神舟八號上的生物“百寶箱”——中德合作通用生物培養箱揭秘

2011年11月18日北京時間凌晨0時20分，載人航天工程空間科學實驗領域首次開展的國際合作項目——中德合作生物培養箱從內蒙古四子王旗神舟飛船主著陸場平安運抵北京西郊機場。中國西安衛星測控中心與中國科學院空間應用工程與技術中心在機場停機坪進行了載荷交接。隨后，載荷被迅速運往中國科學院實驗室，進行進一步處理。作為中國在空間應用領域首次開展的國際合作項目，該項目不僅為推進空間生命科學研究和技術發展探索了新的途徑，而且為中國載人航天開展更為廣泛的國際間合作積累了經驗。

中德科技人員聯合工作

40個實驗專用單元

中德合作通用生物培養箱內部

通用生物培養箱由德國阿斯特里姆公司（EADS Astrium Space Transportation）為主承包商研制，是用于在空間特殊環境條件下，研究各類生物對象對微重力以及輻射等空間環境的生物學響應的通用實驗裝置。該裝置按國際空間站標準實驗模塊設計和制造，具有很強的通用性。可安排實驗專用單元40個，有1g模擬重力水平對照功能，可提供溫度、光照等生保條件，同時可對實驗對象進行生物學固定。每個實驗專用單元均有靈活的獨立配置功能，也可組合實驗研究。培養箱中裝載了33種樣品，分別開展植物細胞微重力效應的轉錄組學研究、空間生物大分子組裝與應用研究等多項科學實驗。

為了與我國神舟飛船實現機電熱的連接口，中方開發研制了有效載荷控制裝置和通用生物電控箱，以保障通用生物培養箱實驗裝置與飛船平臺接口的兼容性。

17項科學實驗

利用德方研制的通用生物培養箱，中德雙方開展了四大領域的17項科學實驗。四大領域涉及基礎空間生物學、空間生物技術、先進生命支持系統基礎生物學,以及空間輻射生物學等科學研究問題，17項科學實驗項目中包括中方10項，德方6項，中德合作1項。

基礎空間生物學以深化認知生物現象和生命過程為目標，跟蹤學科前沿，開展蛋白質基因組學、細胞生物學、代謝生物學等研究。

空間生物技術研究，以服務人類健康、探索疑難疾病診斷、治療的新方法和新藥物為目的，開展生物大分子及生物蛋白質空間晶體生長實驗，發展我國的先進生物工程技術。

水稻響應微重力變化的蛋白質組實驗單元

中德合作通用生物培養箱內部分試驗樣品

先進生命支持系統基礎生物學研究是為研發保障人類長期駐留太空的“先進密閉受控生態生命支持系統（CELSS）”提供理論依據和積累技術。

空間輻射生物學的研究目的是深化認知空間輻射與微重力綜合生物學效應，為太空生命安全保障設計提供理論和技術依據。

中德密切協作

該項目是中德在空間科學實驗應用領域首次開展的合作，實驗設計復雜，項目管理難度大。在雙方密切配合下，共同克服了各種挑戰，確保了項目的按計劃實施。此次空間科學實驗涉及30多種樣品，樣品種類多樣，科學需求差異大，且需求之間互相約束，整體科學目標的實現難度較大。同時，此次任務共有17項空間生命科學實驗，項目眾多，實驗容器類型多樣，操作復雜，整體流程安排復雜。實驗項目涉及空間生物學、空間生物技術、先進生命支持系統基礎生物學以及空間輻射生物學等領域。實驗對深化認知生物現象和生命過程、發展我國先進生物工程技術、研發保障人類長期駐留太空的先進密閉受控生態生命支持系統以及深化認知空間輻射與微重力綜合生物學效應等具有重要意義。

在軌運行狀態良好

神舟八號飛船在軌飛行期間，地面監測表明，有效載荷在軌運行狀態良好，各項科學實驗進展順利。2011年11月17日19時32分，神舟八號飛船返回艙順利著陸。隨后，生物培養箱從飛船返回艙取出。按照實驗要求，應在7.5小時內運抵實驗室。培養箱開啟后，專家將對樣品在軌實驗情況進行初步評估。后續，各科學實驗項目將對實驗樣品進行深入研究和分析。

表：空間應用系統SZ-8任務中德科學實驗任務一覽表

此次合作的順利實施,展示了中國載人航天工程的開放姿態，為讓世界了解中國載人航天提供了交流窗口，為開展更加廣泛的國際合作提供了組織管理經驗。同時，也為中國科學家開展對空間特殊環境的生物學基礎研究創造了條件，將有助于為人類探索太空、開發利用空間資源、服務于人類生活與健康等科學問題的突破。

德國宇航中心航天部主任蓋德·庫珀也對中德合作生物培養箱項目深表贊賞。他表示，中德之間在科技領域的合作與交流大約有四、五十年的歷史。兩國科技人員的交流也有很好的傳統。近年來中德兩國航天科學家召開了多次科技會議，進一步增進了彼此的了解。中德生物培養箱項目只是中德雙方載人航天合作的第一步，雙方已經開始探討下一步的工作。他希望這些討論能夠最終變成實際的行動，進一步完善雙方的合作框架。

（本文素材由中國載人航天工程網提供）

神舟八號中德合作通用生物培養箱開箱儀式