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航空航天論文8篇

時(shí)間:2023-03-23 15:11:21

緒論:在尋找寫(xiě)作靈感嗎?愛(ài)發(fā)表網(wǎng)為您精選了8篇航空航天論文,愿這些內(nèi)容能夠啟迪您的思維,激發(fā)您的創(chuàng)作熱情,歡迎您的閱讀與分享!

航空航天論文

篇1

1 字體和字號(hào)

論文題目:2號(hào)黑體

章標(biāo)題:3號(hào)黑體

節(jié)標(biāo)題:小4號(hào)黑體

條標(biāo)題:小4號(hào)黑體

正文:小4號(hào)宋體

頁(yè)碼:5號(hào)宋體

數(shù)字和字母:TimesNewRoman體

2 封面

論文封面和書(shū)脊排版規(guī)范見(jiàn)(樣張1(1)和樣張1(2))。

2.1 論文封皮顏色與尺寸

論文封皮為:天藍(lán)云彩紙TY1201120gsm787*1092

2.2 封面字號(hào)如下:

(5號(hào)黑體)分類(lèi)號(hào)___________

(5號(hào)黑體)單位代碼___________

(5號(hào)黑體)學(xué)號(hào)___________

(5號(hào)黑體)密級(jí)___________

(小初號(hào)黑體居中)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)

(2號(hào)黑體居中)(論文題目)

(小3號(hào)黑體)院(系)名稱(chēng)

(小3號(hào)黑體)專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)

(小3號(hào)黑體)學(xué)生姓名

(小3號(hào)黑體)指導(dǎo)教師

(小3號(hào)黑體)年月日

(4號(hào)黑體)封面書(shū)脊(論文題目、姓名)

(小4號(hào)黑體)封面書(shū)脊(北京航空航天大學(xué))

(TimesNewRoman體加粗)數(shù)字和字母

2.3 單位代碼

單位代碼由學(xué)院統(tǒng)一填寫(xiě)。

2.4 學(xué)號(hào)

學(xué)號(hào)以在北航現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育學(xué)院教務(wù)管理系統(tǒng)錄入的學(xué)號(hào)為準(zhǔn)。

2.5 分類(lèi)號(hào)

分類(lèi)號(hào)需到圖書(shū)館或網(wǎng)上查《中國(guó)圖書(shū)資料分類(lèi)法》后準(zhǔn)確填寫(xiě)。

2.6 密級(jí)

密級(jí)分為“絕密”、“機(jī)密”、“秘密”三級(jí)。論文必須按國(guó)家規(guī)定的保密條例在右上角注明密級(jí)(如系公開(kāi)型論文則可不注明密級(jí))。

3 扉頁(yè)

論文扉頁(yè)為“本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書(shū)”,格式工科類(lèi)見(jiàn)(樣張2(1)和樣張2(2)),管理經(jīng)濟(jì)類(lèi)、人文社科類(lèi)、外語(yǔ)類(lèi)見(jiàn)(樣張2(3)和樣張2(4))。“本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書(shū)”由指導(dǎo)教師填寫(xiě)。

4 論文頁(yè)面設(shè)置

4.1頁(yè)眉

頁(yè)眉為北京航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第頁(yè),見(jiàn)(樣張3)。

4.2頁(yè)邊距

論文的上邊距:30mm;下邊距:25mm;左邊距:30mm;右邊距:20mm;行間距為1.5倍行距,見(jiàn)(樣張3)。

4.3頁(yè)碼的書(shū)寫(xiě)要求

論文頁(yè)碼從緒論部分開(kāi)始,至附錄,用阿拉伯?dāng)?shù)字連續(xù)編排,頁(yè)碼位于頁(yè)眉右側(cè)。封面、本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書(shū)、摘要和目錄不編入論文頁(yè)碼;摘要和目錄用羅馬數(shù)字單獨(dú)編頁(yè)碼。

5 摘要

5.1 中文摘要

中文摘要包括:論文題目(小3號(hào)黑體)、“摘要”字樣(3號(hào)黑體)、摘要正文和關(guān)鍵詞。

摘要正文后下空一行打印“關(guān)鍵詞”三字(4號(hào)黑體),關(guān)鍵詞一般為3~5個(gè),每一關(guān)鍵詞之間用逗號(hào)分開(kāi),最后一個(gè)關(guān)鍵詞后不打標(biāo)點(diǎn)符號(hào),見(jiàn)(樣張4)。

