
由中国科学院空间应用中心研制建设的亚洲首个电磁弹射微重力实验装置,近日启动新一轮科学实验。10 月 12 日,央视新闻首次通过直播连线,带公众近距离见证该装置开展的生命科学领域微重力实验,揭开这一 “大国重器” 的神秘面纱。
一探 “15 层楼高” 的实验装置:300 吨钢架 + 4 万颗螺栓,撑起 4 秒微重力
“我现在所处的位置,就是中国科学院空间应用中心的电磁弹射微重力实验装置旁。” 总台央视记者帅俊全在直播中介绍,该装置总高度约 44 米,相当于 15 层居民楼,核心是一套重达 300 多吨的钢架结构 ——4 万多颗螺栓将钢架精准固定,既保障了装置稳定性,也为后续精度调整、优化升级预留了空间。
装置的核心工作区域类似 “巨型电梯井”:中间的实验舱直径 1.2 米、高 2 米,是开展微重力实验的 “核心实验室”。据介绍,通过电磁弹射技术,实验舱在 “上浮 - 降落” 的完整过程中,能分别获得 2 秒微重力环境,有效微重力时间可达 4 秒,为地面开展微重力科学研究提供了关键条件。
世界首次!地面开展小鼠微重力实验,助力肿瘤靶向药研发
本次直播的核心实验,是国内首次在地面开展的小鼠微重力科学实验,也是世界范围内同类地面装置的突破性尝试。
“实验舱里放置了 6 只注射过药物的小白鼠,我们将通过微重力环境,研究靶向药物突破脑血屏障的作用。” 中国科学院空间应用中心高级工程师王喆在直播中解释,脑血屏障是药物进入脑部发挥作用的 “天然屏障”,而微重力环境可能对药物穿透这一屏障的效率产生影响。此次实验的结果,将为人类肿瘤(尤其是脑部肿瘤)靶向药物的研发提供重要数据支撑,推动生物医药领域的技术突破。
同原理航母电磁弹射,却有三大 “地面优势”
当被问及装置技术亮点时,王喆透露:“我们的电磁弹射,和航母上的电磁弹射是同一原理!” 不同的是,航母电磁弹射是水平方向推动舰载机,而该装置是垂直方向驱动实验舱—— 装置红色区域的两组直线电机,能以电磁力将实验舱加速到每秒 20 米的速度弹出,通过实验舱的自由上升与下落,模拟太空微重力环境。
对比传统落塔实验装置,电磁弹射装置的优势十分显著:
冲击更小:传统落塔实验结束时,载荷受到的冲击可达 20 个 g 以上,而电磁弹射装置能将冲击降至 5 个 g,大幅降低实验样本损伤风险;
效率更高:传统落塔一天最多开展 3 次实验,电磁弹射装置可通过电能驱动实现高频次实验,显著提升研究效率;
成本更低:装置主要损耗为电能,相比传统落塔的耗材成本,实验费用大幅降低。
直播中,实验舱弹出时 “唰” 的一声震撼全场,帅俊全形象比喻:“这个过程释放的威力,相当于 1 秒内把 8 公斤的水加热到沸腾。”
未来可期:今年模拟月球微重力,800 米深新设施在规划
除了本次生命科学实验,该装置还将在 2025 年迎来新突破 —— 首次在地面模拟月球微重力环境开展科学实验,为我国探月工程相关研究提供地面验证支持。
更值得期待的是,科研团队已启动新一轮设施规划:将建设一座地下 800 米深的电磁弹射微重力科学实验设施,届时微重力时间可延长至 20 秒,进一步拓展地面微重力研究的边界。“新设施将为我国载人航天、深空探测任务提供更强大的技术支撑,助力探索宇宙的更多可能。” 王喆表示。
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