問天實驗艙將要展開哪些實驗研究

7月25日在北京航天飛行控制中心拍攝的問天實驗艙與空間站組合體交會對接。這是問天實驗艙從19米停泊點向天和核心艙前向端口靠近的模擬圖像。新華社

神舟十四號航天員乘組於7月25日10時03分成功開啓問天實驗艙艙門，順利進入問天實驗艙。這是中國航天員首次在軌進入科學實驗艙。圖爲航天員陳冬（中）、劉洋（右）、蔡旭哲進入問天實驗艙。新華社

隨着問天實驗艙與天和核心艙順利交會對接，神舟十四號航天員乘組進入問天實驗艙，中國空間站建造又跨出關鍵一步。問天實驗艙作爲我國首個空間站科學實驗艙在太空能開展哪些實驗，備受關注。記者採訪相關領域專家，對問天實驗艙即將展開的實驗研究進行解讀。

空間站能提供長期的微重力、輻射等特殊研究環境，有人蔘與方便進行實驗操作、實驗模塊更換和維修維護，天地往返運輸可實現實驗模塊更換及實驗樣品返回。“空間科學是引領我們科技發展的前沿領域，探索人類如何在地外生存，或是研究生命起源等，必須在外太空來開展相關實驗。”空間應用系統副總師、中科院空間應用中心集成技術中心主任王珂說。

載人航天工程空間應用系統副總師、中科院空間應用中心研究員呂從民介紹，問天實驗艙在空間生命科學與生物技術、微重力流體物理、空間材料科學、空間應用新技術試驗等4個領域方向規劃部署了10餘個研究主題，已立項40餘項科學項目。隨着此次問天實驗艙發射，微重力條件下高等植物培養的實驗研究將陸續在軌開展。空間站建成後將持續論證、滾動實施相關科學項目。

“爲了支撐相關領域科學實驗開展，問天實驗艙內部署了多個寬約1米、高1.8米、深0.8米的科學實驗櫃，包括生命生態實驗櫃、生物技術實驗櫃、變重力科學實驗櫃、科學手套箱和低溫存儲櫃等。”呂從民說。

呂從民介紹，生命生態實驗櫃將開展擬南芥、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、發育、代謝的影響，促進人類對生命現象本質的理解。

——生物技術實驗櫃以組織、細胞和生化分子等不同層次多類別生物樣品爲對象，開展細胞組織培養、空間蛋白質結晶與分析、蛋白與核酸共起源和空間生物力學等實驗，探索微重力環境下細胞生長和分化規律和機制，爲人類健康、生殖發育提供理論基礎，探索重力效應對生命起源和進化影響等。

——變重力科學實驗櫃爲科學實驗提供0.01G至2G高精度模擬重力環境，採用先進的無線傳能和載波通信技術，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複雜流體物理、顆粒物質運動等科學研究。

——科學手套箱提供潔淨密閉空間和溫溼度環境控制，配置靈巧機械臂具備細胞級精細操作能力，爲航天員操作多學科實驗樣品提供安全、高效支持；從-80℃到4℃的低溫存儲櫃，能夠滿足不同實驗樣品的不同溫度需求。

——實驗艙外部署能量粒子探測器、等離子體原位成像探測器，用於獲取空間質子、電子、中子、重離子和等離子體等環境要素數據，爲航天員健康、空間站安全運營提供保障支持，並可用於空間環境基礎研究。

科學實驗櫃體積雖小，卻功能強大。中科院空間應用中心研究員、集成技術中心副主任張璐說：“科學實驗櫃相當於把佔地幾十平方米的科學實驗系統裝到一個不到2立方米的櫃子裏。”

王珂說，除按航天標準研製先進可靠的科學實驗櫃等設施外，每一個空間項目還需要事先進行深入的科學研究、事後對數據和實驗樣品進行高水平分析，“空間科學和應用研究不僅可以幫助我們理解基礎的物理學和宇宙學規律，同時通過生物、醫學、材料學等研究提升人類在地球上的生活質量，而且可爲人類未來走向深空而做一些知識和技術上的儲備。”據新華社電