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中德牽手“神八”空間生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)
日期：2024-12-07 22:25
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摘要：
中德牽手“神八”空間生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)
10月31日中午午休時，距離神舟八號飛船發(fā)射還有18個小時。在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心，來自中科院各研究所及德國埃爾蘭根大學(xué)、大連海事大學(xué)等研究機(jī)構(gòu)科學(xué)家的駐地卻一片寂靜，樓道中、食堂里都空無一人。
而在離這里10多公里的發(fā)射場，共109名中德科學(xué)家合作的17項生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)正在一間實(shí)驗(yàn)室里如火如荼地進(jìn)行。
33種樣品實(shí)現(xiàn)飛天
17項生命科學(xué)試驗(yàn)中，由中科院水生生物研究所和德國埃爾蘭根大學(xué)聯(lián)合實(shí)施的“空間簡單密閉生態(tài)系統(tǒng)探索研究”備受關(guān)注。這也是其中**的中德聯(lián)合實(shí)驗(yàn)項目。
中科院水生生物所研究員劉永定介紹，這項實(shí)驗(yàn)主要涉及直徑不到2毫米的水泡螺、小球藻和纖細(xì)裸藻三種細(xì)胞。“這是一個由單一消費(fèi)者、生產(chǎn)者組成的簡單密閉生態(tài)系統(tǒng)，我們想要看看在空間中，作為消費(fèi)者的水泡螺及作為生產(chǎn)者的纖細(xì)裸藻之間的關(guān)系會產(chǎn)生怎樣的變化。”他說。
此外，還有10項中方實(shí)驗(yàn)項目和6項德方實(shí)驗(yàn)項目的33種樣品將隨著神舟八號飛船一同“飛天”。這些樣品包括水稻愈傷組織、擬南芥、天藍(lán)鏈霉菌等植物細(xì)胞，也包括人類甲狀腺癌細(xì)胞、人類單細(xì)胞等動物細(xì)胞，還有14種蛋白質(zhì)大分子。
中國科學(xué)院空間科學(xué)與應(yīng)用總體部總體室主任設(shè)計師趙黎平介紹，針對這些樣品進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)包括基礎(chǔ)生物學(xué)、空間生物技術(shù)、先進(jìn)生命支持系統(tǒng)中的生物學(xué)以及空間輻射生物學(xué)等科學(xué)問題的研究。
“這些細(xì)胞都裝在煙盒大小的培養(yǎng)盒中，*后有40個‘煙盒’放進(jìn)大的通用生物培養(yǎng)箱中，固定在‘神八’艙內(nèi)。”趙黎平形象地描述細(xì)胞們“飛天”的情形。此外，在培養(yǎng)箱中還放置了能產(chǎn)生地球重力的離心機(jī)，以便進(jìn)行對照實(shí)驗(yàn)。
據(jù)悉，通用生物培養(yǎng)箱由德國制造，長、寬約5米。中方則設(shè)計了生物電控箱和有效載荷裝置。
一名年輕科研人員告訴記者，為了讓“神八”搭載上*“新鮮”的樣品，科研人員在“神八”發(fā)射前一刻仍在加班加點(diǎn)地培養(yǎng)樣品。因此，與“神八”飛船發(fā)射的相關(guān)工作人員一樣，參與空間生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)也成了酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心*忙碌的一群人。
**在載人航天上的合作
“這是中德兩國**在載人航天方面開展合作。”趙黎平介紹。
早在2007年5月，中國載人航天工程辦公室、空間應(yīng)用系統(tǒng)及德國ASTRIUM公司即在北京進(jìn)行了初次會談。會上，雙方初步確定，將利用德方研制的通用生物培養(yǎng)箱在神舟飛船上開展微重力生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)。
但是，“當(dāng)時只形成了一個會議紀(jì)要”。趙黎平說：“并且沒有確定實(shí)驗(yàn)在哪一艘神舟飛船上展開。”
雙方經(jīng)過此后一年中多次磋商，2008年5月，**次中德合作會議終于在ASTRIUM公司所在地召開。
會議上，中國載人航天工程辦公室與德國宇航局簽署SIMBOX項目協(xié)議，并確定空間生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)在神舟八號上進(jìn)行。“這開啟了中國載人航天工程**次國際合作的新篇章。”趙黎平評價。
此外，雙方的合作內(nèi)容和形式、分工，以及重要的計劃節(jié)點(diǎn)都在會上得到了明確。
2008年10月，雙方確認(rèn)了中方科學(xué)家的試驗(yàn)需求和德方工程師的實(shí)驗(yàn)容器初步設(shè)計方案，為SIMBOX項目的順利進(jìn)行奠定了基礎(chǔ)。
談到此次合作中的難點(diǎn)，趙黎平說：“我們在計劃安排上遇到了文化差異難題。”在德國，科學(xué)家往往按期休假、固定上下班時間。
而這對于時間節(jié)點(diǎn)要求較高的中國載人航天工程而言，卻造成了計劃實(shí)施上的困難。
但是，趙黎平認(rèn)為，通過合作取得的收獲也相當(dāng)大。“三年中，我們加深了對雙方工程體系的相互了解。同時，也借鑒了德國開展生命科學(xué)研究的方法。”她說。
為人類常駐太空提供理論依據(jù)
據(jù)記者了解，17項科研項目分別承擔(dān)不同的任務(wù)。趙黎平稱，這些任務(wù)中，既有以解決實(shí)際問題為目的的實(shí)驗(yàn)項目，也有探索生物現(xiàn)象和生命過程等的基礎(chǔ)生物學(xué)項目。
以中科院水生生物所牽頭的動物空間行為和發(fā)育研究項目中，研究者選擇發(fā)育期的線蟲，研究它們在空間環(huán)境中生命特征的改變。這項研究的結(jié)果將為人類長期駐留太空提供理論依據(jù)和積累。
而空間生物技術(shù)領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)主要以探索疑難****的新方法和新**為目的。德國霍恩海姆大學(xué)將人類神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞送入太空，試圖了解在微重力條件下，該種細(xì)胞的分化情況，從而找到**這種癌癥的金鑰匙。
一種名為“日本晴”的水稻品種此次也被裝進(jìn)“神八”飛船。上海植生所研究員蔡偉明說，與傳統(tǒng)的太空育種不同，這次搭載的是這種水稻的愈傷組織細(xì)胞。通過研究在空間微重力條件下植物基因轉(zhuǎn)錄組表達(dá)的變化規(guī)律，力圖發(fā)現(xiàn)地球重力在生物進(jìn)化過程中的作用。這項研究由中國科學(xué)院植物生理生態(tài)研究所承擔(dān)。
16天半后，承載人類希望的各類樣品將跟隨“神八”返回艙返回地面?？臻g應(yīng)用系統(tǒng)著陸場實(shí)驗(yàn)隊將在7.5小時內(nèi)，把生物培養(yǎng)箱從飛船返回艙內(nèi)拆下，并立即運(yùn)回北京實(shí)驗(yàn)室，然后馬上分析、研究和處置實(shí)驗(yàn)樣品，獲取相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
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