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問(wèn)天實(shí)驗艙里的沈自所智慧——科學(xué)手套箱


      據新華社報道，7月24日14時(shí)22分，搭載問(wèn)天實(shí)驗艙的長(cháng)征五號B遙三運載火箭在我國文昌航天發(fā)射場(chǎng)準時(shí)點(diǎn)火發(fā)射，約495秒后，問(wèn)天實(shí)驗艙與火箭成功分離并進(jìn)入預定軌道，發(fā)射取得圓滿(mǎn)成功。
      問(wèn)天實(shí)驗艙入軌后，順利完成狀態(tài)設置，于北京時(shí)間7月25日3時(shí)13分，成功對接于天和核心艙前向端口，整個(gè)交會(huì )對接過(guò)程歷時(shí)約13小時(shí)。
      作為一項重要的科學(xué)實(shí)驗設施，由中國科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所研制的科學(xué)手套箱隨問(wèn)天實(shí)驗艙發(fā)射升空。
      沈陽(yáng)自動(dòng)化所科學(xué)手套箱研制團隊從2014年開(kāi)始，歷時(shí)8年攻關(guān)，攻克了用于細胞操作的微米級精度機械臂、溫濕光風(fēng)氣高度集成的環(huán)境控制等一系列核心關(guān)鍵技術(shù)，走過(guò)了從原理樣機、結構工藝件、電性件、鑒定件到正樣件產(chǎn)品的艱難研制歷程。
      科學(xué)手套箱的設計統籌了生命科學(xué)、生物技術(shù)、航天醫學(xué)、材料科學(xué)等學(xué)科的需求，為科學(xué)家在太空開(kāi)展科學(xué)實(shí)驗提供一個(gè)270公升工作空間、四周為亞克力透明窗的封閉設施。手套箱有四個(gè)手套口，兩個(gè)位于前窗上，兩個(gè)分別位于左右側窗，可以支持兩名航天員同時(shí)操作實(shí)驗或使用該設施，既保護航天員免受與實(shí)驗材料和樣品直接接觸帶來(lái)的潛在交叉污染，又避免手套箱內環(huán)境和空間站艙內環(huán)境直接互通帶來(lái)的環(huán)境污染。手套箱前窗上還設有兩個(gè)密封的雙層門(mén)，可實(shí)現實(shí)驗裝置和樣品在潔凈環(huán)境下的快速更換。此外，手套箱內的溫度、濕度、光照、風(fēng)場(chǎng)等可實(shí)現“個(gè)性化”精確控制。
      中國空間站科學(xué)手套箱除了具有實(shí)驗過(guò)程可觀(guān)、可測、可控，部件可換等能力外，還具有獨特的精密機械臂操作系統。據公開(kāi)信息，未見(jiàn)國際上有同類(lèi)裝備的報道。在科學(xué)手套箱內部的精密機械臂系統，可供科學(xué)家們開(kāi)展空間生命科學(xué)和生物技術(shù)前沿科學(xué)研究，包括一個(gè)操作精度高達0.2毫米的6自由度靈巧機械臂、一個(gè)操作精度高達5微米的3自由度微操作器、一個(gè)操作精度高達2微米的3自由度細胞夾持機構、一個(gè)操作精度高達2微米的3自由度載物臺和一個(gè)高倍顯微相機等。通過(guò)對上述設備的協(xié)同控制，可以滿(mǎn)足細胞級精度的微操作，如微注射（將DNA或藥物注入細胞）、微切割（細胞組織切除）、微提?。毎禾崛。┑?。
      科學(xué)手套箱精密機械臂系統具有三種工作模式：在軌自主運行模式由精密機械臂系統智能控制軟件自主完成對目標的操作；在軌遙操作模式由航天員通過(guò)外接筆記本電腦配置的人機操作界面完成對目標的操作；天地遙科學(xué)模式由科學(xué)家團隊在地面通過(guò)電腦配置的人機操作界面完成對目標的操作。

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