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天际验室——外洋空间站上的试验使命
发布日期:2024-07-04 06:07    点击次数:184

天际验室——外洋空间站上的试验使命

外洋空间站配备了多种款式用于空间生物学试验。其中,哥伦布舱内有特意的生物试验室,包括培养箱、显微镜等。星辰处事舱和哥伦布舱的外名义设有暴露款式。空间站还配备孕育室和动物栖息地,可保管和监测微生物、动物等长达 180 天。这些单元包括多样培养室、生物工夫样本温度限度器、欧洲模块化栽培系统等。

此外,还有效于生物处置的 NASA 交易通用生物处置安装,以及用于冷冻储存和输送样本的冰柜。手套箱提供阻塞使命空间,离神思提供东谈主造重力。尽管离神思住宿款式底本为飞翔而想象,但样貌被取消,使参议界失去了联系契机。

哥伦布舱内有特意的生物试验室。这种由欧空局开拓的双层机架用于对微生物、细胞、组织培养物、微型植物和微型无脊椎动物进行空间生物学试验。BioLab包括培养箱、显微镜和分光光度计。两台离神思提供东谈主造重力。它还配有手套箱以及冷却器和冷冻安装的组合。BioLab的日本对应物是Saibo(有趣是“活细胞”)试验架,它由一个超净使命台、一个带显微镜的手套箱以及一个细胞生物学试验款式(配有培养箱、离神思和监测大气气体的传感器)构成。(图1.1)。

星辰处事舱和哥伦布舱的外名义设有暴露款式,允许将试验短期和经久暴露在天际条目和太阳紫外线辐射下。Expose款式可容纳像片处理、光生物学和外天际生物学试验。

外洋空间站还配备了孤立限度温度、光照和大气身分的孕育室和动物栖息地。它们大概保管和监测微生物、动物、水生以及植物细胞和组织培养长达180天。水生栖息地可容纳微型淡水生物,用于支握卵生成参议,以便在所有生命阶段进行查抄。动物栖息地最多可容纳六只老鼠或十几只老鼠。这些栖息地与容纳怀胎小鼠过火后代(从诞生到断奶)的另一个隔间兼容。植物单元大概在孕育和发育的各个阶段撑握不同高度的植物标本。虫豸栖息地支握果蝇和其他虫豸进行多代参议和辐射生物学。蛋孵化器支握微型爬行动物和鸟类蛋在孵化前的孵化和发育。

这些单元包括:

(a)NASA高档生物参议系统(ABRS)有两个培养室,用于培养多样生物有机体,包括植物、微生物和微型节肢动物(虫豸和蜘蛛)。

(b)生物工夫样本温度限度器(BSTC)不错在微重力下孕育和保管哺乳动物细胞培养物。

(c)欧洲模块化栽培系统(EMCS)正用于多代试验和参议重力对种子和植物以及蠕虫和果蝇等其他小生物体早期发育和孕育的影响。

(d)CSA的Eosteo骨培养系统为骨细胞在微重力下孕育提供了稳妥的条目。

(e)日本宇宙探索机构(JAXA)水生栖息地(AQH)领有两个水族馆、自动喂食系统、产生日夜轮回的LED灯以及用于不雅察的CCD录像机,大概在天际顶用微型淡水进行多样繁衍试验鱼,举例青鳉鱼或斑马鱼。

(f)ASI和NASA开拓的小鼠抽屉系统(MDS)用于参议哺乳动物胚胎发育的器官功能。使用MDS进行的参议肖似于东谈主类参议贪图,但不错更好地柔柔微不雅层面。

(g)临了,LADA温室用于在外洋空间站俄罗斯部分栽培植物。自2002年运行以来,它支握了一系列基础植物生物学和天际农业试验,栽培了多代甜豌豆、小麦、西红柿和生菜(供机组东谈主员享用!)。

生物加工:

NASA交易通用生物处理安装(CGBA)提供可编程、精准的温度限度(从冷储存到可定制的培养箱),可用于多样生物学参议,举例卵白质晶体孕育、小虫豸栖息地、植物发育、抗生素-产生细菌和细胞培养参议。

ESA还使用卵白质结晶会诊款式(PCDF)通过动态光散射(DLS)、马赫-曾德干与测量(MZI)和经典显微镜等非侵入式光学工夫来参议卵白质晶体孕育条目。了解晶体如安在纯扩散条目下孕育有助于细则最好诞生,以使有机晶体尽可能完竣。然后,这些晶体在地球或船上进行保存和分析,以料想卵白质的三维神态。

冰柜:

冰柜不错冷冻储存和输送在外洋空间站集结的样本,以便稍后复返地球。共有三台ESA建造、NASA操作的冷冻机,称为外洋空间站负八十度试验室冷冻机(MELFI),每台冷冻机可容纳175L的样品,储存温度限制从+4°C到低至-80°C。NASA通用试验室主动低温外洋空间站建造雪柜(GLACIER)还可用作在轨超冷冷冻机(低至-165°C),容量为11.4L。这些冷冻机具有罕见的“阻尼”机制,可确保该微重力水平不受东谈主类或机器活动的侵略。较小的建造体积为4.2L,温度限制为-20°C至48.5°C,可用作冷冻柜、雪柜或培养箱。Kriogem-3M是一款俄罗斯冷藏培养箱,用于存放生物样本。

手套箱:

如期采样是自动进行的或由船上使命主谈主员进行的,以确保剩余材料不受侵略。采样昭着是经由仔细贪图和最小化的,以详确振动和其他不需要的重力。手套箱提供了一个阻塞的使命空间,用于进行试验和处理参议生物体。它们为外洋空间站上的液体、扬弃和危急材料的试验提供了安全壳和安全的参议环境(图1.2)。

手套箱(MSG)确保危急物资不会漂流在机舱周围。机组东谈主员通过配备坚固密封手套的端口插手使命区域。视频系统和数据下行链路允许从大地限度阻塞的试验。便携式手套箱(PGB)是一种较小的手套箱,不错在外洋空间站周围输送,并用于为任何试验室模块中的试验提供两级密封。通过将PGB摈弃在较大体积的MSG内,以致不错收场三级拦阻。

离神思:

上述款式内设稀有台机载离神思。这些离神思为微重力试验提供1g限度。可是,外洋空间站上阑珊的空间生物学器用是多功能离神思,它大概探索10-6至1g之间的重力水平限制,以便参议某些阵势的重力阈值。这个多重力参议款式将有助于细则东谈主类东谈主造重力的最好参数。

离神思住宿款式(CAF)来源是为在外洋空间站上飞行而想象的。尽管飞行模子已建成并准备放射,但该样貌被取消。该NASA-JAXA款式不错提供10-6至2g的东谈主造重力。为细胞、豪爽生物体、植物和动物提供了稳妥的培养箱和孕育室。一些栖息地通过安装在直径2.5米的离神思上,具有高达2g的可选重力水平的试验能力。其他栖息地配备了里面离神思,

它提供了从0.01到1.5g的可选重力水平。应该为经久暴露在微重力下的空间生物学参议提供特有的契机。不幸的是,参议界恒久失去了CAF本来不错提供的契机。

图 1.1 别称宇航员在外洋空间站基博试验室的赛博架上进行生物试验

图 1.2 别称宇航员在外洋空间站哥伦布试验室的微重力科学手套箱(MSG)内进行生物学试验