手套箱为实验提供密封,确保小颗粒或危险材料被限制在舱内,不会漂浮在舱内。微重力科学手套箱 (MSG) 设施由 ESA 和 NASA 联合开发,支持材料科学、生物和生物技术、流体科学、燃烧科学和晶体生长研究领域,而生命科学手套箱 (LSG) 为生命科学和生物实验提供密封工作区。国际空间站有多个外部有效载荷平台。哥伦布外部有效载荷设施位于 ESA 哥伦布舱的右舷。日本实验舱 - 暴露设施附在日本实验舱的外部。EXPRESS 物流载体 (ELC) 是一个托盘,旨在支持外部研究硬件并存储在国际空间站使用寿命期间所需的外部备件(称为轨道更换单元)。目前,四个 ELC 安装在国际空间站桁架上,提供
亚洲未来太空种子(SSAF)项目旨在为亚太地区的年轻研究人员和年轻人提供在国际空间站日本实验舱“希望号”学习太空实验和太空环境利用研究的机会。另一个目标是让各个航天局积累有关使用“希望号”的了解和经验,并推动“希望号”在亚太地区的使用。太空亚洲草药(AHiS)是SSAF计划中的第三个项目,是根据马来西亚太空局的提议进行规划和开发的。 AHiS由以下两项任务组成,将为亚太地区的学生和年轻研究人员提供广泛学习天体生物学的机会。各个国家和地区的教育项目将由各 AHiS 参与机构独立规划和实施。
对于月球表面的开发,日本国内外都在开发月球轨道站 (Gateway)、月球着陆器和月球探测车。此外,还正在研究旨在在月球表面生活的建筑和发电技术。特别是,为载人操作而设计的系统需要配备防护结构,以防可能来袭的微流星体和轨道碎片 (MMOD) 造成人员伤亡 (1)。载人航天器的典型 MMOD 防护结构是惠普尔防护罩,由称为“保险杠”的板和后壁组成,保险杠通过隔离物 (2) 连接到后壁的外表面,如图 1 (a) 所示。目前运行的国际空间站(ISS)日本实验舱(JEM)和H-II转移飞行器(HTV)均采用了三菱重工株式会社开发的MMOD防护结构,没有因微流星体或空间碎片撞击而出现功能损坏(图1(b))。
太空生命科学实验的重要目的之一就是研究重力对生命的影响,因为生命始终受到地球引力的影响。在轨道运行的人造卫星和航天飞机上都进行过这样的实验。为了确定重力本身对轨道的影响,重要的是创造稳定的控制实验环境,其中其他参数(例如宇宙射线和电磁波)尽可能相同,并且只指定重力的影响。在地面实验中很难创造在轨实验条件,但在轨道实验室中创造重力更容易,可以确保更好的对比实验。为了在轨道实验室中创造重力环境,可以通过旋转部件产生离心力来创造重力。旋转直径越大越好,以减少科里奥利力和重力梯度的影响,但航天器可用空间有限。在国际空间站(ISS)的日本实验舱“希望号”中,有一个用于离心生命科学实验的轨道实验设施。该设施通过优化可用的实验室空间,拥有国际空间站中最大的旋转直径之一。该设施可以通过离心力产生小于 1G 的重力,这在地面设施中很难产生,并能长时间保持稳定。该设施还可以模拟相当于月球表面和火星的重力。三菱重工有限公司 (MHI) 开发了带有大型离心机(旋转半径:38 厘米)的实验设施,该设施自 2020 年以来一直在运行。本报告概述了该设施的开发和首次任务。| 1. 简介
摘要 中国计划于2022年完成天宫T型空间站总装,进入新一轮使用阶段。天宫空间站舱内设有20多个实验机架,舱外设有50多个有效载荷挂载空间,将支持运行期间开展大规模科学技术实验。天宫建造时批准的内部实验机架和外部科研设施研制工作已完成,其中天和核心舱高微重力水平研究机架(HMLR)和无容器材料处理机架(CMPR)等4个机架已完成在轨试验,问天和梦天实验舱其他机架正在进行全面地面试验。中国空间巡天望远镜(CSST)两年来进展顺利,共资助24个发射前研究项目,建成4个联合科学中心,为CSST未来的科学观测和运行做好准备。 2022-2032年中国空间站系统研究规划更新,将研究分为四个重要领域:空间生命科学与人类研究、微重力物理科学、空间天文与地球科学以及空间新技术与应用。根据规划,预计在空间站运行期间将进行1000多项实验。总体而言,空间站利用任务正在按计划进行,将为重大科学或应用成果做出贡献,并对地球生命质量产生积极影响。
减少样品交换时间是最大限度提高大分子晶体学 (MX) 光束线吞吐量的关键问题,因为在像素阵列探测器时代,衍射数据收集本身可以在一分钟内完成。为此,在 SPring-8 的 BL41XU 光束线上,基于之前的 SPACE (SPring-8 精密自动冷冻样品交换器) 型号开发了一种升级版样品交换器 SPACE-II。SPACE-II 在 16 秒内实现一次样品交换步骤,其中其动作仅占 11 秒,这得益于以下三个特点:(i) 采用双臂,使样品可以在一个安装臂动作周期内交换,(ii) 采用长行程安装臂,无需取出探测器即可交换样品,(iii) 使用快速移动的平移和旋转台作为安装臂。通过在样品交换序列之前预先保存下一个样品,自动数据收集的时间进一步减少到 11 秒,其中 SPACE-II 的操作占 8 秒。此外,样品容量从 4 个 Uni-Puck 扩大到 8 个。SPACE-II 的性能已在 BL41XU 运行的两年多时间中得到验证;一天内安装在衍射仪上的平均样品数量从 132 个增加到 185 个,错误率为 0.089%,其中统计了用户无法继续实验而必须进入实验舱进行恢复工作的事件。基于这些结果,截至 2019 年 7 月,SPACE-II 已安装在 SPring-8 的另外三条 MX 光束线上。快速且高度可靠的 SPACE-II 现在是 SPring-8 MX 光束线最重要的基础设施之一,为用户提供了充分利用有限光束时间和明亮 X 射线的机会。