由中國科學院空間應用中心主導研發的亞洲首套電磁彈射微重力實驗裝置,近日成功完成生命科學領域首場地面微重力實驗。科研人員首次將實驗小鼠引入該裝置開展靶向藥物研究,標志著我國在地面模擬微重力環境領域取得重大突破。
該裝置主體為44米高的鋼結構塔架,相當于15層樓高度,總重達300余噸。整個結構通過4萬余顆高精度螺栓完成組裝,這種模塊化設計既保證了裝置穩定性,又為后續技術升級預留了調整空間。實驗艙體位于塔架中央,呈圓柱形結構,直徑1.2米、高2米,可容納多種科學實驗設備。
實驗過程中,科研人員將6只經過藥物預處理的小鼠送入實驗艙。通過電磁彈射系統創造的微重力環境,研究人員重點觀測靶向藥物突破血腦屏障的效能,這項研究將為腫瘤治療藥物開發提供關鍵數據支撐。實驗數據顯示,該裝置通過上下雙向彈射,可累計產生4秒有效微重力時間,其中上升和下降階段各貢獻2秒。
裝置核心技術采用雙組直線電機并聯驅動方案,其工作原理與航母電磁彈射系統同源但方向不同。當系統啟動時,電磁力將實驗艙在0.8秒內加速至20米/秒,隨后艙體沿軌道做自由拋體運動,在上升和下落過程中形成持續微重力環境。項目高級工程師王喆指出,紅色區域的直線電機組是整個系統的動力核心。
與傳統落塔裝置相比,電磁彈射系統展現出顯著優勢。常規落塔實驗產生的沖擊載荷超過20g,而電磁系統可將沖擊強度控制在5g以內,極大提升了實驗安全性。在運行效率方面,電磁裝置每日可完成10次以上實驗,是傳統設備的3倍有余,且電能消耗成為主要運營成本,大幅降低了實驗門檻。
科研團隊透露,該裝置將于年內開展月球微重力環境模擬實驗,重點研究低重力條件下的物質運動規律。更值得關注的是,規劃中的地下800米深井實驗設施已進入論證階段,預計可將微重力持續時間延長至20秒,為載人航天工程和深空探測任務提供更精準的地面驗證平臺。











