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太空专送 实验上新

2024-11-17来源:封面新闻编辑:瑞雪

央视网消息(焦点访谈):11月15日晚上11时13分,在我国文昌航天发射场,长征七号遥九运载火箭搭载天舟八号货运飞船成功发射。不到12小时,今天(11月16日)上午8时多,航天员已经进入飞船开始查收新一波“太空快递”。和之前的货运飞船相比,这一次天舟八号飞船携带了最多种类的科学实验载荷上天,除了有模拟月壤成分烧制而成的月壤砖,还有第一次去往中国空间站的小昆虫,就是它,果蝇。个头只有几个毫米的小小果蝇,要克服哪些困难才能上天?它们的“太空之旅”又会经历什么样的挑战呢?

11月15日深夜,在文昌航天发射场,长征七号火箭点火起飞,将天舟八号飞船稳稳托举,飞向太空。发射场内外,上万人在现场见证了这一次成功的发射,李岩也在其中。天舟八号顺利升空,意味着他们准备了10多年的工作即将进入最重要的阶段。

果蝇是这一次天舟八号运送到空间站的科学实验对象之一,这次飞船共搭载了36项空间科学实验项目上天,共80余件产品,总重量超过450公斤。到天上做实验,并不是一件容易的事情。

天舟八号飞船发射前一周,记者在中国科学院生物物理所见到李岩时,团队刚刚给果蝇做完饭,这些小盒子里装的就是地面培养的食物,而去往太空的食物,则需要进行专门的除菌处理。把实验从地面搬到太空,以往不需太过注意的细节可能就变得至关重要。

中国科学院生物物理研究所研究员李岩:“在地面可以经常通风开窗、通风换气,但是在空间站不能开窗。它有一个很高的要求,包括微生物的要求,是否会释放有害或者说有味道的气体,用不同种类的防腐剂来控制微生物的状态,这个也是我们以前在地面做普通科学实验不会涉及的一些方面。”

为了尽量避免把地面的细菌、病毒等带到空间站,所有升空的货物都有严格的微生物控制要求。而对果蝇这样带着翅膀的小动物,还有额外的注意事项。

李岩:“因为在轨,对漂浮物特别担忧,没有重力的情况下,果蝇不仅会漂浮还会飞,所以要有多层保证,保证它不会逃脱。”

调味罐大小的盒子就是果蝇在天上的家,它们是中国科学院上海技术物理研究所的研究员和李岩的团队合作后专门为果蝇定制的。

实验装置的设计是每一次新实验升空前的一个大考验。到了太空里,怎么保证实验顺利,同样考验着实验的设计者们。

离发射还有两天,天舟八号飞船被包裹在长征七号火箭里,从总装测试厂房转运到了发射塔架,许多参与工程的工作人员都来与火箭合影。李岩和郑伟波一边拍照,一边还交流着回去后的工作。

果蝇个头小、容易饲养、繁殖快,而且与人类基因组序列高度同源,人体75%的已知致病基因与果蝇身上的相似,因此,果蝇是生物学家们研究遗传的重要帮手。这一次,它们将有望成为第一种在中国空间站实现“三代同堂”的动物。

为了实现精细的研究,实验结束后,要请航天员返回地面时把它们一起带回,而且要把每一代区分开。在地面上科学家轻轻一磕就将成虫倒出,留下第二代的卵,两代果蝇很轻松就能分开,但是在太空中没有了重力,简单的操作需要依靠别的办法。

空间站生命生态科学实验系统结构设计师、中国科学院上海技术物理研究所工程师陶毅:“我们将果蝇吸入到收集管内,然后再取出一个新的培养盒,将所有果蝇吹到新的培养盒里边。”

一吸一吹,又带来了新的风险,果蝇身长不足1厘米,它们会不会趁机飞走?在实验准备过程中,专家们反复论证,决定为这个重要的步骤再设计一个新的操作工具。

李岩:“为这次太空中的果蝇传代设计了软手套罩,它最主要的功能就是防止在操作的过程中有果蝇逃逸到舱内的风险。”

果蝇、软手套罩,还有食物、各类实验液剂、配套组件,仅仅这一个实验,就有不少货物。随着空间站任务不断增加,上行货物越来越多,对运输的需求也更加精细化。此次天舟八号临发射前12个小时,还有7个实验模块最后装船。

除了科学实验样品,航天员在太空最喜欢的新鲜水果也需要更大的空间才能更好供应。此次天舟飞船,各类不同尺寸、不同存储要求的货物共有6吨,其中临发射装载的样品是最多的一次。

中国航天科技集团杨胜:“第一部分是航天员的驻留物资,还有空间站系统,一些平台的消耗品,一些维修的备件、备品。随着空间站建成运营,空间应用和各领域的实验样品和实验载荷的比重会越来越多。天舟八号做了一次改进,在临射段装载重量(大概)提升了100公斤,装载空间提升了260多升。可以提供不同的装载形式、提供供电、提供遥测、提供特殊的温度环境等。”

天舟八号货运飞船是中国载人航天工程进入空间站阶段后第七艘“太空特快”,也是第一次“先上人”“再发货”。为了保证货物尽早送达,飞船还有其他升级。

重重保障下,小果蝇和其他货物能否顺利到达空间站,还要经历最重要的一关——发射。

发射前12小时,小果蝇和其他生命生态实验样品已经送往飞船。从上船到发射前,果蝇的安全存活,一直依赖地面的能源保证适宜的环境。事实上,在发射前,飞船和火箭的安全都需要地面的能源保障。因此,对能源设施的巡视一直没有停止。

之所以如此仔细,和今年特殊的天气有关。今年9月,超强台风“摩羯”从文昌登陆,对当地造成了很大破坏,也给发射场带来了一定影响。

好在当时已经到达海南的天舟八号飞船在厂房内,基地及时启动备用能源,飞船性能没有受到影响。进入11月,太平洋上又接连形成新的台风,发射计划前一周,四个台风先后生成,向我国海域方向移动,再次对发射带来挑战。

发射当天,尽管没有下雨,每隔2个小时,发射场气象系统就会放飞一个探空气球,查看现场的风速、风向、湿度等,不断组织气象会商讨论。

在全系统的合力保障下,11月15日夜晚发射时,风力正好,发射圆满。3个多小时后,天舟飞船就与空间站对接完成。

发射第二天上午,航天员就进入天舟八号飞船开始“收货”。在天地配合下,包括果蝇和细胞等在内的生命生态实验样品,是最先被转移到空间站里的。

果蝇在空间站将被分成两组,一组生活在正常磁场环境内,另一组则会被放入磁场屏蔽设备里,设备调试完后,最终的实验还需要天地共同来完成。

经过重重考验,果蝇实验如果一切顺利的话,科学家将能够对生物适应不同重力、辐射、磁场等环境得到更加科学的认识。

从神舟到天舟,从空间实验室到中国空间站,从水稻、拟南芥等植物到斑马鱼、果蝇等动物,随着一次次成功的送货、一次次生命生态科学实验在太空的成功开展,让中国人探索空间生命科学的脚步迈得越来越坚实。