科创中国

该成果是国内首个面向低轨生物试验的立方星载荷。目前国内外针对微生物或低等植物的微纳卫星空间生物实验装置均有成熟的工程技术方案；而面向高等植物这样生命形态复杂，生长条件更加苛刻的生物实验，一般多在空间站这样有人照料空间环境中进行，但空间站实验门槛高、周期长、费用昂贵等问题，又限制了在轨生物实验的开展。鉴于此，本成果借助近年来微电子、微机械、微光学等MEMS技术的发展，开发了基于立方星的低轨空间生物实验平台载荷。该载荷已于2022年8月9里搭载发射入轨，并完成了在轨验证。借助立方星成本低、周期短、发射便捷的优势，本载荷打造的低轨空间实验室不仅满足有关生物空间实验方面的科研需求，而且可以成为太空科普教育的平台。

该立方星载荷独创性的采用了一种可拆卸的耐压透明视窗设计，构建了具有透明胶囊式外结构的生物培养舱，该设计属于国内首创，据查国外也尚未有同类型立方星载荷公布。该载荷设计突破了以往宇航级小尺寸压力容器全金属材料外壳的限制，打造了一个常压恒温的生态环境；借助MEMS技术高度集成了环境监测、生命保障、数据处理等电子学系统，实现了舱内LED光源和自然光源间自主切换；可实时检测包括温度、光照强度和高清图像等环境变量和植物活动信息，构建了高度智能化的低轨空间生命环境。

该载荷不仅可为一般空间生命科学试验提供环境，而且可以用于科普宣传，推动一般的科普向科创转化。在火箭发射、空间站驻留、登月返回、火星探测乃至太阳系内探测已成为常态的当下，航天科普面临新的挑战：如何让青少年对航天有着更高的参与感，而不是旁观者和欢呼者。通过该载荷，在科普内容方面可以开展与当前学生学科学习同步的太空实验，包括物理实验、化学实验、生物实验和信息学实验；在体验方面可以通过在线直播、短视频等方式，让更多青少年设计和参与到空间实验室来，实现大众参与，提高社会关注度。

本团队来自南京航空航天大学，以江苏省微小卫星态势感知与操控创新平台为依托，具有整星和载荷的工程研制能力。本团队研制了我国第一颗隐身微小卫星天巡一号（2011年11月9日入轨）、全球首个低轨微小卫星导航增强载荷（2017年11月15日入轨）。本团队围绕微小卫星关键技术形成了一系列国内领先、国际先进的研究成果，获国防科学技术进步奖三等奖1项，发表SCI/EI论文150余篇，授权专利102多项，相关型号研究所开具的型号应用证明11份。本平台方向具有完备的人才队伍。目前平台建设团队核心成员共有33人，其中教授及研究员11人，副教授及副研究员15人，中级职称7人。团队中获国家“万人计划”青年拔尖人才1人次，中国科协“青年人才托举工程”2人次、江苏省“333工程”培养对象3人次、江苏省“青蓝工程”培养对象6人次、江苏省“六大人才高峰”8人次、江苏省“双创计划”6人次。本团队具有产学研基础，除了前面的隐身卫星、导航增强载荷外，在空间态势智能感知、空间操控、地面仿真、科教演示等方面都方面都具有产业推广能力。

为了研发该成果团队已投入100万元，相关成果得到了社会关注（如在东方卫视《这就是中国》播出），取得了良好的社会效益。针对进一步智能化或者在轨长期驻留需求，预期需要再投入经费300万元。本成果可以推动航天生命科学技术进步，为在轨生命研究提供快速迭代、低成本的试验手段。所取得成果不仅具有科学意义，而且可以起到很好的航天科普作用。

本成果本质是一个开放性的低轨空间实验室装置，欢迎国内外高校或国际组织参与实验室的建设和应用推广。双方一起共同设计实验任务、载荷和关键部组件等，或者双方共同成立某个主题的联合实验室，通过精心设计各项试验，共同开展科学研究和科普宣传。