科学探索|中国航天员首次在问天实验舱内授课“天宫课堂”第三讲有哪些亮点？( 二 ) 中国航天员首次在问天实验舱

此外，问天实验舱还为中国空间站增添了许多新的科学设备。陈冬、刘洋分别展示了问天实验舱中的科学手套箱和低温存储柜、生命生态实验柜、生物技术实验柜以及变重力科学实验柜4台实验机柜。
据《环球时报》采访人员了解，问天实验舱中的科学手套箱可为科学实验提供一个密闭、洁净的操作空间，让科学实验更加便捷可控。未来手套箱中还要安装一台灵巧机械臂和一套显微操作系统，可以里面自动完成0.5微米级精度的实验操作，如对细胞进行穿刺操作。科学手套箱的下方是低温存储装置，相当于实验样本的“太空冰箱”，可以提供包括零下8摄氏度、零下20摄氏度、4摄氏度的温度存储条件，满足不同实验样本的低温存储需求。
生命生态实验柜以多种类型的生物个体如植物种子、幼苗、植株、兼顾动物个体为实验样品，开展拟南芥、线虫、果蝇、斑马鱼等动植物的空间生长实验，预期成果将促进人类对生命现象本质的理解，揭示微重力对生物个体生长、发育与衰老的影响，探索空间辐射生物学和生命起源机理，为构建应用型受控生命生态系统提供理论和技术支撑。
生物技术实验柜是以细胞、组织和蛋白质等生物样品为对象进行研究的科研设备，配置了各种先进的细胞培养和原位检测仪器，相当于在太空中的一个小型生物实验室。支持在生命起源、创新生物材料、药物和医疗技术等方面研究，促进组织工程、生物医药、环境生物技术发展。
变重力科学实验柜能够为科学实验提供高精度模拟重力环境，研究不同重力环境下的物理、化学和生命科学现象。变重力实验柜里面有两个圆盘，叫做转子。每个转子上面都可安装标准的实验模块，可单独使用，也可以组合使用。通过调节圆盘转速，就可以在空间站为科学实验提供长期稳定的0.01g-2g高精度模拟的重力环境。而在与地面课堂的青少年展开互动的过程中，航天员蔡旭哲还透露，中国空间站上将要安装的空间冷原子时钟，可以达到50亿年误差仅一秒的超高精度。
“天链”支撑天地互动稳定流畅
在此次“太空授课”过程中，天地之间的画面传输清晰流畅，地面课堂的同学们与太空课堂的老师之间的互动交流实现“无缝衔接”，而这都得益于“天链”中继卫星系统的强大功能。
据《环球时报》采访人员了解，在约50分钟的授课中，北京空间信息传输中心调用“天链一号”03星和“天链二号”01星，为中国空间站组合体提供天基测控与数据中继服务，搭建起天地往返的“信息天路”，实现地面与舱内航天员之间话音、图像的双向传输，为“太空授课”的顺利进行提供了稳定可靠的数据传输支撑。
据了解，由于当前天和核心舱和问天实验舱处于“L”构型，在飞行姿态的约束下，本次太空授课期间的测控由两个舱段接力完成，实现了“太空天路”无缝衔接。测控团队特别设计了一体化“数据代传”的飞行程序：授课的前半段由问天实验舱跟踪“天链”中继卫星，后半段由天和核心舱跟踪另一颗“天链”中继卫星，而在中间两舱同时跟踪不同中继卫星的阶段，通过数据代传让两舱实现信息并网联通，完成“无缝接力”，从而实现了连续测控，保障太空授课的顺利进行。此次太空授课中采用两舱接力测控的方式，充分体现了空间站整站设计“1+1=1”的特点，是中国空间站有机融合运行的一个有效例证。
“实现‘太空授课’的一个难点是需要对中国空间站进行长时间持续测控，而受地球曲率影响，依靠传统的测控站点很难独立达到这一要求。”中心总工程师单长胜在接受《环球时报》采访人员采访时介绍称，“中继卫星系统具有覆盖范围广、传输速率高的特点，在它的支持下，我们不仅可以达到对空间站组合体持续测控的目的，还可以帮助航天员与地面进行双向音视频通话、在舱内使用WIFI等。”