回转处理对雨生红球藻细胞结构、光合活性、糖及虾青素代谢的影响研究

通过利用二维回转器模拟微重力,对20d回转条件下雨生红球藻细胞结构、光合活性、初级糖代谢及次生代谢产物变化情况进行分析,发现回转作用使得藻细胞体积变小,形状变得不规则.超微结构分析显示,回转处理后,藻细胞的淀粉粒变小,类囊体膜结构排列松弛.叶绿素含量在回转前期降低,中后期提高.类胡萝卜素含量及光合系统II活性在整个回转过程中均降低.由此得出藻细胞光合活性的下降与叶绿体类囊体膜结构的变化及色素含量下降有关.藻细胞淀粉粒变小、淀粉含量下降与淀粉酶活性的上升有关,说明回转作用通过提高淀粉酶水解活性造成淀粉含量下降.蔗糖和海藻糖的积累在藻细胞对早期回转条件的适应过程中发挥了一定保护作用,同时造成合成此两种糖的单糖底物葡萄糖和果糖含量下降.在被称作适应期的回转中期,叶绿素、葡萄糖和果糖均出现补偿性合成,而蔗糖和海藻糖的积累相比回转前期出现相应下降.雨生红球藻次生代谢产物虾青素在整个回转过程中均下降,分析认为这是由虾青素的原初合成底物即类胡萝卜素合成的降低所导致.     

三维回转器回旋条件下拟南芥种子发育分析

向重力性反应是植物适应地球重力环境的一个重要生理过程, 是植物正常生长发育不可缺少的反应机制, 但是, 微重力是否影响植物种子发育至今尚无一致性结论. 本文研究了三维回转器回旋模拟微重力对拟南芥种子发育(胚胎发育与代谢活动)的影响. 研究结果表明, 三维回转条件下, 拟南芥果荚出现不规则弯曲或扭曲形态, 形成的种子中可溶性糖和淀粉含量明显增加, 盐溶性贮藏蛋白质含量显著降低而碱溶性蛋白质含量显著升高, 球形胚时期的种子对三维回转处理最为敏感. 对球形胚时期的植株进行短期的三维回转处理可抑制胚柄细胞的分裂和伸长, 而胚柄伸长受阻可能会影响到营养物质向胚胎中输送, 进而导致部分胚胎败育. 对种子干燥脱水阶段的植株进行三维回转处理不影响胚胎的发育, 但会导致种子贮藏蛋白质含量下降.      

模拟失重对培养心肌细胞形态和结构的影响

本实验是利用回转器模拟失重对离体培养大鼠乳鼠的心肌细胞形态和结构的影响．在光学显微镜和荧光显微镜下观察发现,细胞的形态由细长梭形变成椭圆形甚至为圆形,并且通过荧光标记后的细胞骨架的排列由纵形变成辐射状．同时在对细胞进行测量发现,细胞体积缩小近40％,细胞长短径比例减少近70％．上述结果提示模拟失重对培养心肌细胞的形态和结构有显著影响．     

模拟微重力对人骨髓间充质干胞向成骨细胞分化中细胞信号通路影响的分析

通过模拟来研究微重力对hMSC向成骨细胞分化的影响,并利用相关信号通路的激活剂或抑制剂来调节这一分化过程．研究结果表明,在成骨细胞分化诱导条件下,微重力降低了hMSC向成骨细胞定向分化的能力,并且成骨细胞标记性基因的表达明显降低,Runt相关转录因子2（Runx2）的表达受到抑制．相反,过氧化物酶体增殖激活受体γ（PPARγ2）的表达则增加．同时,微重力也降低了ERK的磷酸化水平,而增加了p38MAPK的磷酸化水平．使用p38MAPK的抑制剂SB203580能够抑制p38MAPK的磷酸化,但不能降低PPARγ2的表达水平．骨形态发生蛋白（BMP）能增加Runx2的表达水平．成纤维细胞生长因子2（FGF2）增加了ERK的磷酸化水平,但也不能显著增加成骨细胞标记性基因的表达水平．采用BMP,FGF2和SB203580三种因子组合来调控微重力下的成骨细胞分化能力,结果表明三者的协同作用能显著逆转微重力对成骨细胞定向分化的生物学效应．研究结果还说明,模拟微重力应该是通过不同的细胞信号通路来抑制成骨细胞分化和提升脂肪细胞分化的．     

1990年中国返回式卫星的微重力水平监测

叙述了1990年中国返回式卫星采用的微重力测量系统概况、微重力测量数据的处理方法、微重力测量结果与分折。指出:这是国内首次空间微重力水平监测;研制的JS05-1A 微重力测量仪动态精度优于4μg,响应时间6ms,达到了国际同类仪器的先进水平;该仪器为指导优化空间晶体生长的微重力环境及了解卫星工作状况提供了有力手段。通过对该卫星微重力水平监测所获得的73505对数据进行分折,发现有效载荷动作是影响卫星微重力水平的主要因素,为10~(-4)g 量级;有效载荷不动作时,除1.23%的时间存在10~(-4)g量级不明干扰外,有97.6%的时间微重力的绝对值小于4×10~(-5)g,仅O.3%的时间在10~(-4)g 量级。     