5.2 英文摘要

  英文摘要另起一頁(yè),其內(nèi)容及關(guān)鍵詞應(yīng)與中文摘要一致,并要符合英語(yǔ)語(yǔ)法,語(yǔ)句通順,文字流暢。并在英文題目下面第一行寫(xiě)作者(Author)姓名,作者姓名下面的一行寫(xiě)指導(dǎo)教師(Tutor)姓名,作者姓名和指導(dǎo)教師姓名用漢語(yǔ)拼音寫(xiě),右對(duì)齊。

  英文和漢語(yǔ)拼音一律為T(mén)imesNewRoman體,字號(hào)與中文摘要相同,見(jiàn)(樣張5)。

6 目錄

理工類(lèi)專(zhuān)業(yè)目錄的三級(jí)標(biāo)題,建議按(1……、1.1……、1.1.1……)的格式編寫(xiě),社科類(lèi)專(zhuān)業(yè)目錄的三級(jí)標(biāo)題,建議按(一、(一)1、)的格式編寫(xiě),目錄中各章題序的阿拉伯?dāng)?shù)字用TimesNewRoman體,第一級(jí)標(biāo)題用小4號(hào)黑體,其余用小4號(hào)宋體。目錄的打印實(shí)例見(jiàn)(樣張6(1)、6(2))。

7 論文正文

2.9.1章節(jié)及各章標(biāo)題

論文正文分章節(jié)撰寫(xiě),每章應(yīng)另起一頁(yè)。各章標(biāo)題要突出重點(diǎn)、簡(jiǎn)明扼要。字?jǐn)?shù)一般在15字以?xún)?nèi),不得使用標(biāo)點(diǎn)符號(hào)。標(biāo)題中盡量不采用英文縮寫(xiě)詞,對(duì)必須采用者,應(yīng)使用本行業(yè)的通用縮寫(xiě)詞。

2.9.2層次

層次以少為宜,根據(jù)實(shí)際需要選擇。正文層次的編排和代號(hào)要求統(tǒng)一,層次為章(如“1”)、節(jié)(如“1.1”)、條(如“1.1.1”)、款(如“1、”)、項(xiàng)(如“(1)”)。層次用到哪一層次視需要而定,若節(jié)后無(wú)需“條”時(shí)可直接列“款”、“項(xiàng)”?!肮?jié)”、“條”的段前、段后各設(shè)為0.5行,見(jiàn)(樣張7)。

8 引用文獻(xiàn)

引用文獻(xiàn)標(biāo)示方式應(yīng)全文統(tǒng)一,并采用所在學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)通用的方式,用上標(biāo)的形式置于所引內(nèi)容最末句的右上角,用小4號(hào)字體。所引文獻(xiàn)編號(hào)用阿拉數(shù)字置于方括號(hào)中,如:“…成果[1]”。當(dāng)提及的參考文獻(xiàn)為文中直接說(shuō)明時(shí),其序號(hào)應(yīng)該用小4號(hào)字與正文排齊,如“由文獻(xiàn)[8,10-14]可知”。

不得將引用文獻(xiàn)標(biāo)示置于各級(jí)標(biāo)題處。

9 名詞術(shù)語(yǔ)

科技名詞術(shù)語(yǔ)及設(shè)備、元件的名稱(chēng),應(yīng)采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或部頒標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的術(shù)語(yǔ)或名稱(chēng)。標(biāo)準(zhǔn)中未規(guī)定的術(shù)語(yǔ)要采用行業(yè)通用術(shù)語(yǔ)或名稱(chēng)。全文名詞術(shù)語(yǔ)必須統(tǒng)一。一些特殊名詞或新名詞應(yīng)在適當(dāng)位置加以說(shuō)明或注解。

采用英語(yǔ)縮寫(xiě)詞時(shí),除本行業(yè)廣泛應(yīng)用的通用縮寫(xiě)詞外,文中第一次出現(xiàn)的縮寫(xiě)詞應(yīng)該用括號(hào)注明英文全文。

10 物理量名稱(chēng)、符號(hào)與計(jì)量單位

10.1物理量的名稱(chēng)和符號(hào)

