神舟八号上的生物“百宝箱”——中德合作通用生物培养箱揭秘

2011年11月18日北京时间凌晨0时20分，载人航天工程空间科学实验领域首次开展的国际合作项目——中德合作生物培养箱从内蒙古四子王旗神舟飞船主着陆场平安运抵北京西郊机场。中国西安卫星测控中心与中国科学院空间应用工程与技术中心在机场停机坪进行了载荷交接。随后，载荷被迅速运往中国科学院实验室，进行进一步处理。作为中国在空间应用领域首次开展的国际合作项目，该项目不仅为推进空间生命科学研究和技术发展探索了新的途径，而且为中国载人航天开展更为广泛的国际间合作积累了经验。

中德科技人员联合工作

40个实验专用单元

中德合作通用生物培养箱内部

通用生物培养箱由德国阿斯特里姆公司（EADS Astrium Space Transportation）为主承包商研制，是用于在空间特殊环境条件下，研究各类生物对象对微重力以及辐射等空间环境的生物学响应的通用实验装置。该装置按国际空间站标准实验模块设计和制造，具有很强的通用性。可安排实验专用单元40个，有1g模拟重力水平对照功能，可提供温度、光照等生保条件，同时可对实验对象进行生物学固定。每个实验专用单元均有灵活的独立配置功能，也可组合实验研究。培养箱中装载了33种样品，分别开展植物细胞微重力效应的转录组学研究、空间生物大分子组装与应用研究等多项科学实验。

为了与我国神舟飞船实现机电热的连接口，中方开发研制了有效载荷控制装置和通用生物电控箱，以保障通用生物培养箱实验装置与飞船平台接口的兼容性。

17项科学实验

利用德方研制的通用生物培养箱，中德双方开展了四大领域的17项科学实验。四大领域涉及基础空间生物学、空间生物技术、先进生命支持系统基础生物学,以及空间辐射生物学等科学研究问题，17项科学实验项目中包括中方10项，德方6项，中德合作1项。

基础空间生物学以深化认知生物现象和生命过程为目标，跟踪学科前沿，开展蛋白质基因组学、细胞生物学、代谢生物学等研究。

空间生物技术研究，以服务人类健康、探索疑难疾病诊断、治疗的新方法和新药物为目的，开展生物大分子及生物蛋白质空间晶体生长实验，发展我国的先进生物工程技术。

水稻响应微重力变化的蛋白质组实验单元

中德合作通用生物培养箱内部分试验样品

先进生命支持系统基础生物学研究是为研发保障人类长期驻留太空的“先进密闭受控生态生命支持系统（CELSS）”提供理论依据和积累技术。

空间辐射生物学的研究目的是深化认知空间辐射与微重力综合生物学效应，为太空生命安全保障设计提供理论和技术依据。

中德密切协作

该项目是中德在空间科学实验应用领域首次开展的合作，实验设计复杂，项目管理难度大。在双方密切配合下，共同克服了各种挑战，确保了项目的按计划实施。此次空间科学实验涉及30多种样品，样品种类多样，科学需求差异大，且需求之间互相约束，整体科学目标的实现难度较大。同时，此次任务共有17项空间生命科学实验，项目众多，实验容器类型多样，操作复杂，整体流程安排复杂。实验项目涉及空间生物学、空间生物技术、先进生命支持系统基础生物学以及空间辐射生物学等领域。实验对深化认知生物现象和生命过程、发展我国先进生物工程技术、研发保障人类长期驻留太空的先进密闭受控生态生命支持系统以及深化认知空间辐射与微重力综合生物学效应等具有重要意义。

在轨运行状态良好

神舟八号飞船在轨飞行期间，地面监测表明，有效载荷在轨运行状态良好，各项科学实验进展顺利。2011年11月17日19时32分，神舟八号飞船返回舱顺利着陆。随后，生物培养箱从飞船返回舱取出。按照实验要求，应在7.5小时内运抵实验室。培养箱开启后，专家将对样品在轨实验情况进行初步评估。后续，各科学实验项目将对实验样品进行深入研究和分析。

表：空间应用系统SZ-8任务中德科学实验任务一览表

此次合作的顺利实施,展示了中国载人航天工程的开放姿态，为让世界了解中国载人航天提供了交流窗口，为开展更加广泛的国际合作提供了组织管理经验。同时，也为中国科学家开展对空间特殊环境的生物学基础研究创造了条件，将有助于为人类探索太空、开发利用空间资源、服务于人类生活与健康等科学问题的突破。

德国宇航中心航天部主任盖德·库珀也对中德合作生物培养箱项目深表赞赏。他表示，中德之间在科技领域的合作与交流大约有四、五十年的历史。两国科技人员的交流也有很好的传统。近年来中德两国航天科学家召开了多次科技会议，进一步增进了彼此的了解。中德生物培养箱项目只是中德双方载人航天合作的第一步，双方已经开始探讨下一步的工作。他希望这些讨论能够最终变成实际的行动，进一步完善双方的合作框架。

（本文素材由中国载人航天工程网提供）

神舟八号中德合作通用生物培养箱开箱仪式