模拟微重力对人骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化中细胞信号通路影响的分析

通过模拟来研究微重力对hMSC向成骨细胞分化的影响,并利用相关信号通路的激活剂或抑制剂来调节这一分化过程.研究结果表明,在成骨细胞分化诱导条件下,微重力降低了hMSC向成骨细胞定向分化的能力,并且成骨细胞标记性基因的表达明显降低, Runt相关转录因子2(Ruax2)的表达受到抑制.相反,过氧化物酶体增殖激活受体γ(PPARγ2)的表达则增加.同时,微重力也降低了ERK的磷酸化水平,而增加了p38MAPK的磷酸化水平.使用p38MAPK的抑制剂SB203580能够抑制p38MAPK的磷酸化,但不能降低PPARγ2的表达水平.骨形态发生蛋白(BMP)能增加Runx2的表达水平.成纤维细胞生长因子2(FGF2)增加了ERK的磷酸化水平,但也不能显著增加成骨细胞标记性基因的表达水平.采用BMP,FGF2和SB203580三种因子组合来调控微重力下的成骨细胞分化能力,结果表明三者的协同作用能显著逆转微重力对成骨细胞定向分化的生物学效应.研究结果还说明,模拟微重力应该是通过不同的细胞信号通路来抑制成骨细胞分化和提升脂肪细胞分化的.      

模拟失重对心血管自主神经调节功能的影响

载人航天或模拟失重后，航天员会出现运动能力与立位耐力降低，其发生机理与多种因素的改变有关．为进一步验证这种变化与中枢神经系统调节功能障碍的可能相关，本文研究模拟失重过程中心脏与外周血管自主神经调节功能的动态变化及与卧床后立位耐力降低的关系．结果表明，6名被试者的HRV谱的总功率（TP）及低频（LF）、高频（HF）成份均减少，而LF：HF比值在卧床后期有增大趋势．卧床后HUT初始6min所有被试者心率明显快于卧床前的相应值．说明模拟失重后心脏迷走神经反应与外周血管交感神经活动水平降低，心脏交感神经活动水平逐渐升高．但卧床后HUT时心血管自主神经调节反应基本正常．     

重力对单气泡生长特性的影响

采用VOF (Volume of Fluid)多相流模型, 通过用户自定义函数UDF (User Defined Function)实现相变过程中质量和能量的输运, 对微重力条件下尺寸为10mm × 10mm × 25mm的矩形通道的池沸腾现象进行数值模拟, 得到了微重力及常重力作用下单个气泡生长特性的差异. 模拟结果表明, 微重力条件下气泡周围的流线与温度场的分布有显著差异; 由于表面张力作用, 微重力下的气泡脱离特性与常重力下不同; 在微重力条件下, 气泡直径的变化比较复杂, 并与重力加速度的大小有关; Marangoni流对微重力下的流动影响很大, 使换热系数波动, 而且波动的幅度随重力加速度的减小而增大.      

骨特异性转录因子Runx2对抗空间骨丢失效应的初步研究

为了构建稳定过表达Runx2 (骨特异性转录因子)的C2C12 (小鼠成肌细胞)和MG63 (前成骨细胞)细胞株, 并用于研究Runx2在对抗空间骨丢失效应中的作用. 利用实时定量聚合酶链式反应鉴定Runx2下游基因I型胶原、碱性磷酸酶表达情况, 在二维回转器中培养稳定细胞株, 通过定量聚合酶链式反应,观察在模拟失重效应下Runx2基因对其下游基因表达的影响. 结果表明, 通过筛选获得稳定转染的C2C12-Runx2和MG63-Runx2细胞株, 经鉴定都能过表达Runx2. 转染后的细胞 I 型胶原和碱性磷酸酶mRNA表达增高. 回转组与对照组相比, MG63, C2C12-Runx2, MG63-Runx2细胞的I型胶原和碱性磷酸酶mRNA表达降低, 但在模拟失重效应下, 转染细胞中I型胶原和碱性磷酸酶的mRNA表达下降程度明显低于未转染细胞株. 所构建的C2C12-Runx2和MG63-Runx2细胞株比较稳定, 并证实Runx2能部分对抗失重引起的成骨特异性分子的降低.      

