“神舟”四號飛船空間實驗解密(圖)

央視國際 (2003年01月03日 14:55)

	圖為此次動物細胞融合實驗使用的小白鼠

　　北京青年報消息：神舟飛船應用系統是由中國科學院總負責，50多家單位協同配合，經1000多名科研人員共同研究完成的。據該系統發射現場試驗技術總負責人介紹，神舟四號飛船應用系統將開展八項在軌應用任務的科學和技術研究。其中包括多模態微波遙感器對地觀測、綜合精密定軌實驗、綜合性空間環境預報和監測、空間細胞電融合實驗研究、生物大分子和細胞的空間分離純化實驗研究、微重力流體物理實驗研究、有效載荷在軌技術支持系統實驗等。共有52件有效載荷設備隨神舟四號飛船升入太空，除了公用設備、大氣探測器、微重力測量儀等19件設備已經參加過此前的飛行試驗外，多模態微波遙感器、空間細胞電融合儀、高能粒子探測器等33件科研設備是首次上天。

　　多模態微波遙感器　太空演好戲

　　多模態微波遙感器是我國第一台實驗性的微波遙感系統，也是神舟四號飛船有效載荷應用任務中的重頭戲。它不受雲、雷、雨的限制，可以全天時、全天候工作，而且對土壤和植被具有一定的穿透能力。這次神舟四號飛船有效載荷應用任務是由三種微波遙感器擔任“主角”，它們是微波輻射計、雷達高度計和雷達散射計。

　　中國科學院空間科學與應用研究中心的研究人員介紹了三位“主角”的不同分工。微波輻射計主要用於探測土壤溫度、降水、大氣水汽含量、積雪、土壤成分、海面溫度；還可以得到植被生長情況，對農作物進行估産。通過雷達高度計的測量可獲得海浪的有效波高、海洋環流等海洋動力學參數，這種測量方法是目前能對全球範圍的海水、海冰表面進行全天候、連續、實時高精度測量的惟一手段，對全球軍事、自然災害研究有十分重大意義。雷達散射計可以測量海面風速與風向，從而測到海面風場，可應用於海洋動力研究、海況預測及災害監測等許多方面。這三位“主角”聯手後，在太空中組成複合觀測模式，將獲得更全面、豐富的信息。

　　為載人派出“太空哨兵”

　　神舟四號將國內現有的各種用於空間環境探測的儀器都納入到空間環境監測系統中，裝上了飛船，發揮其“太空哨兵”的作用，在飛船發射、運行、返回及留軌運行期間，進行實時空間環境監測，及時將“空間天氣”情況通報給飛船控制管理人員，為未來載人打下基礎。這項任務首次對空間環境進行了系統、全面的探測。

　　儘管神舟飛船運行軌道空間的真空度很高，但也不是空無一物。惡劣的“空間天氣”將會影響到飛船的在軌運行。飛船軌道空間有稀薄的大氣，在太陽風暴時，大氣密度會有幾倍的增加，飛船軌道高度下降加快，最多時每天可下降上百米。如果繼續不管它，它就會逐漸墜入大氣層燒燬。因此，必須對飛船的軌道進行調整，以保證飛船的任務完成和壽命安全。

　　在神舟四號飛船上，空間環境的探測儀器對軌道空間的各種帶電粒子進行監測。曾在神舟二號和神舟三號上發揮過重要作用的大氣密度探測器和大氣成分探測儀器與國外同類儀器比具有質量、體積和功耗小的優勢，在綜合性能上具有一定的先進性，更重要的是它們將首次獲得飛船軌道空間的第一手綜合性資料。這對實時保證神舟四號飛船的在軌安全，研究飛船軌道空間的“空間天氣”狀況，保障正式載人飛行的安全均具有十分重要的意義。

　　植物苗備受呵護

　　發射前夕，上海生命科學研究院植物生理生態研究所的科技人員，在基地的空間細胞電融合實驗室裏，按不同的時間段精心培育了8批次植物苗，這些植物苗分為兩個品種。神舟四號飛船上用於植物融合的細胞就從它們之中提取。為使空間實驗用的細胞有更強的活力，直到發射前兩天，才從其中的一批生長時間為6周的植物苗中提取細胞。

　　據參加該項目研究的科技人員介紹，之所以挑選這兩種植物苗，是由於它們本身的細胞特徵明顯，並已經進行了大量深入的研究。從陸地的實驗結果看，二號植物開的是黃花，一號植物開的是粉花，將兩種植物細胞融合後，再生植株開出的是黃花但形狀卻和一號植物相同。由於細胞的密度是不同的，因此在地面上受重力影響細胞的融合是一個難題，細胞配對融合非常困難。在微重力條件下，重力的沉降現象消失了，從理論上講細胞更容易組合。細胞融合對於植物的研究既是一個分析手段，又可以成為一個有力的合成手段，尤其在生物制藥上有更深遠的意義。

　　小白鼠嬌生慣養

　　此次動物細胞的融合實驗研究，採用的小白鼠淋巴細胞和骨髓瘤細胞。中國科學院上海生物化學細胞生物學研究所的研究人員介紹説，實驗用的淋巴細胞是從純種小白鼠的脾臟得到，這些純種小白鼠，在飼養8周後，開始注入抗原進行免疫，三周為一週期，共注射四次抗體。這樣，在小白鼠生長到17週到18周左右，在第三次注射抗原後5到7天內，從小白鼠尾靜脈中取血，製備血清，血清中抗原達到一定量，就可以被用於細胞融合的解剖對象了。

　　小白鼠自己也非常愛乾淨，它們會集中在籠子一邊排泄，讓自己休息的一邊保持清潔，墊在籠子裏的木屑也被它們拉到乾淨的一側。令人驚訝的是，一隻小白鼠的飼養費每個月只有5元。據參試人員介紹，淋巴細胞可以産生抗體但不能繁殖，而骨髓瘤在體外可以無限繁殖，利用它們的各自優勢進行細胞融合，將可以得到能夠在體外産生單克隆抗體的雜交體，用以産生單克隆抗體。在地面，這兩種細胞的地面融合率極小。這些空間細胞融合實驗利用神舟飛船在軌飛行時處於微重力的條件，進行細胞的融合，來驗證幾年來進行的地基研究的結果，力爭在實驗方法和技術上有所突破，為未來的空間制藥進行有益的探索。

　　首次空間電泳實驗

　　與細胞融合實驗正好相反，在神舟四號上第一次進行的生物大分子和細胞的空間分離純化實驗，是將生物樣品利用電泳的方法分離提純。神舟四號飛船發射前一週，“生物大分子和細胞的空間分離提純化實驗”進行了最後一次地面電泳實驗研究。

　　中國科學院上海生命科學研究院研究人員介紹，上個世紀80年代美國、德國都做過不少空間電泳儀實驗，結果表明，提純純度比地面高出5倍。用這種方法對一些高純度的生物材料如氨基酸、多肽、蛋白質、核酸以及各種細胞的分離純化，是生物醫學和生物技術領域基礎的應用技術。

　　我國首次在太空進行的電泳實驗重在掌握空間電泳的基本技術和方法，主要目的是研究在微重力環境下有關電泳遷移率及各種影響因素而導致的動態過程穩定控制、分辨率控制以及空間制藥分離純化設備的設計技術等問題。 （許斌 曾偉）

責編：宏偉