今天發射升空的問天實驗艙裝載了8個實驗機櫃，除了生命生態、生物技術兩個科學實驗櫃外，還有科學手套箱和低溫存儲裝置、變重力科學實驗櫃等。此外，科學家還為中國空間站設計了通用科學實驗櫃，為今後需要上天開展的實驗預留空間。

高1.8米、寬1.1米，深0.9米，這些實驗櫃基本構型一樣、對外接口統一，內裡卻各懷神通。在科學家的精心設計與遠程控制，以及航天員的精準操作下，未來將不斷有空間生命科學研究成果湧現，為人類探索宇宙與生命奧秘立下不朽功勳。

科學手套箱顯微操作精確到5微米

地面实验室中，超净工作台是最常见的设备之一。为科学实验提供密闭洁净的操作空间，无论在地球上还是太空中，都是“刚需”。为满足空间科学实验的这一需求，中国科学院沈阳自动化研究所研发出了我国空间站最开放、最大包容度、支持多学科深度融合实验的功用支撑平台——科学手套箱。

輕巧、寬敞、結實，科學手套箱是目前擁有最強大環境控制能力、最高操作精度，以及自潔淨能力的科學實驗載荷。它不僅光照可編程控制、風速可調節，其溫度控制更可精確到0.5℃，濕度精度達4%，顯微操作精度不超過5微米。

“我们不仅为科学手套箱配置了灵巧机械臂系统，还配备了能够进行显微细胞操作的微操作系统。”沈阳自动化所副研究员刘晓源介绍，这套设备可协助航天员在轨实现精细操作或重复操作的科学实验，如基因注射、细胞核提取、染色体切割等。操作完成后，机械臂还会自动把手套箱打扫干净。

考慮到實驗艙將在軌運行十年，為了適應將來在軌科學實驗不斷升級的需求，科學手套箱還配置了多類可擴展的標準接口，為日後更新提供強大支撐。

低溫存儲裝置一箱三溫更加高效節能

-80℃、-20℃、4℃的冰箱，是生命科學實驗室不可或缺的存儲裝置。在空間有限的空間站，怎能放下這麼多冰箱呢？為解決這一難題，中國電子科技集團公司第十六研究所等研發了我國首台三溫區、達到-80℃的斯特林製冷航天冰箱。

“一台冰箱同時提供三個溫度的製冷，與國際空間站的低溫存儲設備一致，但我們的冰箱更加緊湊、效率更高。”中國電科16所該項目負責人王波介紹，經過四年研製，這台冰箱在國際上創新採用了斯特林製冷機與熱電製冷片集成製冷，每瓦製冷量的功耗不到國際同類設備的一半。

此外，三個不同溫度的獨立存儲區還具備斷電保溫功能，以及航天員參與實驗管理、樣品更換和回收功能，可為我國空間站提供長期持久的低溫生物樣品保存。

由於低溫存儲裝置與科學手套箱是疊放在一起的，為了使兩台設備運行時相互不干擾，科研人員進行了大量測試與優化，解決了震動、噪聲、釋氣等一系列問題，使它們能夠“珠聯璧合”，確保我國空間生命科學實驗的順利開展。

變重力實驗櫃在軌模擬地月火星重力

問天艙內還有一台變重力科學實驗櫃，它可實現在軌微重力環境基礎上，從0.01G到2G範圍內的可控重力環境模擬，這相當於可以分別模擬月球、地球、火星等天體的重力環境。

微重力是空間站最大的自然環境特點之一，包括空間生命科學與生物技術、微重力流體和燃燒科學在內的各種實驗，都希望能夠在這裡獲得理想的實驗環境。然而，科學實驗往往需要進行對照比較，因此需要在同一空間環境中模擬不同重力，以對其重力效應和響應機制進行研究。

“這台變重力科學實驗櫃配備了目前空間最大直徑的離心機，轉子直徑達到900毫米。”中國科學院空間應用工程與技術中心研究員周妍林介紹，變重力科學實驗櫃主要由兩個離心機、監控系統、照明系統和定子控制器，以及實驗櫃控制器和熱控抽屜等組成。其中，兩個離心機是科學實驗核心設備，也是變重力實驗開展的場所，其轉盤上安裝科學實驗載荷模塊進行變重力實驗。