物理量的名稱(chēng)和符號(hào)應(yīng)符合GB3100~3102-86的規(guī)定。論文中某一量的名稱(chēng)和符號(hào)應(yīng)統(tǒng)一。

10.2物理量計(jì)量單位

物理量計(jì)量單位及符號(hào)應(yīng)按國(guó)務(wù)院1984年的《中華人民共和國(guó)法定計(jì)量單位》及GB3100~3102執(zhí)行,不得使用非法定計(jì)量單位及符號(hào)。計(jì)量單位符號(hào),除用人名命名的單位第一個(gè)字母用大寫(xiě)之外,一律用小寫(xiě)字母。

非物理量單位(如件、臺(tái)、人、元、次等)可以采用漢字與單位符號(hào)混寫(xiě)的方式,如“萬(wàn)t·km”。

文稿敘述中不定數(shù)字之后允許用中文計(jì)量單位符號(hào),如“幾千克至1000kg”。

表達(dá)時(shí)刻時(shí)應(yīng)采用中文計(jì)量單位,如“上午8點(diǎn)3刻”,不能寫(xiě)成“8h45min”。

計(jì)量單位符號(hào)一律用正體。

11 外文字母的正、斜體用法

物理量符號(hào)、物理常量、變量符號(hào)用斜體,計(jì)量單位等符號(hào)均用正體,見(jiàn)(樣張8(1)、8(2))。

12 數(shù)字

按國(guó)家語(yǔ)言文字工作委員會(huì)等七單位1987年的《關(guān)于出版物上數(shù)字用法的試行規(guī)定》,除習(xí)慣用中文數(shù)字表示的以外,一般均采用阿拉伯?dāng)?shù)字。年份一概寫(xiě)全數(shù),如2003年不能寫(xiě)成03年。

13 公式

公式應(yīng)另起一行寫(xiě)在稿紙中央,公式和編號(hào)之間不加虛線。公式較長(zhǎng)時(shí)最好在等號(hào)“=”處轉(zhuǎn)行,如難實(shí)現(xiàn),則可在+、-、×、÷運(yùn)算符號(hào)處轉(zhuǎn)行,運(yùn)算符號(hào)應(yīng)寫(xiě)在轉(zhuǎn)行后的行首,公式的編號(hào)用圓括號(hào)括起來(lái)放在公式右邊行末。

公式序號(hào)按章編排,如第一章第一個(gè)公式序號(hào)為“(1.1)”,附錄A中的第一個(gè)公式為“(A1)”等。

文中引用公式時(shí),一般用“見(jiàn)式(1.1)”或“由公式(1.1)”。

公式中用斜線表示“除”的關(guān)系時(shí)應(yīng)采用括號(hào),以免含糊不清,如a/(bcosx)。通常“乘”的關(guān)系在前,如acosx/b而不寫(xiě)成(a/b)cosx。

14 表格

每個(gè)表格應(yīng)有自己的表序和表題。并應(yīng)在文中進(jìn)行說(shuō)明,例如:“如表1.1”。

表序一般按章編排,如第一章第一個(gè)插表的序號(hào)為“表1.1”等。表序與表名之間空一格,表名中不允許使用標(biāo)點(diǎn)符號(hào),表名后不加標(biāo)點(diǎn)。表序與表名置于表上居中(5號(hào)黑體加粗,數(shù)字和字母為5號(hào)TimesNewRoman體加粗),見(jiàn)(樣張8(2))。

表頭設(shè)計(jì)應(yīng)簡(jiǎn)單明了,盡量不用斜線。表頭與表格為一整體,不得拆開(kāi)排寫(xiě)于兩頁(yè)。

全表如用同一單位,將單位符號(hào)移至表頭右上角。

表中數(shù)據(jù)應(yīng)正確無(wú)誤,書(shū)寫(xiě)清楚。數(shù)字空缺的格內(nèi)加“-”字線(占2個(gè)數(shù)字),不允許用“2”、“同上”之類(lèi)的寫(xiě)法見(jiàn)(樣張8(2))。

表內(nèi)文字說(shuō)明(5號(hào)宋體),起行空一格、轉(zhuǎn)行頂格、句末不加標(biāo)點(diǎn)。

篇2

從那些“地球是行星之一,國(guó)際名稱(chēng)為‘該婭’,按太陽(yáng)由近及遠(yuǎn)次序數(shù)是第三顆。它有一顆天然的衛(wèi)星——月球,二者組成一個(gè)天體系統(tǒng)?!?/p>