失重飞机上进行的电泳分离实验

介绍了用A3—l连续自由流电泳仪在俄罗斯失重飞机上进行的实验情况及结果．进行了4个架次的飞行试验，获得了飞行试验的数据和电泳分离图像．试验结果表明，电泳仪装置工作良好，从分离图像可以看出重力变化对电泳分离过程的影响并证实微重力环境对生物材料的电泳分离是有利的．     

Stochastic particle acceleration by the forced interaction of relativistic current sheets

We address the problem of interacting relativistic current sheets in self-consistent kinetic plasma simulations within the framework of the Particle-In-Cell model. The interaction is enforced in head-on collisions of up to 10 current sheets at relativistic bulk speeds. The simulations are motivated by the general problem of Poynting flux dissipation in ‘striped wind’ configurations presumably governing the relativistic outflows pervasive in pulsar winds and gamma-ray bursts. We identify the generation of non-thermal particles and formation of a stable power-law shape in the particle energy distributions f(γ) dγ ∝ γ^−s dγ. In 1D, a spectral index s ∼ 2 is observed and attributed to a stochastic Fermi-type acceleration mechanism. In 2D, the generic index of s ∼ 3–4 is retained as in previous simulations of individual current sheets. Whereas in 2D the high energy cut-off is constrained by the limited dissipation of magnetic energy, in 1D the process converts the bulk motion of current sheets towards directed particle momentum of an exclusive class of non-thermal particles.     

基于LuGre模型的电液加载系统摩擦补偿

为了提高电液加载系统控制精度,针对摩擦问题提出了基于LuGre摩擦模型的前馈补偿方法.建立了用于摩擦仿真分析和补偿器设计的电液加载系统数学模型;通过实验获取并分析了相关的摩擦数据;基于实验数据进行LuGre模型参数辨识,把LuGre模型和辨识结果引入电液加载系统数学模型,并进行仿真结果与实际摩擦数据的对照,证明了LuGre摩擦模型的准确性.设计前馈补偿器,进行了实验对比,实验结果表明前馈补偿器可将摩擦产生的控制误差有效地降至未补偿时的30%左右.      

Concept options for the aerial survey of Titan

Various aerial platforms intended for long endurance survey of the Titan surface are presented. A few novel concepts are introduced, including a heated methane balloon and a balloon with a tethered wind turbine. All the concept options are predicted to have lower scientific payload fractions than the Huygens probe. It is concluded that the selection of the best aerial platform option depends on more accurate mass estimates and a clear decision on whether, or not, in situ surface composition measurements are required in conjunction with aerial remote sensing.     

Heterogeneous solid/gas chemistry of organic compounds related to comets,meteorites, Titan,and Mars: Laboratory and in lower Earth orbit experiments

To understand the evolution of organic molecules involved in extraterrestrial environments and with exobiological implications, many experimental programs in the laboratory are devoted to photochemical studies in the gaseous phase as well as in the solid state. The validity of such studies and their applications to extraterrestrial environments can be questioned as long as experiments conducted in space conditions, with the full solar spectrum, especially in the short wavelength domain, have not been implemented. The experiments that are described here will be carried out on a FOTON capsule, using the BIOPAN facility, and on the International Space Station, using the EXPOSE facility. Vented and sealed exposition cells will be used, which will allow us to study the chemical evolution in the gaseous phase as well as heterogeneous processes, such as the degradation of solid compounds and the release of gaseous fragments.     

CoRoT and Kepler results: Solar-like oscillators

The space-borne observatories CoRoT (Convection Rotation and planetary Transits) and Kepler have provided photometric time series data of unprecedented precision for large numbers of stars. These data have revolutionized the fields of transiting exoplanets and asteroseismology. In this review some important asteroseismic results obtained using data from the CoRoT and Kepler space missions concerning stars that show solar-like oscillations are discussed. These results comprise, among others, measurements of the location of the base of the convection zone and helium second-ionization zone in main-sequence stars, the presence (or not) of core-helium burning in red-giant stars, as well as differential rotation in these stars.     

HELIO: The Heliophysics Integrated Observatory

Heliophysics is a new research field that explores the Sun–Solar System Connection; it requires the joint exploitation of solar, heliospheric, magnetospheric and ionospheric observations.     

Radioactivity of the Moon and planets

In this report the main results of the study of radioactivity of the solar sistem bodies are considered. The radioactivity of the Moon and planets was measured by means of vehicles in situ. The radioactivity of the lunar samples, brought to the Earth was studied with laboratory equipment.     

The ESA scientific programme

The ESA scientific programme has, so far, provided several significant astrophysics experiments and further important missions are scheduled for execution during the next decade. These missions are briefly summarised together with several astrophysics investigations presently under study.     

直尺反转组合法测量直线度的理论分析

对直尺反转组合法的测量原理进行了较为深入的理论分析，指出测量的准确性受测头误差、采样点定位误差、直尺尺面斜率、直尺再定位误差、直尺各点直线度误差的变化率等五个方面共同作用。其中，采样点定位误差和直尺安装斜率影响直线度测量准确度这一结论，将适用于其他的直尺直线度测量方法，因而具有普遍的指导意义。     

一种提高螺栓联接强度的新方法

根据山本晃教授对螺栓，螺母，螺纹牙受力及其变形研究的成果，导出了该理论条件下受拉螺栓在等载荷受力状态下，当螺栓螺纹采用标准尺寸，螺母螺纹的螺旋线形状，并依据实用性，从螺母螺纹加工方便考虑，提出了近似等负荷螺纹。