研究人員揭示天宮二號太空培養箱的秘密

「我也沒辦法了。」張濤並沒有重要的事情說三遍，因為實際上，他和中科院上海技術物理研究所的同事們，用盡辦法將重要的任務漂亮完成了。

在即將發射入軌的天宮二號空間實驗室上，為完成空間高等植物培養實驗，將搭載的400毫米*300毫米*300毫米培養箱，比一台車載冰箱還小，然而培養箱裡面還將放置4個120毫米*50毫米*255毫米的不返回培養單元、近2升培養液，3台相機，兩個風扇，4組燈，4組泵以及複雜的液體管路，乙烯去除裝置，溫控裝置，各類感測器等。另外，還包括一個可拆卸的返回單元，尺寸為10毫米*10毫米*300毫米的，一個400毫米*285毫米*30毫米的控制與數據採集傳輸裝置。

不僅重量需要控制得非常精準，更是「幾乎連下手的地方都沒有」。張濤和同事們不僅要將經生物學家無菌處理的培養單元準確安裝進培養箱，其後還需要把培養箱里的液體管路重新安裝起來，再將液體加註好，不能在培養箱里產生一點點漏液，否則都將對實驗結果產生影響。

安裝的一系列動作將按照一份細緻入微的操作流程細則進行，一崗人員操作、二崗人員檢查，完成一步劃一個勾。全部流程完成後，還要對培養箱各部位再次加固，使其能夠經歷「天宮二號」發射階段的振動衝擊洗禮。整個安裝操作過程須在48小時內完成，並且沒有失誤的餘地。

張濤所帶領的隊伍當然不是新兵上崗，他們已多次完成空間科學實驗的相關任務。然而，「天宮二號」任務又在各方面對他們發出新挑戰。

在技術手段方面，這是我國第一次開展高等植物的全周期空間培養實驗。「從種子到種子：讓種子在太空開始萌發、生長、開花，再到結籽，整個周期對培養環境的要求是在變化的。這對培養實驗的技術方案有相當大的挑戰。」張濤告訴《中國科學報》記者，「在早先的『實踐十號』返回式科學實驗衛星上，相關實驗是從植株生長到開花這一步，在時間上只相當於本實驗周期的一部分。」

就測控手段而言，因有4個培養單元不返回地面，為使科學研究效能最大化、幫助生物學研究人員通過圖像、數據直觀判斷實驗進程和狀態，上海技物所科研人員提高了對太空中的培養箱進行遙控操作的能力。與以往不同，這一次，包括光照周期、溫度、濕度、成像時間、營養液加註的流程等在內，幾乎生物學家關心的主要參數都能通過遙控指令注入實現調控。

此外，熒光相機的使用為本次空間高等植物培養實驗提供了重要的在線分析手段。張濤介紹，地面實驗通常採用激光作為激發光源，特點是功率大、光信號強、光譜帶寬窄，能量集中度高、激發的熒光信號強。在資源條件有限的情況下，本次空間高等植物培養實驗採用發光二極體作為激發光源，功率小、光信號較弱，激發的熒光很弱，但通過對熒光相機的特殊設計，可以得到滿足實驗要求的信噪比，使熒光相機具備了基因表達信號檢測分析能力。

長周期的植物培養實驗中對有限水資源的的回收利用是非常重要的。植物蒸騰作用和液體自然揮發產生的水汽在微重力條件下會在器壁上結成水滴，而且不會落下來，這不僅影響成像效果，還造成水利用率降低，也可能引起其它不利影響。「我們設計了水回收裝置將水汽「集中」起來，並利用微重力條件下的毛細現象將水引回土壤，就讓水分在培養單元里循環。」

「事無巨細都得考慮周全，確實壓力巨大。我真是沒招了。」張濤又說起了開頭那句話，但其實看來他們找到了很多辦法。

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