以及“1872年,世界第一艘使用3。68千瓦內(nèi)燃機(jī)作為動(dòng)力的飛船由保羅-海茵萊駕駛試飛成功。”

“1873年,法國(guó)生物學(xué)家、醫(yī)生馬雷用定時(shí)連續(xù)攝影,初步掌握鳥(niǎo)類(lèi)在飛行中復(fù)雜的撲翼動(dòng)作,使人類(lèi)早期飛行探索中的撲翼機(jī)研制活動(dòng)暫告結(jié)束,飛機(jī)研制自此不再考慮撲翼方案?!?/p>

看了這些資料,我產(chǎn)生了一系列的問(wèn)題,例如:“為什么種子也要去太空呢?為什么在太空長(zhǎng)大的果實(shí)要比陸地上的要大呢?太空里有沒(méi)有外星人呢?為什么在太空中會(huì)失重而在陸地就不會(huì)失重呢?這些問(wèn)題一個(gè)一個(gè)的便從我的腦海里冒出來(lái),真是個(gè)“問(wèn)題多多的學(xué)生”。

據(jù)說(shuō),在月球上發(fā)現(xiàn)了水源了呢!這真是一個(gè)重要的創(chuàng)舉,在宇宙中地球就像一粒沙子,更不用說(shuō)我們?nèi)祟?lèi)了。在我的眼中宇宙真是奇妙!

篇3

長(zhǎng)期飛行的航天器環(huán)境是一種特殊類(lèi)型的生態(tài)環(huán)境,適合屬于特殊物種的細(xì)菌和真菌的生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖。細(xì)菌和真菌主要駐留在空間室內(nèi)裝飾物和結(jié)構(gòu)與設(shè)備材料的表面。這些地方聚集著有機(jī)化合物和空氣冷凝水,足以讓各種異養(yǎng)微生物(如霉菌青霉、曲霉、枝孢菌)生長(zhǎng)和繁殖。在航天器長(zhǎng)期飛行期間,菌群的數(shù)量變化和結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性不是線性的,在生物群落激活和停滯的交替期間呈現(xiàn)出一個(gè)波形周期變化,變化周期由內(nèi)部生物機(jī)制的自我調(diào)節(jié)能力和外部空間環(huán)境控制。菌群激活期間,充滿著醫(yī)療和技術(shù)風(fēng)險(xiǎn),顯著地影響著飛行安全和硬件的可靠性。微生物可以輕易地借助航天員或者貨運(yùn)飛船進(jìn)入空間站,同時(shí)迅速適應(yīng)空間站內(nèi)的環(huán)境并四處蔓延,微生物主要來(lái)源及在載人航天器中可能存在的位置如圖1所示。前蘇聯(lián)科學(xué)家曾經(jīng)在“禮花”號(hào)空間站與“和平”號(hào)空間站內(nèi)發(fā)現(xiàn)上百種對(duì)人體和空間站設(shè)備有害的致病細(xì)菌和微小真菌?!昂推健碧?hào)空間站曾發(fā)生過(guò)微生物“蠶食”電纜的事故。國(guó)際空間站上也發(fā)現(xiàn)了危險(xiǎn)的微生物,這些微生物可能導(dǎo)致設(shè)備發(fā)生故障,可能會(huì)對(duì)空間站結(jié)構(gòu)造成災(zāi)難性后果。它們不僅會(huì)損傷金屬,也會(huì)損傷高分子聚合物制成的設(shè)備,進(jìn)而可能導(dǎo)致技術(shù)故障。2003年國(guó)際空間站內(nèi),細(xì)菌堵塞了3套艙外航天服的冷卻泵,航天員不得不使用穿脫更為麻煩的備用服裝完成了太空行走,造成問(wèn)題的細(xì)菌生活在作為冷卻液的水中。研究人員對(duì)空間站的水樣進(jìn)行分析后曾發(fā)現(xiàn),空間站自身冷卻系統(tǒng)內(nèi)細(xì)菌數(shù)量增加的速度遠(yuǎn)比預(yù)料的快,這讓人擔(dān)心細(xì)菌有可能腐蝕冷卻系統(tǒng)最為脆弱的組成部分。根據(jù)各種體外研究,空間微重力環(huán)境促進(jìn)微生物的生長(zhǎng)。不同的細(xì)菌在空間或在地球上模擬的微重力試驗(yàn)表明,重力變化可能直接或間接地影響它們的生長(zhǎng)和微生物的代謝和生理,例如增加自身的抗藥性和毒性,改變生物膜增長(zhǎng)方式等。長(zhǎng)期暴露于高劑量的空間電離輻射中,也能影響微生物的代謝和生理。除了封閉和微重力條件外,還存在各種未知因素影響微生物的生長(zhǎng),如熱交換影響,磁變影響,細(xì)胞懸浮,營(yíng)養(yǎng)物的濃度梯度、毛細(xì)特性、流體行為等均可能引起生物體的遺傳和生物學(xué)特性的變異反應(yīng),這導(dǎo)致了某些微生物最終變得更難消除。因此,空間環(huán)境條件可能會(huì)促進(jìn)微生物生長(zhǎng)的這一新特征,并且增加了損害航天員健康和導(dǎo)致環(huán)境惡化的風(fēng)險(xiǎn),影響生命支持系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2空間應(yīng)用系統(tǒng)生物安全工程技術(shù)體系框架

