用国产装置进行的空间蛋白质结晶实验

使用国内研制的管式汽相扩散结晶装置,在我国返回式卫星上,成功地完成了两次空间蛋白质晶体生长实验,10种不同种类的蛋白质配制的48个样品在空间的出晶率分别达52%和80%,其中少数蛋白质生长出了较高质量的蛋白质晶体。结果表明,空间的微重力环境利于改善蛋白质晶体的生长,而且在结晶条件优化足够好的条件下,在空间里能生长出比地面晶体尺寸较大、形态较好和内部有序性较高的蛋白质晶体。本文还就微重力对蛋白质晶体生长的具体作用及其开发利用做了讨论。      

变截面毛细通道中气泡的运动特性分析

为了确定复合材料成型过程中气泡的运动条件,利用变截面毛细模拟通道实验系统,研究了气泡在变截面毛细管中的运动行为,分析了气泡长度、毛细管半径及液体种类对气泡垂直穿出行为的影响,并从理论角度推导出气泡穿出的临界压力方程.研究结果表明,气泡垂直穿出变截面毛细通道所需要的临界压力差,随气泡长度和毛细管半径的增大而减小,液体种类对其也有明显影响,实验结果与理论计算值基本吻合.该研究结果将为复合材料成型中工艺参数的优化提供实验依据.      

CsI(Eu)晶体空间生长地面实验

人工晶体在高技术领域具有十分重要的应用.在多组分晶体生长过程中,由于分凝的存在,会导致成分沿晶体生长方向产生变化,从而影响到晶体性能的均匀性,对应用产生不利影响.为研究微重力对多组分晶体分凝的影响,利用天宫二号卫星进行空间晶体生长实验.结合晶体生长特性和天宫二号综合材料实验装置的技术条件,确定以铕掺杂CsI晶体为研究对象.在地面研制阶段,CsI（Eu）晶体样品顺利通过力学环模试验,并在地面实验中生长出质量较高的CsI晶体,样品中存在明显的组分分凝.      

天宫二号碲化锌晶体生长

在天宫二号飞船综合材料实验炉六工位采用碲熔剂法生长了碲化锌晶体,生长时最高温度为800℃,以0.5mm·h-1的提拉速度向炉膛内部提拉生长晶体.飞行实验后,用相同实验参数在地面进行了对比实验.结果发现,空间样品尾部有一个非常大的橙色结晶区域（约10mm×6mm×2mm）,而地面生长样品中碲化锌晶体尺寸仅为约3mm×3mm×1mm,空间生长的碲化锌晶粒尺寸明显优于地面.空间微重力环境下,由于毛细作用,空间样品的塞子处有Te和ZnTe的外延膜生成.而地面生长的锭条在塞子处只有零星点状气相生产物.因此微重力条件有利于碲化锌晶体材料的生长.      

Don Pettit 国际空间站微重力流体实验与若干现象的解析

Don Pettit 是美国NASA 的资深宇航员, 2002 年11 月至2003 年5 月, 在国际空间站工作期间, 进行了一系列名为Saturday Morning Science的微重力实验. Don Pettit 实验揭示了微重力下一些令人惊奇的现象, 涉及流体力学、气泡动力学、晶体生长以及运动学的诸多基础问题, 是能够获得的国际空间站为数不多的微重力实验资料, 具有重要研究意义. 实验包括14 组流体实验和7 组力学实验, 而流体实验又大致分为水膜实验和水球实验, 包括大尺寸水膜制备、扩散和对流、Marangoni 对流、薄膜结晶、水球/气泡旋转等. 本文对Don Pettit 实验的流体部分进行了介绍, 并对其中的Marangoni对流和薄膜结晶实验现象进行了解析.      

航天简讯

航天简讯在“尤里卡”上成功地生长虾壳色素蛋白质晶体在空间制造虾壳色素的蛋白质晶体，是由欧空局（ＥＳＡ）的回收型试验卫星“尤里卡”完成的。在微重力条件下因无对流产生，和地面相比能产生粒子大的晶体。倘若能查明其结晶的立体结构，对人类研究蛋白质晶体是一大贡...     

