“神舟”四号飞船空间实验解密(图)

央视国际 (2003年01月03日 14:55)

	图为此次动物细胞融合实验使用的小白鼠

　　北京青年报消息：神舟飞船应用系统是由中国科学院总负责，50多家单位协同配合，经1000多名科研人员共同研究完成的。据该系统发射现场试验技术总负责人介绍，神舟四号飞船应用系统将开展八项在轨应用任务的科学和技术研究。其中包括多模态微波遥感器对地观测、综合精密定轨实验、综合性空间环境预报和监测、空间细胞电融合实验研究、生物大分子和细胞的空间分离纯化实验研究、微重力流体物理实验研究、有效载荷在轨技术支持系统实验等。共有52件有效载荷设备随神舟四号飞船升入太空，除了公用设备、大气探测器、微重力测量仪等19件设备已经参加过此前的飞行试验外，多模态微波遥感器、空间细胞电融合仪、高能粒子探测器等33件科研设备是首次上天。

　　多模态微波遥感器　太空演好戏

　　多模态微波遥感器是我国第一台实验性的微波遥感系统，也是神舟四号飞船有效载荷应用任务中的重头戏。它不受云、雷、雨的限制，可以全天时、全天候工作，而且对土壤和植被具有一定的穿透能力。这次神舟四号飞船有效载荷应用任务是由三种微波遥感器担任“主角”，它们是微波辐射计、雷达高度计和雷达散射计。

　　中国科学院空间科学与应用研究中心的研究人员介绍了三位“主角”的不同分工。微波辐射计主要用于探测土壤温度、降水、大气水汽含量、积雪、土壤成分、海面温度；还可以得到植被生长情况，对农作物进行估产。通过雷达高度计的测量可获得海浪的有效波高、海洋环流等海洋动力学参数，这种测量方法是目前能对全球范围的海水、海冰表面进行全天候、连续、实时高精度测量的惟一手段，对全球军事、自然灾害研究有十分重大意义。雷达散射计可以测量海面风速与风向，从而测到海面风场，可应用于海洋动力研究、海况预测及灾害监测等许多方面。这三位“主角”联手后，在太空中组成复合观测模式，将获得更全面、丰富的信息。

　　为载人派出“太空哨兵”

　　神舟四号将国内现有的各种用于空间环境探测的仪器都纳入到空间环境监测系统中，装上了飞船，发挥其“太空哨兵”的作用，在飞船发射、运行、返回及留轨运行期间，进行实时空间环境监测，及时将“空间天气”情况通报给飞船控制管理人员，为未来载人打下基础。这项任务首次对空间环境进行了系统、全面的探测。

　　尽管神舟飞船运行轨道空间的真空度很高，但也不是空无一物。恶劣的“空间天气”将会影响到飞船的在轨运行。飞船轨道空间有稀薄的大气，在太阳风暴时，大气密度会有几倍的增加，飞船轨道高度下降加快，最多时每天可下降上百米。如果继续不管它，它就会逐渐坠入大气层烧毁。因此，必须对飞船的轨道进行调整，以保证飞船的任务完成和寿命安全。

　　在神舟四号飞船上，空间环境的探测仪器对轨道空间的各种带电粒子进行监测。曾在神舟二号和神舟三号上发挥过重要作用的大气密度探测器和大气成分探测仪器与国外同类仪器比具有质量、体积和功耗小的优势，在综合性能上具有一定的先进性，更重要的是它们将首次获得飞船轨道空间的第一手综合性资料。这对实时保证神舟四号飞船的在轨安全，研究飞船轨道空间的“空间天气”状况，保障正式载人飞行的安全均具有十分重要的意义。

　　植物苗备受呵护

　　发射前夕，上海生命科学研究院植物生理生态研究所的科技人员，在基地的空间细胞电融合实验室里，按不同的时间段精心培育了8批次植物苗，这些植物苗分为两个品种。神舟四号飞船上用于植物融合的细胞就从它们之中提取。为使空间实验用的细胞有更强的活力，直到发射前两天，才从其中的一批生长时间为6周的植物苗中提取细胞。

　　据参加该项目研究的科技人员介绍，之所以挑选这两种植物苗，是由于它们本身的细胞特征明显，并已经进行了大量深入的研究。从陆地的实验结果看，二号植物开的是黄花，一号植物开的是粉花，将两种植物细胞融合后，再生植株开出的是黄花但形状却和一号植物相同。由于细胞的密度是不同的，因此在地面上受重力影响细胞的融合是一个难题，细胞配对融合非常困难。在微重力条件下，重力的沉降现象消失了，从理论上讲细胞更容易组合。细胞融合对于植物的研究既是一个分析手段，又可以成为一个有力的合成手段，尤其在生物制药上有更深远的意义。

　　小白鼠娇生惯养

　　此次动物细胞的融合实验研究，采用的小白鼠淋巴细胞和骨髓瘤细胞。中国科学院上海生物化学细胞生物学研究所的研究人员介绍说，实验用的淋巴细胞是从纯种小白鼠的脾脏得到，这些纯种小白鼠，在饲养8周后，开始注入抗原进行免疫，三周为一周期，共注射四次抗体。这样，在小白鼠生长到17周到18周左右，在第三次注射抗原后5到7天内，从小白鼠尾静脉中取血，制备血清，血清中抗原达到一定量，就可以被用于细胞融合的解剖对象了。

　　小白鼠自己也非常爱干净，它们会集中在笼子一边排泄，让自己休息的一边保持清洁，垫在笼子里的木屑也被它们拉到干净的一侧。令人惊讶的是，一只小白鼠的饲养费每个月只有5元。据参试人员介绍，淋巴细胞可以产生抗体但不能繁殖，而骨髓瘤在体外可以无限繁殖，利用它们的各自优势进行细胞融合，将可以得到能够在体外产生单克隆抗体的杂交体，用以产生单克隆抗体。在地面，这两种细胞的地面融合率极小。这些空间细胞融合实验利用神舟飞船在轨飞行时处于微重力的条件，进行细胞的融合，来验证几年来进行的地基研究的结果，力争在实验方法和技术上有所突破，为未来的空间制药进行有益的探索。

　　首次空间电泳实验

　　与细胞融合实验正好相反，在神舟四号上第一次进行的生物大分子和细胞的空间分离纯化实验，是将生物样品利用电泳的方法分离提纯。神舟四号飞船发射前一周，“生物大分子和细胞的空间分离提纯化实验”进行了最后一次地面电泳实验研究。

　　中国科学院上海生命科学研究院研究人员介绍，上个世纪80年代美国、德国都做过不少空间电泳仪实验，结果表明，提纯纯度比地面高出5倍。用这种方法对一些高纯度的生物材料如氨基酸、多肽、蛋白质、核酸以及各种细胞的分离纯化，是生物医学和生物技术领域基础的应用技术。

　　我国首次在太空进行的电泳实验重在掌握空间电泳的基本技术和方法，主要目的是研究在微重力环境下有关电泳迁移率及各种影响因素而导致的动态过程稳定控制、分辨率控制以及空间制药分离纯化设备的设计技术等问题。 （许斌 曾伟）

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