空間應(yīng)用系統(tǒng)生物安全工程技術(shù)體系覆蓋了在空間應(yīng)用有效載荷的工程研制過(guò)程中應(yīng)遵循的生物安全要求、分析、設(shè)計(jì)防護(hù)以及評(píng)價(jià)等各項(xiàng)技術(shù)范疇,其總體框架如下圖2所示。圖中可以看出,在空間有效載荷產(chǎn)品研制過(guò)程中,空間生物安全在工程上首先需要解決的是空間生物安全要求指標(biāo)問(wèn)題,然后根據(jù)生物安全要求,結(jié)合空間應(yīng)用的需求情況,對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)的生物危害材料進(jìn)行危害等級(jí)的識(shí)別,再依據(jù)危害等級(jí)的識(shí)別結(jié)果確定相應(yīng)的安全性包覆等級(jí),作為空間實(shí)驗(yàn)載荷設(shè)備的生物安全性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則要求,依據(jù)此設(shè)計(jì)準(zhǔn)則開(kāi)展相應(yīng)的安全性設(shè)計(jì)防護(hù);在采用了必要的防護(hù)措施同時(shí),有效載荷對(duì)于生物危害還應(yīng)具備有效的監(jiān)測(cè)手段,確??臻g應(yīng)用實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的生物危害可檢測(cè)。最后,空間應(yīng)用載荷在上站之前,應(yīng)對(duì)生物安全問(wèn)題進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,其結(jié)果將作為空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)載荷上站安全性認(rèn)證的重要考核內(nèi)容之一,從而為工程決策提供安全性方面的依據(jù)。

