臨近空間指海平面之上20～100 km高度的空間,包括大部分的平流層、整個(gè)中間層和少部分熱層.臨近空間是生物圈-大氣圈-電離層的多圈層耦合區(qū),是保護(hù)人類和地表生物圈免受太陽風(fēng)和宇宙輻射侵蝕的重要屏障,上接外層空間,下臨各國領(lǐng)空,戰(zhàn)略地位突出.臨近空間獨(dú)特的高輻射、低溫、干燥、低氣壓等復(fù)雜極端環(huán)境條件是實(shí)驗(yàn)室無法模擬的,可以類比早期地球的高輻射環(huán)境和現(xiàn)代火星的表面環(huán)境,使其成為開展地球生物學(xué)和天體生物學(xué)研究的天然實(shí)驗(yàn)室.近年來研究人員相繼在臨近空間20～41 km高度發(fā)現(xiàn)許多微生物,表明臨近空間中存在著一個(gè)未知的生物圈.隨著浮空器技術(shù)的進(jìn)步以及實(shí)驗(yàn)載荷和方法的研發(fā),臨近空間的生物學(xué)研究,特別是在臨近空間生物多樣性及其環(huán)境適應(yīng)機(jī)制等方面取得了一系列新進(jìn)展.這為更好地認(rèn)識地球生物圈上邊界、生命生存極限、類火星環(huán)境生命、生命星際傳輸、行星保護(hù)等天體生物學(xué)問題提供了新的突破口.臨近空間生物學(xué)研究與近地軌道空間中開展的生物實(shí)驗(yàn)具有很好的銜接和互補(bǔ),隨著我國將于2022年前后完成中國空間站建造以及"登月探火"等深空探測計(jì)劃的逐步實(shí)施,臨近空間生物學(xué)研究不僅可以為未來空間站的相關(guān)研究提供支撐,而且也將...

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圖1 臨近空間生物循環(huán)示意圖.臨近空間包括海平面之上20～100 km高度的空間,在大氣對流層(地面至約8～15 km高度范圍)之上,包括平流層(對流層頂向上至約50 km高度范圍)的大部分、整個(gè)中間層(約50～85 km高度范圍)以及熱層(約85～500 km高度范圍)的底部

平流層是臨近空間中一個(gè)重要的大氣分層,也是物理化學(xué)性質(zhì)、輻射、動力學(xué)過程等變化強(qiáng)烈的區(qū)域.平流層的氣溫隨高度增加而升高,其底部氣溫約為零下60°C至零下70°C,而頂部氣溫可達(dá)0°C以上[9].可以吸收短波紫外線而保護(hù)地表生物免受其危害的臭氧層就位于平流層中,使得平流層頂部和底部....

圖2 2019年9月“鴻鵠專項(xiàng)”自主研制的臨近空間生物暴露載荷在青海開展飛行實(shí)驗(yàn)(飛行高度約32 km)

臨近空間生物學(xué)研究與基于近地軌道(如在軌衛(wèi)星、空間站等)開展的生物學(xué)研究形成了良好的銜接和互補(bǔ).近地軌道高度在臨近空間之上,不僅輻射強(qiáng)度高且種類復(fù)雜,還具有微重力和低磁場等特殊環(huán)境條件[41].因此,臨近空間的生物暴露實(shí)驗(yàn)可以與近地軌道空間的生物實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對比研究,以進(jìn)一步促進(jìn)對復(fù)....

本文編號：4041483