空间环境对细胞基因表达的影响

空间环境不同于地球表面的任何环境,它强烈的空间辐射、高真空、微磁场以及航天器中的微重力等特殊环境对生物的影响都是人们目前正在探索的领域。空间辐射、微重力通过多种途径影响细胞的基因表达。对空间环境影响肿瘤细胞生物学性状发生改变机制的探讨有助于更深刻地认识肿瘤的发生发展,为攻克肿瘤提供新的思路和方法。     

空间环境与模拟微重力环境对高等植物试管苗的影响

在空间环境中,微重力是一个很重要的因素之一,但空间环境又不完全等同于微重力环境,它还同时存在宇宙辐射等其他因素。本文重点探索空间环境与模拟微重力环境对高等植物试管苗细胞亚显微结构的影响,以及同工酶变化和RAPD分子标记的初步结果。通过对高等植物的试管苗(月季、树莓、马铃薯、香石竹、人参果)分别进行的模拟微重力实验及空间飞行实验,发现模拟微重力条件与空间环境对植物试管苗的生长过程中细胞超微结构既有相同的作用,又有不同的作用。     

空间生物学研究的地面模拟技术进展

 空间生命科学研究日益重要,但是由于受到稀少空间实验机会和高昂实验成本等条件制约,目前对空间环境的地面模拟技术要求更加迫切.在较系统地分析现有微重力环境模拟技术的技术特点和适用范围的基础上,结合未来多因素耦合研究的发展趋势,提出了采用激光光阱技术模拟微重力环境的建议.激光光阱操纵生物细胞的非接触性、光穿透性和定位性有助于获得较好的模拟效果.激光光阱技术与单细胞定点单离子辐射技术良好的相容性和互补性有助于开展微重力与辐射的耦合影响研究.     

空间材料科学专题·编者按

空间材料科学是在微重力、空间辐射和高真空等空间环境条件下,研究材料的结构、性能变化和制备过程的规律,以及材料物理、化学性能变化和使役行为的学科.她既是基于空间技术发展也是基于空间技术发展需求而诞生的材料科学的一个新分支,集材料科学、凝聚态物理、物理化学、流体物理学、工程热物理学、空间环境和空间技术等多领域分支学科的交叉.     

空间微重力环境中的晶体生长研究进展

 随着信息技术和生物技术的发展, 人们对于结构完整、性能完美的高品质光电子晶体和蛋白质晶体的需求愈加迫切。地面重力条件下存在自然对流,它显著地影响热量和溶质的输运过程以及晶体/溶液界面边界层特性,进而影响晶体的品质和性能。空间微重力环境提供了纯扩散晶体生长的理想条件,在此条件下有可能生长出高性能的单晶体。在过去30多年的微重力实验中,科学家通过搭载卫星、飞船和空间站等航天器,开展了一系列空间晶体生长研究。本文综述几种主要晶体的实验研究进展,内容包括：半导体晶体、特殊功能晶体、非线性光学晶体、蛋白质晶体和食盐晶体。     

探空火箭的发展现状及趋势

探空火箭是临近空间唯一的实地探测工具,是中高层大气立体剖面探测和微重力科学实验的有效手段和新型有效载荷及其新技术、新器件、新材料的验证平台,目前已广泛应用于空间天气预报、中高层大气研究、临近空间环境研究、微重力条件下的材料加工、高空生物学研究、地球资源勘探等诸多领域,具有其他飞行器不可替代的优点和作用。本文综述了探空火箭的科学地位及其在国内外的发展现状、各个国家的应用情况,重点阐述了探空火箭在美国、日本、欧洲和中国的研究与使用状况,分析和总结了火箭探空的发展趋势。并提出了发展中国火箭探空技术的建议：组织火箭探空发射活动,开展中高层大气和电离层的直接探测,进行空间有效载荷和元器件的短期飞行试验,微重力试验和空间生命科学试验,以及空间飞行试验。为中国空间科学探测技术的发展提供经济有效的手段。     

空间对接机构丝杠副在轨温度的数值模拟

根据空间对接机构的结构特点和环境条件,利用能量守恒原理和节点网络方法,提出反映机构热特点的简化物理数学模型.采用蒙特卡洛法和太阳窗口,分析计算单机间的辐射交换因子和构件的太阳热量.对于低轨飞行器,能量方程中考虑地球红外辐射和反射辐射的影响.应用隐式R-K法,耦合求解机构节点刚性非线性温度微分方程组,得到收拢和伸出两种状态下,机构丝杠副等组件的在轨瞬态温度变化规律,分析不同构件表面辐射特性对温度的影响.研究结果对丝杠副工作热可靠性评估、机构热控方案的设计和实施有实际参考价值.     

