临近空间生物研究及其天体生物学意义

发布时间：2025-04-26 22:49

　　 临近空间指海平面之上20～100 km高度的空间,包括大部分的平流层、整个中间层和少部分热层.临近空间是生物圈-大气圈-电离层的多圈层耦合区,是保护人类和地表生物圈免受太阳风和宇宙辐射侵蚀的重要屏障,上接外层空间,下临各国领空,战略地位突出.临近空间独特的高辐射、低温、干燥、低气压等复杂极端环境条件是实验室无法模拟的,可以类比早期地球的高辐射环境和现代火星的表面环境,使其成为开展地球生物学和天体生物学研究的天然实验室.近年来研究人员相继在临近空间20～41 km高度发现许多微生物,表明临近空间中存在着一个未知的生物圈.随着浮空器技术的进步以及实验载荷和方法的研发,临近空间的生物学研究,特别是在临近空间生物多样性及其环境适应机制等方面取得了一系列新进展.这为更好地认识地球生物圈上边界、生命生存极限、类火星环境生命、生命星际传输、行星保护等天体生物学问题提供了新的突破口.临近空间生物学研究与近地轨道空间中开展的生物实验具有很好的衔接和互补,随着我国将于2022年前后完成中国空间站建造以及"登月探火"等深空探测计划的逐步实施,临近空间生物学研究不仅可以为未来空间站的相关研究提供支撑,而且也将...

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【部分图文】：

图1 临近空间生物循环示意图.临近空间包括海平面之上20～100 km高度的空间,在大气对流层(地面至约8～15 km高度范围)之上,包括平流层(对流层顶向上至约50 km高度范围)的大部分、整个中间层(约50～85 km高度范围)以及热层(约85～500 km高度范围)的底部

平流层是临近空间中一个重要的大气分层,也是物理化学性质、辐射、动力学过程等变化强烈的区域.平流层的气温随高度增加而升高,其底部气温约为零下60°C至零下70°C,而顶部气温可达0°C以上[9].可以吸收短波紫外线而保护地表生物免受其危害的臭氧层就位于平流层中,使得平流层顶部和底部....

图2 2019年9月“鸿鹄专项”自主研制的临近空间生物暴露载荷在青海开展飞行实验(飞行高度约32 km)

临近空间生物学研究与基于近地轨道(如在轨卫星、空间站等)开展的生物学研究形成了良好的衔接和互补.近地轨道高度在临近空间之上,不仅辐射强度高且种类复杂,还具有微重力和低磁场等特殊环境条件[41].因此,临近空间的生物暴露实验可以与近地轨道空间的生物实验进行对比研究,以进一步促进对复....

本文编号：4041483