11月15日深夜,我國成功發射天舟八號貨運飛船。
16日凌晨,天舟八號與中國空間站成功“握手”,新一批“太空快遞”順利送達“天宮”。
這批由天舟八號從地面“快遞”到太空的實驗(物資)共36項,80餘件產品,總重量約458公斤,內容涉及空間生命科學與生物技術、空間材料科學、微重力流體物理與燃燒以及空間應用新技術試驗等領域。透過其中的一些實驗,有望為人類健康及未來長期太空生存等提供理論支撐和技術探索。
宇宙“快遞”裡都有啥?
天舟八號貨運飛船上行的補給物資約6噸,主要用於保障神舟十九號、二十號兩批航天員乘組,其中除了在軌生活、工作的必需品和科學實驗用品,以及用於環境控制和生命保障的空間站消耗品,還為航天員準備了春節、中秋、端午等節日的禮包,以及個性化的生日禮包。
中國航天員科研訓練中心 尹銳:按照我們總體的計劃流程,我們在負11小時的時候要進行臨射貨包的安裝。其中有四個新鮮果蔬包,兩個冷藏耗材包,還有兩個實驗用品包。這次我們的新鮮果蔬包從負11小時裝船,到發射、一直到對接,我們能夠實現24小時內到達,這也是我們這次貨運飛船的保障物品的創新。
空間應用系統此次上行的科學應用物資共計458公斤,包括實驗載荷、實驗單元、實驗樣品、備品備件以及應用消耗物資。
中國科學院空間應用工程與技術中心 金雪娜:主要是用於支援空間生命與生物技術領域,空間材料科學領域、微重力流體物理與燃燒領域,以及我們空間應用新技術領域的科學實驗,共計能夠支援36項科學實驗。
其中,有7項生命類的科學實驗專案需要在發射場進行樣品製備、載入、整合和臨射安裝。科研人員提前開展生命科學實驗樣品的製備、載入、整合等全流程演練,確保發射日當天,發射樣品裝載順利進行。
中國科學院空間應用工程與技術中心 金雪娜:細胞類的樣品上行的過程中,需要保持它的活性,因此需要配備專用的上行生保裝置,來為它提供上行過程需要的生存環境。
天舟八號還將首次搭載模擬月壤成分燒製而成的“月壤磚”。
月壤磚,是未來可能用於月球蓋房子的建築材料。目前,我國在地面上燒製的月壤磚,比普通混凝土堅硬得多,但還需研究是否能經受住極端環境的考驗。此次“月壤磚”前往空間站開展暴露實驗,將驗證其力學、熱學和抗輻射等效能,為未來在月建設積累科研資料。
“天舟八號”有啥新技能?
這次任務是我國載人航天工程進入空間站應用與發展階段後的第3次貨運補給任務,是工程立項實施以來的第34次發射任務,也是長征系列運載火箭的第546次飛行。
空間站工程進入應用與發展階段後,航天員長期駐留開展空間科學與應用實驗、試驗成為常態。相較於以往貨運飛船,天舟八號貨運飛船臨射貨物裝載能力有所提升,進一步提高了發射和飛控任務實施靈活性。
200多升、100多公斤,天舟八號載貨量up
天舟八號貨運飛船,是世界現役貨物運輸能力最大、在軌支援能力最全面的貨運飛船。作為改進型貨運飛船,此前發射的天舟六號、天舟七號,已經比更早之前的天舟飛船增加了24%的裝載空間;而這一次即將發射的天舟八號,又在此基礎上增加了200多升、100多公斤的載貨量。
不過,在集團科研人員黨蓉看來,載貨總量的增加,並不是天舟八號的最大亮點。飛船臨射貨物裝載能力的提升,更加值得關注。
中國航天科技集團 黨蓉:透過設計人員的一個巧妙設計,他們做了一個滑軌,這個滑軌先把原來我們裝在冰箱裡的東西放進去,裝好之後再把滑軌推一下,這樣我們用新的空間裝一些臨射貨物,這樣原來的幾十公斤臨射前能力就變到了100多公斤。
為了提高臨射貨物裝載能力,天舟八號的低溫鎖櫃,由固定安放改為可在貨物裝載後透過滑軌推至貨格內側的活動裝置;細胞上行生保支援裝置,也改變了安裝位置;側操作口位置得以空出,用於最後安裝新鮮水果等貨包。臨射裝載時機,也從此前的發射前5.5到3.5小時,提前到火箭加註前完成。
