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亚洲首台电磁弹射微重力装置完成小鼠实验,4秒突破助力肿瘤药物研发

六只小白鼠在15层楼高的钢铁巨塔中经历4秒微重力之旅,它们身上承载着人类肿瘤治疗的新希望。

10月12日,亚洲首个电磁弹射微重力实验装置内,一次特殊的科学实验正在进行。六只注射了药物的小白鼠被放入直径1.2米、高2米的实验舱,随后被加速到每秒20米的速度弹出。

这座约44米、相当于15层楼高的钢铁巨塔,通过电磁弹射技术为小鼠提供了4秒的微重力环境。这短暂的失重状态,可能为人类肿瘤靶向药物开发打开一扇全新的大门。


01 地面微重力环境模拟的技术突破

电磁弹射微重力实验装置是亚洲首个此类设施,重达300多吨的钢架结构由4万多颗螺栓精准固定在一起。整个装置犹如一个大型电梯,实验舱位于“电梯井”的位置。

该装置采用与航母电磁弹射相同原理,区别在于航母弹射是水平方向,而这里是垂直方向。两组直线电机并列运行,将实验舱加速到每秒20米的速度弹出,实验舱进行自由上升和下落运动,进而获得微重力环境。

电磁弹射过程威力巨大,相当于一秒内把8公斤的水加热到沸腾。装置在实验舱上浮和降落过程中各提供2秒的微重力时间,总有效微重力时间达到4秒。

与传统落塔实验装置相比,电磁弹射装置优势明显。传统落塔实验载荷降落时冲击很大,基本在20个g以上,而电磁式装置可将冲击降低到5个g。此外,电磁式装置效率更高,传统落塔一天最多只能进行3次实验,而电磁式损耗只有电能,实验费用大大降低。

02 小鼠实验的核心价值与科学意义

本次实验是国内首次在地面进行小鼠微重力科学实验,标志着我国地面微重力科学研究迈入新阶段。实验重点关注生命科学领域,研究人员通过微重力环境研究靶向药物突破脑血屏障的过程。

在微重力环境下,细胞和行为会发生不同于地面的变化,这一特性为科学家研究药物作用机制提供了独特视角。中国科学院空间应用中心高级工程师王喆表示:“这项研究将为人类肿瘤靶向药物开发提供重要支撑。”。

微重力环境为科学研究提供了独特条件,使得科学家能够观察在地面常规重力环境下无法看到的现象。这次小鼠实验的成功,为未来更多生物医药研究提供了新的平台。

03 装置的综合应用与未来规划

自2023年运行以来,该电磁弹射微重力实验装置已完成六大类300多次科学实验,为材料科学、燃烧科学等领域提供了珍贵数据。

装置的实验舱重500公斤,为各类科学实验提供了充足空间。科研团队已制定了进一步的发展规划,今年该装置将首次在地面模拟月球微重力进行科学实验。

更令人振奋的是,团队正在规划建设一个地下800米深、微重力时间达20秒的电磁弹射微重力科学实验设施。这一未来设施将为我国载人航天和深空探测任务保驾护航。

从当前4秒到未来20秒微重力时间的延伸,不仅是技术的进步,更是中国航天科技从地面迈向深空的坚定步伐。


随着未来地下800米深、微重力时间达20秒的实验设施建成,中国的太空探索事业将迎来更加坚实的科学支撑。这座电磁弹射微重力实验装置,作为服务深空探测战略的地面“星座”,将继续照亮中国航天科技的创新之路。