2空間應(yīng)用系統(tǒng)生物安全的工程設(shè)計(jì)要素

2.1空間應(yīng)用系統(tǒng)生物安全指標(biāo)要求借鑒實(shí)驗(yàn)室生物安全標(biāo)準(zhǔn)以及國(guó)際空間站有關(guān)生物安全的經(jīng)驗(yàn),生物安全指標(biāo)主要是指針對(duì)微生物的最低可接受閾值,相關(guān)指標(biāo)又可細(xì)分為飲用水、食品、艙內(nèi)空氣、表面四個(gè)主要方面,其中,飲用水、食品以及艙內(nèi)空氣的最低可接受閾值與航天員的醫(yī)學(xué)要求密切相關(guān)。對(duì)于表面的生物安全要求,涉及艙內(nèi)艙體內(nèi)表面、艙內(nèi)平臺(tái)設(shè)備和有效載荷設(shè)備表面等多個(gè)方面,其可能的影響除了傳染到航天員(航天員有可能接觸的情況下),影響航天員健康外,另一個(gè)重要的影響就是對(duì)硬件設(shè)備的腐蝕和侵蝕,最終導(dǎo)致硬件設(shè)備的失效或者污染艙內(nèi)環(huán)境。因此,對(duì)于空間應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)備,應(yīng)提出明確的表面生物安全指標(biāo)要求,該要求可以參照空間站平臺(tái)的表面微生物最低可接受閾值要求,也可根據(jù)空間應(yīng)用系統(tǒng)載荷研制的特點(diǎn)和使用需求單獨(dú)提出。另外,對(duì)于影響實(shí)驗(yàn)任務(wù)成功的可致病的病原體(包括植物可致病病原體和動(dòng)物可致病病原體)也應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況提出有針對(duì)性的指標(biāo)要求??臻g應(yīng)用系統(tǒng)生物安全相關(guān)指標(biāo)體系框架如圖3所示。圖中涉及的植物可致病菌主要是寄生性病菌,病原體有病毒、類(lèi)病毒、支原體、衣原體、立克次氏體、細(xì)菌、真菌、藻類(lèi)、線蟲(chóng)和高等植物,其中以細(xì)菌、真菌、病毒、支原體和線蟲(chóng)誘發(fā)的病害較普遍和嚴(yán)重,尤以真菌性病害為最,如水稻的瘟病、小麥銹病、棉花的萎蔫病等。各種病原體的生理、生態(tài)、增殖方法和生活史以及侵染寄主的方式、途徑和時(shí)期各不相同。可根據(jù)具體實(shí)驗(yàn)樣品和實(shí)驗(yàn)要求確定需要檢測(cè)的植物可致病菌。動(dòng)物可致病菌主要是微生物,包括原生動(dòng)物、細(xì)菌、真菌、病毒、支原體、酵母等,其中細(xì)菌和真菌污染是最常見(jiàn)的,如各種沙門(mén)氏菌等??筛鶕?jù)具體實(shí)驗(yàn)樣品和實(shí)驗(yàn)要求確定需要檢測(cè)和加以控制防護(hù)的動(dòng)物可致病菌。以微生物污染為主要檢測(cè)對(duì)象,包括原生動(dòng)物、細(xì)菌、真菌、病毒、支原體、酵母等,其中檢測(cè)重點(diǎn)為細(xì)菌和真菌??臻g站微生物主要存在于艙內(nèi)氣體、食品、水、艙體材料、硬件設(shè)備表面以及有效載荷等地方,因此,其微生物控制的要求也應(yīng)根據(jù)這些方面進(jìn)行規(guī)定。例如,國(guó)際空間站微生物控制的指標(biāo)要求如表1所示。我國(guó)空間站工程微生物控制定量要求主要參照國(guó)際空間站制定,在我國(guó)載人航天工程一期和二期階段,未對(duì)微生物控制提出明確的定量要求,在載人空間站階段,提出的初步醫(yī)學(xué)要求中,也僅僅對(duì)空氣和物體表面微生物控制提出了限值,與表1中國(guó)際空間站的相關(guān)規(guī)定是一致的,而對(duì)于食品和水未作明確規(guī)定。

2.2空間應(yīng)用系統(tǒng)生物安全等級(jí)的識(shí)別開(kāi)展空間生物安全防護(hù)設(shè)計(jì)時(shí),首先應(yīng)對(duì)生物危害的等級(jí)(或稱(chēng)生物安全等級(jí),BiosafetyLev-el,BSL)進(jìn)行識(shí)別,根據(jù)不同的危害等級(jí)制定不同的設(shè)計(jì)防護(hù)策略,避免設(shè)計(jì)上的冒進(jìn)所帶來(lái)的安全患,或者設(shè)計(jì)過(guò)于保守而帶來(lái)的資源浪費(fèi)和技術(shù)瓶頸。根據(jù)NASA的生物安全小組的工作經(jīng)驗(yàn),所有有關(guān)生物學(xué)的材料都要進(jìn)行生物危害識(shí)別,對(duì)識(shí)別出的生物危害材料都要分配一個(gè)生物安全等級(jí)[18]。因此,生物危害材料生物安全等級(jí)的確定是生物安全工程設(shè)計(jì)的首要出發(fā)點(diǎn)。NASA的JSC中心針對(duì)空間應(yīng)用項(xiàng)目的生物安全等級(jí)制定了專(zhuān)門(mén)的規(guī)定[19],如表2所示??臻g生物安全等級(jí)主要來(lái)源于地面公共衛(wèi)生系統(tǒng)和實(shí)驗(yàn)室生物安全的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),在空間上用時(shí)考慮了空間環(huán)境可能帶來(lái)的影響,由于空間飛行獨(dú)特的環(huán)境和條件,BSL-2微生物又被分為兩類(lèi),BSL-2(中等風(fēng)險(xiǎn))和BSL-2(高風(fēng)險(xiǎn))。主要是由于在微重力環(huán)境下,微生物氣溶膠可能比在地球1g重力下具有更大的風(fēng)險(xiǎn),對(duì)于地面上BSL-2等級(jí)的微生物在空間應(yīng)用時(shí)可能產(chǎn)生更嚴(yán)重的后果。因此,在對(duì)空間生物安全等級(jí)的規(guī)定上進(jìn)行了適應(yīng)性修改,其原則為:對(duì)于地面上可能導(dǎo)致災(zāi)難性后果(高致病性)的微生物(BSL-3和BSL-4)禁止在太空項(xiàng)目中使用;對(duì)于地面上可能造成中等危害后果的微生物,其在空間環(huán)境影響下可能帶來(lái)更嚴(yán)重的后果,甚至是災(zāi)難性的,因此,地面上BSL-2級(jí)微生物在太空中又分為中等危害和高危害兩類(lèi)。我國(guó)載人航天工程目前采用的生物安全等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)主要遵照現(xiàn)有的國(guó)內(nèi)實(shí)驗(yàn)室生物安全防護(hù)等級(jí)相關(guān)規(guī)定,對(duì)于空間生物安全等級(jí)尚無(wú)具體的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)定。因此,合理的劃分生物安全等級(jí)對(duì)于工程中遴選生物樣本和明確有效的控制措施具有重要的意義。