SJ-10卫星固体材料燃烧实验装置

为对微重力条件下固体材料着火和火焰传播特性进行研究,研制了实践十号（SJ-10）卫星固体材料燃烧实验装置.利用空间高真空条件,采用实验段内气体环境更新和控制技术,实现了在有限实验空间内对多个实验样品进行研究,并提供准确可控的实验环境条件（氧气浓度和气流速度）.通过地面试验验证,该装置可通过实验样品、氧气浓度、气流速度、点火方式等实验参数的灵活组合,实现空间实验机会的充分利用和预定科学目标.      

神舟飞船生长GaMnSb材料过程及性能分析

利用神舟3号飞船(SZ-3)上的多样品空间晶体炉制备出GaMnSb材料．所设计的石英安瓿使用氧化铝棉毡和特殊设计制造的氮化硼坩锅进行减震，经受住了严峻的力学环境的考验，完成了材料的空间生长实验，达到了空间生长材料的初步要求．对空间生长的GaMnSb晶体进行了X射线能谱分析和X射线衍射分析，发现空间生长的GaMnSb是多晶结构．对未获得GaMnSb单晶的原因进行了分析，发现空间晶体炉温度的波动和提供能量的不足是导致生成GaMnSb多晶结构的主要原因．由于在晶体生长的初始阶段晶体炉提供的能量不足，使GaSb单晶部分未能熔化，从而导致GaMnSb材料的生长在没有籽晶的情况下进行．     

微重力池沸腾传热研究

对利用中国返回式卫星搭载开展的两次微重力池沸腾空间实验及地基常重力和落塔短时微重力实验的结果进行了评述. 研究发现微重力时丝状加热器沸腾传热会略有强化, 而平板加热器则在高热流条件下明显恶化. 微重力时, 气泡脱落前存在沿加热面的横向运动, 加剧了相邻气泡间的合并, 合并气泡会在其表面振荡作用下从加热面脱落. Marangoni 效应对于微重力气泡行为有重要影响.      

航天简讯

欧洲英托空间组织研制新型微重力实验装置欧洲英托空间(Intospace)组织开始加紧研制处理超导材料用的新型微重力实验装置。这个装置称为Suleika,其发射时间暂定在1989年下半年,使用哪一种运载系统将在1988年底前决定。英托空间组织现正考虑的发射系统有美国的航天飞机、苏联的光子回收航天器以及中国的长征运载火箭。这项任务是1988年8月成功地用中国的回收舱(长征2号火箭发射)搭载进行Cosima蛋白质晶体增长实验飞行的继续。Suleika将     

重力对植物细胞生长的效应

从地基研究植物向重性和在神舟八号卫星微重力条件下培养植物细胞出发,探讨重力变化对植物细胞发生作用时产生的生物学效应.已有结果显示,在植物向重性反应和处于失重状态时,重力方向和大小变化对细胞壁代谢具有一定影响.推断细胞形状的维持是由细胞壁的刚性与细胞内膨压平衡所致,当细胞膨压大于细胞壁刚性导致上述平衡打破时就会引起细胞体积增大.因此,重力的变化可能会通过影响植物细胞壁刚性与细胞内膨压的平衡影响细胞生长.      

THE SPACE EXPERIMENT OF PROTEIN CRYSTALLIZATION ABOARD THE CHINESE SPACECRAFT SZ-3

Using a new flight hardware, a Chinese mission of space protein crystallization has been performed on the Chinese spacecraft SZ-3 for seven days from March 25 to Apr. 1, 2002. The rate of yielding crystals in the 60 samples is 75%, a little higher than the ground control experiment. Preliminary analysis of the experimental results have shown that among the 16 proteins involved in the mission, about 4 kinds of better diffraction-quality protein crystals were produced in space. At least one kind of protein crystals, i.e. crystals of cytochrome b5 mutant could diffract X ray beyond the highest resolution reported so far. In addition, some rules derived from our numerical studies of the liquid/liquid diffusion protein crystallization were proved by the crystallization of lysozyme as model protein in this space experiment,which also clearly showed the advantages and disadvantages of the gelled protein solution used in microgravity growth of protein crystals. In order to exploit this mission, more diffraction work with the grown crystals and detailed analysis of data to be obtained will be done in the next few months.     

