[發(fā)明專利]果蠅太空搭載實驗裝置

在審

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• 申請日: 2017-10-30
• 公開（公告）號: CN109717151A
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐超;蔡澎;張紫燕
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院城市環(huán)境研究所;中國科學(xué)院大學(xué)
• 主分類號: A01K67/033
• 分類號: A01K67/033;G05D27/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及航天儀器領(lǐng)域，特別涉及一種果蠅太空搭載實驗裝備，該裝備包括四個部分，分別為：絕熱和耐壓等特性的通用型箱體，果蠅的航天搭載生命保障系統(tǒng)，果蠅的空間行為學(xué)研究監(jiān)測系統(tǒng)以及環(huán)境監(jiān)測控制模塊。該裝備可以滿足隔振、隔熱、耐壓等要求，可抵御航天器發(fā)射和回收時惡劣的力學(xué)環(huán)境；可以為果蠅生長和繁育提供合適的溫度、濕度、供氧和光照等條件，滿足果蠅生長的基本需求；可以開展航天搭載果蠅的運動能力、學(xué)習(xí)記憶能力、求偶行為和晝夜活動節(jié)律周期等空間行為學(xué)研究；采用模塊化的設(shè)計和數(shù)字化的操作系統(tǒng)，使各項功能共同協(xié)作，可完成監(jiān)測、控制以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)热蝿?wù)。本發(fā)明的成功研制將為深入研究空間生命科學(xué)提供技術(shù)支撐條件，對于推進(jìn)人類開展空間科學(xué)實驗研究具有十分重要的科學(xué)意義和實際應(yīng)用價值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及航天儀器領(lǐng)域，特別涉及一種果蠅太空搭載實驗裝備，可在太空滿足果蠅生長發(fā)育所需要的基本生命保障功能，并且可以用于開展果蠅空間行為學(xué)及遺傳學(xué)研究的裝置。

背景技術(shù)

隨著人類航天技術(shù)的突飛猛進(jìn)，進(jìn)駐和開發(fā)地球軌道外層空間，已成為人類探索宇宙奧秘、獲取更多自然資源、開拓生存空間的必然發(fā)展方向。空間生命科學(xué)研究與人類的生產(chǎn)、生活密切相關(guān)，它是人類載人航天發(fā)展的重要組成部分，也是載人航天發(fā)展的基礎(chǔ)，其潛在的社會和經(jīng)濟效益已成為許多國家的重點研究領(lǐng)域。

我國航天生命科學(xué)的研究偏向于太空育種，特別是植物和微生物的太空育種，這與其體積小、生存能力強、突變率高易于搭載等特性相關(guān)，而活體搭載方面與國外相比則較少，這可能與活體動物搭載所需要的空間大，對生存環(huán)境要求較為苛刻相關(guān)。如何為生物樣品提供適宜生存、生長的良好環(huán)境（相對穩(wěn)定的溫度、濕度，足夠的光照等等）；如何最大限度地排除非空間環(huán)境對實驗的影響，減小自身的或安裝位置引起的噪聲和振動，避免破壞空間的微重力環(huán)境；如何保證生物樣品及其安裝結(jié)構(gòu)能適應(yīng)發(fā)射和回收時惡劣的力學(xué)環(huán)境等，這都是當(dāng)前急需解決的技術(shù)難題。

本發(fā)明將設(shè)計一臺果蠅航天搭載實裝置，該實驗裝置將根據(jù)航天儀器的要求和生物學(xué)、空間微重力、空間輻射的特點進(jìn)行設(shè)計，提供滿足果蠅生長發(fā)育所需要的基本生命保障功能，可以開展果蠅空間行為學(xué)及遺傳學(xué)研究。

發(fā)明內(nèi)容

1.發(fā)明目的：

本發(fā)明主要是根據(jù)航天儀器的要求和生物學(xué)、空間微重力、空間輻射的特點，設(shè)計出滿足果蠅太空生長發(fā)育所需，可以開展果蠅空間行為學(xué)及遺傳學(xué)研究的實驗平臺。本發(fā)明的成功研制將為深入研究空間生命科學(xué)提供技術(shù)支撐條件，對于推進(jìn)人類開展空間科學(xué)實驗研究具有十分重要的科學(xué)意義和實際應(yīng)用價值。

2.技術(shù)方案：

本發(fā)明主要設(shè)計為四部分，分別為：絕熱和耐壓等特性的通用型箱體，果蠅的航天搭載生命保障系統(tǒng)，果蠅的空間行為學(xué)研究監(jiān)測系統(tǒng)，環(huán)境監(jiān)測控制模塊。

（1）絕熱和耐壓等特性的通用型箱體，采用夾層結(jié)構(gòu)，內(nèi)層是氣密耐壓箱體，包裹航天多層隔熱薄膜進(jìn)行隔熱，外層由安裝基板和五塊蓋板組成，并且箱體外設(shè)有統(tǒng)一和標(biāo)準(zhǔn)化的接口，箱內(nèi)安裝輻射探測器，分布式溫度、濕度、光照、供氧、微重力智能感知單元以及攝像元件。（2）果蠅的航天搭載生命保障系統(tǒng)包括溫控系統(tǒng)、光照系統(tǒng)以及濕度及供氧系統(tǒng)。（3）果蠅的空間行為學(xué)研究監(jiān)測系統(tǒng)包括果蠅行為監(jiān)測器以及相應(yīng)的存儲裝置。（4）環(huán)境監(jiān)測控制模塊主要包括集散控制系統(tǒng)，溫度、濕度、光照、供氧調(diào)控軟件，視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

3.有益效果：

（1）絕熱和耐壓等特性的通用型箱體，可以滿足隔振、隔熱、耐壓等要求，可抵御航天器發(fā)射和回收時惡劣的力學(xué)環(huán)境。（2）果蠅的航天搭載生命保障系統(tǒng)，可以為果蠅生長和繁育提供合適的溫度、濕度、供氧和光照等條件，滿足果蠅生長的基本需求。（3）果蠅的空間行為學(xué)研究監(jiān)測系統(tǒng)，可以開展航天搭載果蠅的運動能力、學(xué)習(xí)記憶能力、求偶行為和晝夜活動節(jié)律周期等空間行為學(xué)研究。（4）環(huán)境監(jiān)測控制模塊，采用模塊化的設(shè)計和數(shù)字化的操作系統(tǒng)，使各項功能共同協(xié)作，可完成監(jiān)測、控制以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)热蝿?wù)。