2.3空間應(yīng)用系統(tǒng)生物安全包覆等級(jí)的識(shí)別與設(shè)計(jì)

2.3.1空間應(yīng)用系統(tǒng)生物安全包覆等級(jí)的確定工程實(shí)踐中,在已明確了有效載荷生物安全等級(jí)BSL的基礎(chǔ)上,需要根據(jù)生物安全等級(jí)確定相應(yīng)的包覆設(shè)計(jì)等級(jí)(LevelofContainment,LoC)要求。兩個(gè)重要的原則是:1)生物安全防護(hù)的包覆等級(jí)不得低于其生物安全等級(jí);2)存在多種微生物的情況下,其包覆等級(jí)應(yīng)根據(jù)生物安全等級(jí)最高的生物樣品來(lái)確定。我國(guó)空間站空間應(yīng)用規(guī)劃了多項(xiàng)有關(guān)生物、生命、生態(tài)、醫(yī)學(xué)等應(yīng)用與科學(xué)領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)項(xiàng)目。以當(dāng)前規(guī)劃的有關(guān)生命科學(xué)研究的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)為例,確定其初步的生物安全包覆等級(jí),如表3所示。

2.3.2空間生物安全設(shè)計(jì)準(zhǔn)則空間應(yīng)用載荷生物安全控制的優(yōu)先級(jí)主要包括五個(gè)層次(見(jiàn)圖4)。工程設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)過(guò)程中,有效載荷研制單位應(yīng)根據(jù)識(shí)別出的生物載荷的生物安全等級(jí)確定相應(yīng)的防護(hù)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,遵循以下原則:1)生物材料的選擇上,應(yīng)在滿足科學(xué)實(shí)驗(yàn)需求的前提下,盡量選擇危害等級(jí)低的生物材料和樣品;2)生物實(shí)驗(yàn)載荷的生物包覆等級(jí)應(yīng)與其生物安全等級(jí)相對(duì)應(yīng),不得低于其生物安全等級(jí);3)對(duì)于具有致病性或可能導(dǎo)致設(shè)備故障的主要微生物應(yīng)具有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)或者離線檢測(cè)能力;4)包覆設(shè)計(jì)應(yīng)按照最小風(fēng)險(xiǎn)控制或者故障容限,或者兩者相結(jié)合的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則進(jìn)行設(shè)計(jì),如金屬結(jié)構(gòu)采用較高的安全系數(shù)要求;采用多層密封包覆等;5)包覆設(shè)計(jì)應(yīng)考慮最大使用條件下進(jìn)行設(shè)計(jì),并采用試驗(yàn)的方法驗(yàn)證;多層包覆設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)對(duì)每層包覆手段的有效性進(jìn)行獨(dú)立驗(yàn)證;6)采用物理隔離的方式進(jìn)行包覆設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)滿足密封設(shè)計(jì)要求,如所有泄漏路徑均采用軟密封件,墊片或其他密封材料進(jìn)行雙重密封;金屬零件沿著所有接口有兩個(gè)密封(如蓋);流體連接器內(nèi)部和外部的雙道密封;電連接器外部雙道密封和引腳周?chē)p密封等;7)采用密封設(shè)計(jì)時(shí),需要考慮容器材料與有害生物質(zhì)的相容性設(shè)計(jì)與驗(yàn)證問(wèn)題;8)采用多層包覆設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)盡量采用組合式包覆形式,即不同形式的隔離方式,如物理隔離與負(fù)壓相結(jié)合,確保各級(jí)包覆是相互獨(dú)立的,不會(huì)發(fā)生關(guān)聯(lián)失效;樣本操作用手套箱采用在手套故障的情況下保持負(fù)壓的雙故障容限的設(shè)計(jì)等;9)對(duì)于有限壽命的生物危害防護(hù)措施,如HEPA過(guò)濾器,應(yīng)具有有效的壽命預(yù)測(cè)手段,以便采取定期的更換或者清洗消毒等措施。

