对推动航天育种技术产业发展的思考与建议

<正>航天育种(又称空间诱变育种)是指科研人员利用航天器将植物种子或其他有生命的材料送入太空,在空间辐射、微重力、地球磁场、高真空等空间特殊环境的综合作用下诱导DNA产生可能的变异,再返回地面人工培养、观察,从中选育出优良的新种质、新材料,是航天技术、生物技术与农业育种技术相结合的育种新方法、新技术、新途径。     

航天器环境资源开发利用技术

随着空间技术的飞速发展,世界各国科学家对空间飞行器所具有的宇宙射线辐照、微重力、高真空、磁场等特殊环境进行不懈地探测,把空间特殊环境当成一种资源,加以开发利用,进行大量的空间科学试验,取得重要成果。本章记述2000年以前通过我国返回式卫星搭载进行国内外新技术搭载试验、微重力测量搭载试验、微重力材料搭载试验、空间生命科学试验、空间育种试验,开展空间环境资源开发利用技术进展状况。     

空间站有效载荷真空支持系统方案评述

有效载荷真空支持系统是空间有效载荷支持系统的重要组成部分,为空间有效载荷实验的顺利进行提供真空环境支持和保证。文章详细分析了国际空间站包括美国“命运号”实验舱（USL）、欧空局哥伦布轨道舱（APM）及日本实验舱（JEM）内的有效载荷真空支持系统方案及使用情况;对美国实验舱内的一号微重力材料科学机柜及微重力燃烧科学机柜内部专用的真空支持系统作了主要介绍;最后提出了我国空间站有效载荷真空支持系统的初步方案设想,即合理安排有效载荷实验进行次序,将废气排放子系统及真空资源子系统合二为一,以节约资源,提高可靠性。     

微重力材料加工概况

在空间微重力环境下的材料加工业还刚刚开始,研究人员正在为随时都可以获得微重力环境而努力,这是空间材料加工进入 商业化的基础。目前美国和欧洲在载人航天器上进行了大约140项材料流体科学实验,而且还利用探空火箭进行了250项同类试验。由于美国航天飞机飞行曾一度受挫,使西方各国进入空间的机会受到了限制,苏联光子号回收舱和中国的返回式卫星在市场上倍受青睐并极有可能获得成功。中国和苏联在其返回式卫星上不止一次为西方搭载过微重力试验装置。     

空间资源的利用和开发现状

外层空间被称为人类的第四环境。在这个人类新进入的空间环境中,现已探明可供利用和开发的空间资源有以下6类:航天器相对于地面的高位置资源;高真空和高洁净环境资源;航天器的微重力环境资源;太阳能资源;超低温热沉资源及月球资源。本文简要介绍这几种空间资源的利用和开发现状。     

空间微重力环境地面模拟试验方法综述

由于目前的落塔法、悬吊法、水浮法和气浮法等空间微重力地面模拟试验方法中设备本身的建造周期、成本及其它缺点难以满足做复杂运动的空间飞行器微重力模拟.本文总结了目前国际上的空间微重力地面模拟试验方法的发展现状,并分析比较了各方法的优缺点,针对其问题进一步提出了一种三维微重力环境试验装置的设计思想,为做复杂运动的空间飞行器微...     

国外微重力火箭的发展及其特点

一、前言 微重力火箭是近20年来从探空火箭系列中发展出来的一种用于微重力科学研究的技术实验火箭。微重力科学的研究范围包括微重力材料科学和微重力流体科学,并涉及到空间生命科学。1971年10月美国航宇局发射了空蜂170A,首次利用探空火箭进行空间材料加工实验尝试,1972年1月在发射黑雁5C火箭时,再次进行了金属熔炼实验。这两枚火箭的发射,证实了用探空火箭进行微重力科学实验是一条可行的技术途径,从而揭开了微重力火箭研制和应用的序幕。     

载人宇宙飞船的热真空试验特点

设计任何载人宇宙飞船时,对整船或各个分系统的温度、湿度的控制系统(THCS)进行试验是非常重要的。这些试验将验证电子系统和宇宙飞船的各个系统和组成部分在 THCS 产生的环境务件下能否正常运行,并且也验证由 THCS 提供的环境参数与规范是否一致。上述试验要求模拟轨道环境,如真空、外部辐射和微重力环境等等。微重力环境的特点是消除压力容器中的自然对流换热。这在某些情况下妨碍在飞船或舱段做地面热真空试验时建立预想的环境条件。这些试验应该证明 THCG 是符合热控性能要求的。最后的报告只可能在验证飞船及其舱段结构热性能的试验数据基础上给出。报告的重点是叙述载人宇宙飞船热真空试验的特点。     

燃料电池的空间应用技术发展

燃料电池作为高效环保的发电装置,在空间应用上具有极大潜力。本文论述了近年燃料电池的空间应用技术,以求促进相关产业及研究的进一步发展。分别对微重力环境下的水、热管理技术进行了探讨,发现微重力中气流方向及燃料电池布置对电池性能具有显著影响,气流宜以相反方向通入,微重力环境对竖直放置和水平放置(阳极在上或阴极在上)的燃料电池性能影响不一,其中水平放置(阴极在上)和竖直放置的工况下促进了水的顺利排出。进而比较了3种常见散热方式在空间应用上的优缺点,并且对热管冷却的材料选择给出了建议。最后简要介绍了目前在航天应用上受到关注的可再生燃料电池。     

