在太空养鱼、给舱内空气采样是种怎样的体验?问天实验舱里的它俩妙用多!( 二 )


在太空养鱼、给舱内空气采样是种怎样的体验?问天实验舱里的它俩妙用多!
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图说:“斑马鱼-水草-微生物”小型受控生命生态系统构建(地面模拟实验)
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图说:拟南芥生长(地面模拟实验)
结构工程师田清介绍 , 小型通用生物培养模块通过构建以鱼类、植物和微生物为研究对象的多元空间水生系统 , 来开展基础性的生物学研究 。在这一系统里 , 鱼儿是消费者 , 植物是生产者 , 而藻类就是分解者 。
“培养模块提供喂食和营养液供给的‘服务’ , 藻类光合作用产生的氧气供鱼儿呼吸 , 鱼儿呼出的二氧化碳供藻类进行光合作用 , 鱼儿进食产生的粪便则提供了藻类生长的养料 。”看着似乎并不复杂 , 但要知道 , 这套系统是密闭的 , 在地上都很难实现 , 更别提天上了 。科研人员也是煞费苦心 , 氧气不够怎么办 , 准备紧急供氧系统;水浑了如何处理 , 水质置换系统能应急……当然 , 鱼卵是要带回地球研究的 , 这又是另一项复杂功能了 。
在太空里 , 空间微生物可是看不见的威胁 。刘方武介绍 , 国内外研究结果表明 , 微生物一方面会影响科学实验结果 , 甚至宇航员的身体健康;另一方面 , 生物降解类微生物会腐蚀仪器设备 , 影响飞船硬件的稳定性 。为了排除微生物对科学实验的潜在威胁 , 宇航员就要经常为科学实验系统内表面和空气采样“做核酸” 。“做核酸”的试剂耗材 , “快递小哥”天舟三号已经带去了空间站 。
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图说:微生物检测模块
在太空“做核酸” , 更加自动化!刘方武说 , 宇航员将采样器采集的样品手动加入生命生态实验柜微生物检测模块中的微流控芯片内 , 启动样品自动预处理和核酸扩增流程 , 通过荧光强度即可判断某微生物是否“阳了” 。
航天员也能轻松应对
航天员并非日常就和瓶瓶罐罐打交道的生物学家 , 能应对这些复杂的实验系统吗?张涛给出了肯定的回答 。
“实验柜包括多种工作模式:一种是实验系统有非常强的自动化实现能力 , 可以根据科学实验的需求自动化实现;一种是科学家可以通过地面指令上注来调整实验进程 。”张涛解释 , “需要宇航员手动操作的 , 是一些简单的动作 , 例如样品盒安装、实验单元的取出等等 , 宇航员都经过培训 , 也有详细手册可供参考 。”
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图说:上海技物所空间生命科学仪器研制团队
张涛说 , 空间生命科学仪器研制团队在实验柜的研发过程中 , 和领域内的科学家都保持着紧密联系 , 将他们的共性需求转化成仪器通用功能 , 将个性化需求在实验单元中实现 。“为满足长期在轨实验需求 , 实验系统可通过部分组件更换和模块更换 , 以不断实现实验内容的更新和新技术、新科学目标的达成 。”