藥物和醫(yī)療技術(shù)，如合成生物制造、基于蛋白質(zhì)結(jié)晶的空間藥物研發(fā)等。