空间润滑脂的研究进展

空间环境中高真空、高低温、强辐射、原子氧和微重力等恶劣因素对空间润滑脂的结构和性能提出了特殊要求。为了满足空间运动部件高可靠性和长寿命的要求,需要改善空间润滑脂的性能。文章主要从基础油、稠化剂和添加剂这3个方面介绍和分析了空间润滑脂的研究进展及发展方向。     

航天手套箱

航天手套箱（Glove box）,也被称作微重力科学手套箱,是一个内置手套的实验用密闭设备,提供微重力环境下的密闭研究工作空间,航天员利用它在其内部进行小型实验和硬件测试。就像在地球上每天研究用的一个部件,没有它,许多用手操作的研究任务将不能进行或会受到严格的制约。     

把智慧的触角伸向太空……——中国载人航天应用系统发展的人和事

太空的高真空、强辐射、高洁净、高热、深冷和微重力环境以及航天器独有的轨道高度,都是地面上难以获得的宝贵资源。20世纪是人类最辉煌的世纪。1957年10月4日前苏联发射了第一颗卫星,1961年4月12日加加林成为遨游太空第一人,1969年7月20日阿姆斯特朗登上月球,迎来了人类太空探索的新纪元。空间应用跟随着开拓者的足迹从幻想走向现实。     

载人航天器在轨维修地面仿真验证技术

为满足载人航天器型号对微重力和真空环境下的维修性仿真验证需求,文章提出并实现了一种混合式仿真验证平台。阐述了在轨维修仿真验证平台整体构架,建立了航天员模型、航天服模型及舱体维修模型,给出了在轨微重力和真空环境下进行维修的可视性、可达性及维修操作时间的仿真验证方法。利用该平台对在轨维修任务进行仿真验证,结果表明,该平台可以有效仿真和验证在轨维修,为维修性设计和优化提供了手段。     

一种用于空间机械臂的 微重力模拟悬吊配重试验系统

空间机械臂工作在空间微重力环境中,广泛用于太空中的舱段对接、在轨维修等操作,因此需要在地面模拟微重力环境以满足空间机械臂研制试验要求。文章基于国内外模拟微重力环境领域技术现状,依据型号研制试验要求,提出了一种用于大型空间机械臂性能和可靠性验证的微重力环境模拟悬吊配重试验系统,并给出了悬挂机构子系统、二维随动子系统、恒拉力子系统、位姿测定子系统的设计思路和具体方案。     

拓展微重力学的多方面应用

我国"实践八号"育种卫星成功进行了涉及微重力流体物理、空间基础物理、微重力燃烧等9项空间实验。该项目将育种卫星的留轨舱作为一个微重力实验平台,利用遥感科学技术进行了一批不需要样品回收的微重力实验,发展了我国的卫星微重力平台及相关技术。     

沸石分子筛对航天器分子污染物的吸附性能研究

针对空间环境中有机污染物沉积在航天器敏感部件上造成相关功能失效问题,提出一种利用沸石分子筛多孔结构在轨清除有机污染物的新方法。研究了真空环境中,Naβ、NaY、13X三种分子筛对某型号电缆真空放气产物的吸附能力,结果表明13X的吸附能力优于其它两种分子筛,饱和吸收率为14.03%。将其作为分子吸附器的吸附材料应用到航天器易污染的部位,将会有效控制航天器在轨运行的污染水平,提高可靠性。     

尤里卡卫星进行最后测试

《空间飞行》1990年11月报道: 欧空局计划于1991年末或1992年初由航天飞机发射的尤里卡卫星目前正在德国进行系统质量检验。欧空局已任命了任务专家,负责在航天飞机进入轨道的第一天进行尤里卡卫星的部署工作。 在6～9个月的飞行中,尤里卡将进行大量的、不同的微重力试验。其它空间科学和技术试验包括:太阳观测、电推进和利用欧空局的奥林帕斯卫星进行轨道内通信试验。完成飞行后,卫     

太空微重力环境应用

介绍了在太空微重力环境下各种晶体生长、金属与合金，复合材料等材料加工应用；探讨了燃烧与微重力，生命科学中微重力利用等问题。     

大型真空容器结构设计中的有限元分析与应用

真空容器是大型空间环境模拟器的主体结构系统。文章在分析了真空容器系统结构及其设计方法的基础上,以某大型空间环境模拟器真空容器系统设计为例,探讨了有限元法在真空容器设计中的应用。工程实践表明,利用有限元法对大型空间环境模拟器容器系统进行分析设计,可以解决复杂载荷下的结构应力计算,优化真空容器的局部结构,提高容器系统可靠性和经济合理性。     

微重力下的医学影像学研究

本文综述了微重力下生物学适应问题及医学影像学技术解决相关生理适应问题的概要途径。下个世纪的空间居住和星际间的飞行将成为习以为常的事情，由此要求研究者和影像学专家必须解决在微策略研究方面 采影像技术的问题，微重力因素导致了头部液体移动、电解质失，肌肉和骨质丧失、贫血、免疫反应降低、胃排空和肝代谢的变化、肠需动增加及空间运动病的发生。医学影像学是唯一能够评价上述全部微重力生理适应问题的途径，影像学资料还能鉴别人类在空间生存中那些潜在的有益或有害的改变，以便给予相应的资助和措施。