发射现场  屠海超摄

      北京时间2022年7月24日14时22分，问天实验舱在文昌航天发射场成功发射。作为中国空间站第二个舱段，也是科学实验舱，其将支持航天员驻留、出舱活动和开展空间科学实验。

      问天实验舱中部署了生命生态实验柜、生物技术实验柜、科学手套箱与低温存储柜、变重力科学实验柜等4台科学实验柜。每台科学实验柜都是一个“迷你”太空实验室，支持开展单学科或多学科交叉的空间科学实验。问天实验舱发射前，空间应用工程与技术中心（以下简称中科院空间应用中心）相关专家详解了问天实验舱科学实验柜的奥秘。

生命生态实验柜：生命体培养成为现实

      生命生态实验柜以多种类型的生物个体（如植物种子、幼苗、植株、小型动物）为实验样品，开展拟南芥、线虫、果蝇、斑马鱼等动植物的空间生长实验。

      载人航天工程(13.210, 0.00, 0.00%)空间应用系统副总师、中科院空间应用中心研究员吕从民介绍，这些实验有望揭示微重力对生物个体生长、发育、代谢的影响，促进人类对生命现象本质的理解，研究空间辐射生物学和亚磁生物学效应与机制，探索建立应用型受控生命生态系统，为航天员在轨辐射损伤评估、防护提供科学依据。

      生命生态柜中将打造一个由鱼、微生物、藻组成的小型密闭生态系统，开展物质、能量闭环循环研究，为未来建立地外基地生态系统提供理论基础。

生物技术实验柜：生物样品空间分辨率提高

      生物技术实验柜以组织、细胞和生化分子等不同层次多类别生物样品为对象，开展细胞组织培养、空间蛋白质结晶与分析、蛋白与核酸共起源和空间生物力学等实验。

      实验中，实验柜可以实现对整个细胞组织的检测、对细胞内的生物样品进行连续动态的培养和采样存储以及对蛋白质进行结晶分析，同时对实验过程中的生物样品开展精细观测。

      这些实验能够探索微重力环境下细胞生长分化规律和机制，为人类健康、生殖发育提供理论基础；探索重力效应对生命起源和进化影响；在高效蛋白质/多肽药物、纳米晶骨骼生物技术等方面取得突破性发现，对指导组织工程、生物医药的研究和应用发挥重要作用。

科学手套箱：实现细胞级精细操作

      “科学手套箱统筹了生命科学、生物技术、航天医学、材料科学等学科的需求，为科学家在太空开展科学实验提供洁净密闭的实验样品操作空间，同时配置灵巧机械臂，具备细胞级精细操作能力。”吕从民表示。

      此外，位于科学手套箱下方的低温存储装置具有三个典型低温存储温区（-80℃、-20℃、4℃），能够满足不同实验样品低温存储需求。

变重力实验柜：在轨运行离心机

      变重力实验柜可为科学实验提供0.01克至2克的高精度模拟重力环境，采用的无线传能和载波通信技术，支持开展微重力、模拟月球重力、模拟火星重力等不同重力水平下的复杂流体物理、颗粒物质运动等科学研究。

      为了给开展重力研究提供更大范围、更长时间的实验平台，科学家设计了一个直径为900毫米的离心机，这也是目前在轨运行的的离心机。离心机转盘在旋转过程中，可以通过转速的控制高精度地实现重力调节。

      此外，吕从民介绍，问天实验舱还在舱外部署了能量粒子探测器、等离子体原位成像探测器，用于获取空间质子、电子、中子、重离子和等离子体等环境要素数据，为航天员健康、空间站安全运营提供保障支持，并可用于空间环境基础研究。

      《中国科学报》 (2022-07-25 第1版 要闻 原标题为《“问天”4大科学实验柜，详解来了！》)