本期科普
<生物载荷>
为什么要在天上做实验？
空间环境和地面有很大不同,微重力是指重力或者其它的外力引起的加速度不超过10g-10g。一个跳水运动员从空中下落，会失去对重力的感觉，也就是“失重”，但空气阻力会提供给他一个微小的支撑，这就是“微重力”。同理，人造卫星宇宙飞船或空间站在轨道运行时，也会受到残余的大气阻力等因素带来的“微重力”。
这种微重力环境能够维持的时间较长，可用来观察微重力对生物的作用。微重力环境下，很多生物体产生了新的变化。在微重力下，表面张力的影响大为增加，电磁场影响也会增强，分子间作用力所起的作用更加显著，这些是生命现象在微重力条件下产生变化的物理因素。
总之，失重和微重力是一种宝贵的资源，是来自太空的礼物。借此，人类可以进行地面上难以进行的科学实验，进行新材料和昂贵药物的生产等。例如，将人体免疫细胞提取出来送到太空中，它的免疫功能会下降。但是反过来，细菌到了太空后，它的繁殖能力更强、抗衰能力更强、抗炎能力更强、致病能力更强，与人类刚好相反。我们可以大胆地猜想，细菌是不是更喜欢微重力的环境？当然这个问题目前尚不清楚，空间生命科学中的谜题还有很多，这些谜题的解决，对于推动人体健康、生命科学的发展将起到重大作用。
我们可以模拟失重环境吗？
在地表上，我们可以用重力塔进行相应的实验，但是维持的时间非常短暂，若以上海中心为例，从顶楼扔下一个石子，其失重环境也就能维持10秒钟左右；另外可以选择抛物线飞机，会有几分钟的失重时间；然后可以选择亚轨道飞行，它能够获得大约十几分钟的失重环境左右；最后就是入轨飞行，这个时间就相对较长，更适合进行实验研究。
什么是生物载荷装置？
我们先说什么是载荷？举个简单的例子，手机的操作系统是一个平台，那么上面各种APP就是这个操作系统的载荷。那什么是生物载荷呢？还是这个例子，我们这台航天手机上的APP有很多种类，有的是负责打电话的，有的是负责导航的，而生物载荷就是有关生物科学研究的APP，不同的载荷具有不同的功能。
生物载荷装置的功能是服务于生物样本、生物体。生物样本或生物体是有活性的，所以我们要保障它们在所处的空间中可以存活，我们想要的信息能够被捕获到。然而生命体是比较脆弱的，它习惯了地球的生存条件，在微重力环境之中，可能会凋零或死亡。生物载荷装置的作用就是保证生物样本或生物体在空间微重力环境下仍可以正常存活，提供给它们所需要的环境，如适宜地温度、压力、CO浓度，以及相应地营养物质供给与废物处理等，如同给生物样本盖了一个小房子，它可以在里面自主生活和繁衍。无论是微生物，还是细胞或组织，都可以在生物载荷装置之中保持活性。
太空实验还有哪些应用？
太空微重力环境可以用来研究和创造新材料。据记载，苏联从1980年至1990年进行了500项太空材料加工实验，范围涉及到金属和合金、光学材料、超导体、电子晶体、陶瓷和蛋白质晶体等，并曾首次在空间生长出半导体晶体结构、超离子晶体、沸石晶体、胰岛素、干扰素等。
人类还利用太空微重力环境进行了一系列生物学实验，主要是对生物体物质、能量循环及调节研究的生物圈研究；利用微重力促进生命进程研究及对微重力环境如何影响地球上生物机体的形成、功能与行为研究的重量生物学研究；对暴露在空间高能环境中的生物体损伤与防护研究的辐射生物学研究等。在空间微重力条件下进行生物体组织培养，可以避免地面重力条件所造成的对流和沉淀作用，获得比地面条件下更好的效果。
在利用航天器技术服务国民经济和国防建设的同时，从1987年开始，我国就利用返回式卫星和“神舟”飞船为载体，进行一系列太空微重力环境下的科学研究和试验工作，取得了丰硕的成果。
太空微重力科学实验能够对人体生命科学、重力生物学、空间辐射生物学等领域的理论和实证研究提供有力的数据支撑，加快新技术、新产品、新医疗的研发进程，从而造福人类、造福世界。我们相信微重力科学研究还将带给我们更多惊喜，为长期开展空间探索活动提供科学依据，助力载人航天事业的可持续发展。
校对 – 晓昱
审核 – 学昊
排版 – 春晓
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