A Controllable and Observable Protein Cystallization Facility.

A Controllable and Observable Protein Crystallization Facility (ACOP) was developed in 1999 for space experiment in the Get Away Special canister of Space Shuttle. To regulate the vapor diffusion rate, in a crystallization chamber, five cells each containing precipitant solution of different concentrations, exposed to one protein cell in turn. Five layers of chambers were overlapped coaxially. The crystallization process was observed and recorded by digital cameras. Structure of facility and result of image sequence were given.     

Preliminary observing achievements of supersoft X-ray detector and γ-ray detector onboard Shenzhou2

Preliminary observing achievements by the Super Soft X-ray Detector and the γ-ray Detector in the fields of cosmic gamma-ray bursts, solar X-ray, bursts and cosmic X-ray/γ-ray background radiation are summarized. The detectors are aboard the spacecraft Shenzhou-2 that was launched on 2001 January 10. The scientific mission and general situation of the instruments are briefly described.     

Solidification of GeSi solid solution in near-zero-G conditions

In summary, it should be stated that the existing theories of segregation during directional crystallization which consider mass transport in melt due only to either concentration diffusion or convective stirring (or both) cannot account for solute segregation picture observed in solid solution crystals which have been obtained aboard Apollo-Soyuz orbital complex. To do this, some other, new models are required.     

FY-2C卫星太阳X射线探测器性能定标

通过具体的实验对FY-2C太阳X射线探测器进行了详细的定标.太阳X射线探测器的传感器采用充Ar气的正比计数器.主要探测能量大于4 KeV的太阳X射线流量.在坪特性、效率、正比性、能道划分、能量分辨率和时间分辨率等6个方面详细介绍了定标的方法及结果.定标结果表明,FY-2C卫星的太阳X射线探测器在各个方面都具有很好的性能.最后对FY-2C的在轨探测数据与GOES卫星进行了比较.GOES卫星的太阳X射线传感器采用电离室.FY-2C的探测结果与GOES的探测结果非常吻合.结果表明,FY-2C太阳X射线探测器可以很好地监测太阳X射线的流量变化,为空间环境监测提供有效的服务.      

中国载人航天工程的外部设计

在“神舟号”载人飞船工程实现了中国人往返于天地间的目的之后 ,中国应审慎地选择发展载人航天的目标。文章从中国社会对载人航天的需求出发 ,讨论了以开发利用空间微重力物质环境为目标的空间站和以发展天基航天为目标的天基航天站的外部工程系统的环境条件 ,认为中国在运载火箭、发射和回收场、测控站网方面已有较好基础 ,基本具备条件 ,运人运输器已有“神舟号”载人飞船 ,运物运输器的研制也不困难 ,但在为保障航天员在空间生活、工作的航天员系统方面和为实现载人航天工程功能和显现价值的有效载荷系统方面欠缺较多 ,需要一个研究、试验、培训和开发、演示的发展阶段     

Progress in Space Material Researches

New progress in the post researches on space grown materials, the development of experiment facilities, and the experiment techniques for space materials researches were introduced. Besides the conventional materials, such as alloys, semiconductors, and optical crystals, new materials have also been prepared on the ground.     

Crystal growth from the melt by capillary shaping techniques

A method based on the Lyapunov stability theory has been developed for studying the stability of crystallization by capillary shaping techniques (including Czochralski, Stepanov, EFG, Verneuil and floating zone methods). The preliminary results of the analysis of stability shows that the crystallization by capillary shaping technique under microgravitation conditions is more stable in some cases than under the action of gravitation. To get deeper into details of the capillary shaping technique under microgravitation conditions, we have carried out model experiments using two immiscible liquids of equal density and crystallization of sapphire in terrestrial conditions with small Bond number. The experiments on the copper crystallization were realized in the high-altitude rockets. Our experiments on indium crystallization carried out in the orbital space probe “Salyut” yielded cylindrical specimens.