微重力条件下管肋式空间辐射器的传热分析

建立了航天器上常用的管肋式空间辐射器在微重力条件下的导热、对流和辐射相互耦合的复杂传热过程的数学模型，并考虑了管壁与肋片表面之间相互辐射的影响。整个模型的求解采用迭代法，管内流体的速度场和温度场的求解用ＳＩＭＰＬＥ算法，分别计算了肋片上的温度分布、管壁与肋片上的热流分布与管内对流换热的平均Ｎｕ数，得出了进行管肋式空间辐射器优化设计所必需的重要参数，同时还研究了重力场对辐射器传热的影响，对在地面上进行空间辐射器的模拟实验研究具有重要意义。     

大型空间展开机构微重力环境模拟悬吊装置热结构耦合分析

以大型空间展开机构高低温展开试验系统微重力环境模拟悬吊装置为对象,采用Solidworks软件建立悬吊装置有限元分析模型,并利用ANSYS软件针对不同展开机构产品悬吊载荷及不同工作温度状态进行热-结构耦合分析.通过数值分析得出不同工况下悬吊装置的热变形及应力情况,并分析了其对展开机构展开长滑轨倾斜角的影响.研究内容对应用于高低温环境下的微重力环境模拟悬吊装置优化设计提供参考,并对空间展开机构高低温微重力展开试验的有效实施和参数调试具有指导意义.     

空间高等植物培养观察装置及其空间飞行实验

利用绿色高等植物的光合作用获得植物性生物产物是空间受控生态生命系统中的重要一环,开展空间环境条件下高等植物生长发育研究对于解决人类在太空的自给自足问题意义重大。文中介绍了为我国“实践八号”卫星留轨舱微重力平台研制的空间高等植物培养观察装置及其空间飞行实验。在空间飞行实验中,开展了在密闭条件下对高等绿色开花植物青菜从种子萌发、幼苗生长到开花授粉各个阶段的培养和实时图像观察,利用图像数据了解空间微重力对高等植物从营养生长到生殖生长的过渡规律,以及对开花,受（或授）粉等重要生理过程的影响。     

空间环境对植物影响的研究进展

从蛋白质和基因水平分别介绍空间微重力、强电离辐射、亚磁场及空间综合因素对生物性状和遗传变异的影响,并对今后空间诱变育种的前景和存在问题加以概述。     

空间站环境控制与生命保障系统微生物腐蚀行为与控制方法

 空间站环境控制与生命保障(环控生保)系统微重力条件下,空间站密闭狭小舱内的真菌和细菌等微生物主要来自航天员生理代谢产生的废物(尿液、粪便),日常生活和工作中形成的废弃物,以及在密闭生态系统中进行食物、气和水反复净化和再生处理所应用的微生物。空间站环控生保系统中的水、冷凝水、废水等介质中极易滋生微生物,并通过微生物产生具有腐蚀性的代谢产物,如硫酸、有机酸、硫化物和氨等,恶化金属材料腐蚀的环境。本文综述了微重力条件下的微生物生物效应、空间站材料微生物腐蚀行为、材料微生物腐蚀防护技术等3个方面,讨论了太空特殊的微重力环境下微生物生理生化性状的变化及其与材料间的复杂相互作用,认为开展微重力条件下相关材料的微生物腐蚀实验研究,明确生物膜的形成及其腐蚀作用机制,开发新型抗微生物防护材料体系,对保障空间站环控生保系统材料安全服役具有重要意义。     

在空间微重力条件下斑头雁血红蛋白晶体生长

为获得高质量的斑头雁血红蛋白晶体,在我国返回式卫星FSW-2上进行了两次蛋白质晶体生长实验。首次在1992年实验中生长出了小晶体;在进一步改进样品准备和精化结晶条件基础上,在1994年第2次实验中获得了适合于X射线分析的晶体。经收集X射线衍射数据和统计分析表明,空间微重力条件有利长出优于地面对照组的晶体,其衍射分辨率比地面高约0.06nm。在相同的晶体生长条件下,空间易生长出正交晶系的、c轴方向周期较长的血红蛋白晶体。     

中国载人航天空间环境监测系统的发展

 空间环境是航天器的运行环境,直接关系到航天员和航天器的安全。监测、研究和预报空间环境,是保障航天员、航天器安全的一项重要手段。国内外载人航天工程逐步开展了辐射剂量、带电粒子、轨道大气、等离子体、空间碎片等空间环境参数探测。结合中国载人航天工程发展历程和阶段,着重介绍了中国神舟飞船、目标飞行器的空间环境探测研究情况,提出了后续空间站空间环境探测研究的建议。     

空间微重力环境对人牙髓间充质细胞的影响初探

通过实际空间搭载实验,研究空间环境对人牙髓间充质细胞的影响。将人牙髓间充质细胞无源(细胞保存于密闭环境条件中,没有细胞培养所需的5%CO2、37℃、饱和湿度标准条件的适宜环境)搭载长征2号飞船进入空间环境,空间飞行时间为17d,返回地面后,继续培养成活并传代,观察其细胞骨架的改变。激光共聚焦显微镜观察显示:空间实验组细胞骨架出现弥散性的变化,局部微丝解聚。实验结果表明:人牙髓间充质细胞经历空间飞行后可以继续成活,并且细胞骨架发生了明显改变。