2.4空間生物危險(xiǎn)的監(jiān)測(cè)空間微生物的監(jiān)測(cè)是實(shí)施微生物控制的前提條件。目前對(duì)于載人航天工程領(lǐng)域,較為先進(jìn)的微生物監(jiān)測(cè)技術(shù)主要包括以下幾項(xiàng):1)非培養(yǎng)核酸技術(shù)(基于PCR聚合酶鏈反應(yīng));2)三磷酸腺苷生物發(fā)光技術(shù)(ATP);3)生物傳感器,直接激光檢測(cè);4)流式細(xì)胞術(shù)方法;5)基質(zhì)輔助激光解析/電離飛行時(shí)間質(zhì)譜(Matrix-AssistedLaserDesorption/IonizationTimeofFlight(MALDI-TOF)massspectrometry);6)微觀方法(MicroscopicMethods)。傳統(tǒng)上,環(huán)境和人員的微生物監(jiān)測(cè)主要集中在采用基于培養(yǎng)技術(shù)的細(xì)菌和真菌。然而,在空間環(huán)境中,采用大量的分子、生化和理化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),建立在非培養(yǎng)技術(shù)基礎(chǔ)之上。采用單一的監(jiān)測(cè)技術(shù)往往難以滿足微生物監(jiān)測(cè)的需求,因此,在工程實(shí)踐中,空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)載荷研制單位應(yīng)根據(jù)自身產(chǎn)品的特點(diǎn),結(jié)合各種檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn),合理選用生物檢測(cè)技術(shù)。生物檢測(cè)技術(shù)選用參考表如表4所示。另外,空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)載荷應(yīng)重點(diǎn)監(jiān)測(cè)BSL-2級(jí)以上的微生物。根據(jù)國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)(ISS,MIR)[10],空氣中主要的細(xì)菌種類(lèi)為金黃色葡萄球菌和枯草芽孢桿菌,內(nèi)表面主要的細(xì)菌種類(lèi)為金黃色葡萄球菌和芽孢桿菌等;真菌主要為青霉屬和曲霉。在監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置方面,對(duì)于密閉的實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)箱,應(yīng)從空間應(yīng)用的需求出發(fā),對(duì)于影響實(shí)驗(yàn)效果的入口端應(yīng)設(shè)置微生物監(jiān)控裝置,防止艙內(nèi)空氣和水源中的有害微生物影響實(shí)驗(yàn)效果;同時(shí)對(duì)于出口端同樣需要設(shè)置微生物監(jiān)控裝置,防止科學(xué)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的有害微生物污染艙內(nèi)大氣環(huán)境和熱控管路。

2.5空間應(yīng)用系統(tǒng)生物安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估國(guó)際空間站上,有效載荷生物材料的生物危害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估在發(fā)射前必須進(jìn)行,評(píng)估生物有害物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)包括微生物的特性,感染劑量,微生物的存量、感染途徑,以及與實(shí)驗(yàn)協(xié)議相關(guān)的危害。識(shí)別出的所有有害微生物被分配一個(gè)生物安全等級(jí)(BSL)。有效載荷安全審議小組參照BSL為每個(gè)有效載荷制定必要的防護(hù)等級(jí)??臻g應(yīng)用生物安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的實(shí)施流程如圖5所示。

3結(jié)論

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