[发明专利]航天育种辐射剂量控制方法及装置

说明书

本发明涉及航天育种技术领域。本发明公开了一种航天育种辐射剂量控制方法及装置。本发明的航天育种辐射剂量控制方法，将航天育种试验箱伸出载荷舱接受辐照，通过控制航天育种试验箱暴露在太空的时间控制辐射剂量，并通过调整载荷舱姿态满足辐照方位要求。本发明的航天育种辐射剂量控制装置，包括载荷舱、航天育种试验箱、飞行控制计算机、姿态控制系统和出舱控制系统，所述载荷舱上设置有舱门，所述航天育种试验箱通过伸缩机构安装在载荷舱内，所述姿态控制系统和出舱控制系统与飞行控制计算机连接。本发明的技术方案，非常适合采用探空火箭进行航天育种的试验。本发明具有试验成本低，辐照控制简单、控制精度高，系统结构合理，功耗低的优点。

技术领域

本发明涉及航天育种技术领域，特别涉及利用探空火箭进行航天育种试验的技术，具体而言，涉及航天育种辐射剂量控制方法及装置。

背景技术

太空具有特殊的环境资源，比如高真空、高洁净、微重力、宇宙高能粒子辐射、宇宙磁场等，能够提供某些比地球环境优越得多的工艺技术条件。在微重力科学、空间生命科学、基础物理学、空间天文观测、空间环境监测、空间工程技术等重大科技前沿领域均具有广泛的应用前景。

太空所独有的失重、真空、无污染、强辐射等特点，使之成为地面上无法完全模拟的理想实验室，是人们进行新技术、新产品、新材料、新品种开发的“天府之国”，可给人类带来巨大的经济效益。

航天育种是集航天技术、生物技术和农业育种技术于一体的农业育种新途径，是当今世界农业领域最尖端的科学技术课题之一。

航天育种是将农作物种子或试管种苗送到太空，利用太空特殊的、地面无法模拟的环境(高真空、宇宙高能粒子辐射、宇宙磁场、微重力等)的诱变作用，使种子产生变异，再返回地面选育新种子、培育新品种。

航天育种主要是通过太空辐射、微重力、弱磁场和高真空等综合环境因素诱导植物种子发生基因变异，进而培育新性能种子的过程。

地球植物的形态、生理和进化始终受到地球环境的影响，一旦进入太空环境发生变化，就会加速其种子的基因变化，这已经被实验所证实。

20世纪60年代开始，国际航天飞行就不断携带植物或种子进入太空用于生物学研究。空间站诞生后，在空间站培育植物生长、开花和育种实验，至今仍然进行着。

2006年9月中国发射实践八号返回式科学技术卫星，在轨运行15天，装载了包括152种植物、微生物和动物等共2千多份生物品种材料，专门用于作物育种等实验与研究；以及后来的天宫二号实验室兼有航天育种任务，我国的航天育种技术正随着我国航天技术的发展而逐步深入发展。

航天育种在育种方式中有益的变异多、变幅大、稳定快，较普通诱变育种高3～4倍，育种周期较杂交育种缩短约1倍。经历过太空的种子返回地面培育后，植株增粗增高，果型增大，产量比原来增长，品质提高。

空间辐射是航天育种的重要影响因素，掌握空间辐射诱发植物种子变异的机理与规律，建立种子变异与空间辐射之间的关联性，将使航天育种得到更深一步的发展。

航天育种试验箱的重要组成部分是空间辐射测量，以确定种子变异与空间辐射之间的紧密关联性。

辐射测量通常采用无源和有源两种探测头或设备进行测量。

无源辐射测量不需要任何的电连接和数据传输，在测量系统运行期间，利用无源辐射探头对空间辐射环境进行检测，监测数据反映在探头物质性能变化上。测量结束后，取出探头用专用数据读取设备，判读探头的物质变化，间接获取所记录的空间辐射环境数据。

有源辐射测量设备可实时记录空间辐射环境随时间、空间的变化规律；同时，对辐射剂量的有源测量可获得更高的测量灵敏度和精度；对电子和质子能量与通量、重离子能谱的测量，可获得较高的能量分辨能力和粒子分辨能力。有源测量的探头有多种，可以根据不同监测内容和需要来选择不同的探头性能和类型。