“神舟”实验知多少(四)
飞船定位准确到厘米
太空的飞船到底离我们有多远呢?中国科学院首次在“神舟”4号进行了综合精密定轨实验。实验主要采用三种方法,再结合动力学和几何学的方法,可精确确定飞船在轨运行时距地面有多高。
第一种方法是利用全球定位系统,测量仪器装在飞船内。这种方法可以实时获得飞船全球定位的观察数据,再经计算得出最终数据。
第二种方法是国际常规测轨手段,即所谓统一短波段测速测距系统。它不受天气条件的影响,测速精度较高。
第三种方法是激光测距系统。我国科学家首次在飞船底部安装一个直径只有20厘米、质量约0.2千克的激光反射镜。当飞船进入测控区内时,从地面发射出激光束,打到飞船上的反射镜后,又反射回地面的接收设备,测得激光往返时间,根据光的传播速度,就可获得厘米级的测量精度。“神舟”4号上天之前,我国以往采用的技术只能达到10米的精度,现在提高了整整1000倍。这是我国空间定位技术的重大突破,赶上了世界先进水平。
专家表示,海平面的高度、大洋环流方向及详细情况对气候环境影响很大。空间定位精度的大幅度提高,使我国有能力独立编制出更精细的海浪图、洋流图、海平面图。这将使我国在海洋研究、海洋开发技术以及气候研究上提高一个层次。
空间分离提纯实验
“神舟”4号在进行细胞融合的同时,还第一次进行生物大分子和细胞的空间分离,用电泳的方法将生物样品分离提纯。
电泳的基本原理是,溶液中的离子在外加电场的作用下会产生迁移现象,由于各种离子的迁移速率不同,从而达到分离的目的。在地面上进行电泳实验,分子因重力影响而产生热扩散,使分离效果大幅度降低。在太空因消除重力影响,分离率可大大提高。
20世纪80年代,美国、法国都做过不少空间电泳实验,结果表明,提纯纯度比陆地高出5倍。用这种方法对一些高纯度的生物材料如氨基酸、蛋白质、核酸以及各种细胞的分离纯化,是生物医学和生物技术领域的基础应用技术。
我国首次进行太空电泳实验,主要是探索和掌握太空电泳的基本技术和方法,研究在微重力的环境下有关电泳迁移率及其各种影响因素,以及空间制药分离纯化设备的设计技术等问题。
除上述实验外,“神舟”4号其他搭载物品有5大类15个品种,它们分别是多达几百种的植物种子、组织胚胎试管苗、生物菌种、载人航天工程纪念品以及邮票首日封等邮品。几百种种子中除棉花、水稻、小麦外,其他主要是蔬菜瓜果和中药材,光辣椒就有十七八种。