"天舟快遞"軟體升級,每天都可以找到視窗發射
天舟八號貨運飛船搭載的貨物,計劃為“神舟十九號”和“神舟二十號”兩次載人飛行任務提供在軌支援。如果按照此前人們熟悉的“天舟”發射規律,本應是“兵馬未動糧草先行”,貨運飛船先於載人飛船抵達空間站。
然而颱風“摩羯”的到來,推遲了天舟八號貨運飛船的發射計劃。為此,天舟八號裝載的貨物,也隨之進行了臨時調整。方方介紹說,除了航天員的生活物資根據空間站的最新需求有所調整,還有一些科學實驗載荷,也隨著任務時間點的變化,改變了上行計劃。
中國航天科技集團 方方:一是航天員的生活物資, 短保和長保產品是有一些調整的。另外由於時間往後推,在天上的一些科學實驗以前不成熟的,由於推遲幾天,有些能上了,也做了一些調整。再有,隨著時間的增加,可能天上也會出現一些新的需求,實際上天地的物資管理每一個點的需求不一樣的,需求變了,我們也做了一些很小的調整。
除了這些看得見的貨艙、貨物變化,天舟八號飛船的軟體也和此前相比有所升級。黨蓉透露,軟體的升級讓天舟飛船的發射適應能力得到了提升。理論上,每天都可以找到視窗進行飛船發射。
中國航天科技集團 黨蓉:原來實際上我們受整船、能源各種約束,發射視窗不是每天都能發射,透過更改相關軟體,我們提高了適應能力,同時也對改變之後,太陽不同的入射角都做了能源分析,這樣每天都能發射。
果蠅首次抵達中國空間站
將住進不同“房間”
天舟八號有一群雖不起眼卻備受矚目的“乘客”——果蠅,它們將首次“入住”中國空間站,承擔實驗任務。
果蠅上天,將分別住進兩個不同的“房間”。“一個實驗盒是用可以遮蔽磁場的特殊合金做成的,形成亞磁環境;另一個則不遮蔽磁場作為對照。同時,空間站還具備微重力環境,這些極端環境都是對果蠅的考驗。”
中國科學院空間應用工程與技術中心研究員倉懷興介紹,這次將果蠅帶上太空,就是要研究在亞磁和微重力複合作用的條件下,它們的生長發育情況和行為習慣會有哪些變化。
為什麼果蠅能擔此重任?
倉懷興解釋,果蠅是一種重要的模式生物,體型較小,生命週期短,繁殖速度快,大約10天就能從卵到成蠅並繁殖後代。科學研究證實,果蠅的許多基因與人類基因具有相似性。
“因此,在太空環境中,科研人員可以透過果蠅的連續傳代來觀察、研究它的基因變化和個體的表型問題,進行遺傳學實驗。”
他舉例,在亞磁環境下,果蠅等動物的學習和記憶能力會減退,科研人員將在實驗期間不間斷地進行錄影,記錄果蠅的睡眠和飛行等行為,開展神經科學、認知科學等領域的研究,有助於科學家解開人類大腦的複雜謎團。
不過,會飛的果蠅“入住”空間站也會帶來挑戰。
包括果蠅實驗在內,此次天舟八號貨運飛船共搭載了7項生命科學領域的實驗專案。
“眼光放長遠一點兒,未來,太空旅行或太空移民都有可能實現。這次上行的一系列生命科學實驗,關注到更多空間環境對生命體的影響。”倉懷興說,比如我國科學家將首次在空間站上開展小鼠胚胎植入後發育研究,重點觀察微重力環境下小鼠胚胎在第5天到第7.5天的發育情況,以此探索空間環境對哺乳動物胚胎髮育的影響,將為深入瞭解空間環境下哺乳動物的胚胎髮育規律提供重要資訊。
還有一些圍繞人體幹細胞開展的實驗有望實現新的突破。通常在空間實驗結束時,科研人員會為細胞加入固定液並冷凍在負80攝氏度的環境下,使細胞內的化學反應終止,定格它們“死亡”時的生理狀態。
倉懷興說,這次,對一批將在空間站開展3D細胞培養的幹細胞,科研人員計劃採取新做法:這些細胞將在水凝膠中懸浮生長,更好地模擬細胞在體內繁殖的狀態。實驗完成後,航天員會在軌操作,對一部分活細胞使用保護劑處理後冷凍儲存,爭取讓細胞暫時“休眠”。“如果順利的話,這些經過太空實驗的細胞回到地面,還可以復甦成為活細胞,具有更重要的研究價值和科學意義。”
轉載自:北京科技報