GBT 43513.1-2023 空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)規(guī)范 第1部分：總則

空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)規(guī)范2023-12-28發(fā)布國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)GB/T43513.1—2023 I引言 Ⅱ 2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語和定義 4空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)需求分析 25空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)施總體要求 36空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)施程序 46.1樣品篩選 6.2輻射參量確定 6.3地面專項(xiàng)試驗(yàn)及驗(yàn)證 46.4生物樣品加載 46.5在軌實(shí)施及監(jiān)控 56.6樣品回收綜合保障 56.7數(shù)據(jù)處理與分析 5參考文獻(xiàn) I本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件是GB/T43513《空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)規(guī)范》的第1部分。GB/T43513已經(jīng)發(fā)布了以——第1部分：總則。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件由中國科學(xué)院提出。本文件由全國空間科學(xué)及其應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC312)歸口。本文件起草單位：大連海事大學(xué)、中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心、大連大學(xué)。Ⅱ隨著載人航天工程從近地走向深空，尤其是空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)載荷實(shí)現(xiàn)在軌空間輻射計(jì)量、生物樣品在軌損傷監(jiān)測以及輻射參數(shù)與系統(tǒng)生物學(xué)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析等能力的提升，對有效利用這些空間載荷進(jìn)行空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)提出了新的要求，主要包括發(fā)射前、在軌階段和返回后等全流程的空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)。GB/T43513旨在確立空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)全流程實(shí)施要求，擬由八部分構(gòu)成?！?部分：總則。目的在于規(guī)定空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)全流程需求分析、實(shí)施總體要求和實(shí)施程序。——第2部分：生物實(shí)驗(yàn)樣品篩選。目的在于確立可應(yīng)用于空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的生物樣品篩選相關(guān)要求?！?部分：空間輻射生物學(xué)參量確定。目的在于明確空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)所需的輻射參量監(jiān)測指標(biāo)。 第4部分：地面專項(xiàng)試驗(yàn)及驗(yàn)證。目的在于對裝載空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)樣品進(jìn)行空間實(shí)驗(yàn)環(huán)境適應(yīng)性分析確立實(shí)驗(yàn)及驗(yàn)證要求，優(yōu)化空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)載荷的環(huán)境條件?！?部分：生物樣品加載。目的在于建立空間輻射生物學(xué)樣品加載實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)施流程。——第6部分：在軌實(shí)施及監(jiān)控。目的在于確立空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)在軌實(shí)施以及對在軌實(shí)驗(yàn)工況、環(huán)境參數(shù)、樣品動(dòng)態(tài)變化等進(jìn)行監(jiān)控的相關(guān)要求?！?部分：樣品回收綜合保障。目的在于確立生物樣品的回收和返回等生物安全、質(zhì)量保障措施?！?部分：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與分析。目的在于確立對空間輻射生物學(xué)輻射參量、空間在軌實(shí)驗(yàn)以及生物實(shí)驗(yàn)樣本返回后獲得的系統(tǒng)生物學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析的程序和要求。本文件是GB/T43513第1部分。通過在已頒布國家標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，補(bǔ)充完善空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)全流程實(shí)施要素，對空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)所涉及的內(nèi)容提供綱領(lǐng)性技術(shù)規(guī)范，為實(shí)施空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)提供綱要。1空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)規(guī)范本文件規(guī)定了空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)全流程需求分析、實(shí)施總體要求和實(shí)施程序。本文件適用于不同軌道飛行器上開展的空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)。其他空間生物學(xué)實(shí)驗(yàn)參照執(zhí)行。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T28875空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)生物樣品要求GB/T28877—2012空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)通用要求GB/T30114.1空間科學(xué)及其應(yīng)用術(shù)語第1部分：基礎(chǔ)通用GB/T31267空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)施流程GB/T32870—2016空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)生物樣品加載技術(shù)要求GB/T38255空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)需求分析要求3術(shù)語和定義GB/T30114.1界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。空間輻射生物學(xué)spaceradiationbiology研究空間輻射對生命物質(zhì)和生命現(xiàn)象的影響，及其損傷機(jī)理和防護(hù)方法的學(xué)科。標(biāo)準(zhǔn)生物樣品容器standardbiologicalsamplecontainer用于裝載生物樣品，并能安裝在通用生物樣品盒內(nèi)的經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)的樣品容器。空間輻射生物學(xué)輻射參量radiationquantitiesinspaceradiationbiology用于評價(jià)生物樣品所接受的輻射粒子種類、能量、吸收劑量、劑量當(dāng)量、輻射品質(zhì)因子、傳能線密度、核徑跡等參數(shù)。為研究空間生命科學(xué)問題，采用動(dòng)物、植物、微生物、組織、細(xì)胞和生物大分子等活性生物材料作為空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)對象。2地面專項(xiàng)試驗(yàn)ground-basedspecializedtests在地面進(jìn)行的適應(yīng)空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)載荷所需的生物相容性試驗(yàn)、匹配試驗(yàn)及模擬空間條件環(huán)境生物學(xué)等試驗(yàn)的總稱。吸收劑量absorbeddose電離輻射在單位質(zhì)量物質(zhì)中的沉積能量。注：單位為戈瑞(Gy)。[來源：GB/T30114.6—2014,4.29,有修改]輻射與X射線或伽馬射線引起相同生物學(xué)效應(yīng)的劑量比值。劑量當(dāng)量doseequivalent某處吸收劑量與輻射品質(zhì)因子的乘積。注：單位為希沃特(Sv)。[來源：GB/T30114.6—2014,4.30,有修改]帶電粒子穿過單位物質(zhì)長度時(shí)的平均能量損失。注：單位為千電子伏特每微米(keV/μm)?？臻g輻射監(jiān)測spaceradiationmonitoring評價(jià)空間輻射進(jìn)行的測量及對測量結(jié)果的解釋。核徑跡chargedparticletracks電離輻射粒子穿過物質(zhì)時(shí)與物質(zhì)相互作用形成的痕跡。4空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)需求分析空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)應(yīng)對在軌的空間輻射實(shí)驗(yàn)載荷進(jìn)行需求分析，如圖1所示，要求如下。a)空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目需求分析：按GB/T38255要求執(zhí)行。b)空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)樣品篩選與輻射參量需求分析：1)空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)樣品需求分析：應(yīng)結(jié)合科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，對空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)載荷提供的實(shí)驗(yàn)樣品支持能力進(jìn)行需求分析，確定所需的空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)樣品類型；2)空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)輻射參量需求分析：應(yīng)結(jié)合科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，對空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)載荷提供的輻射監(jiān)測指標(biāo)需求進(jìn)行分析，確定所需的空間輻射生物學(xué)輻射參量，提出空間輻射監(jiān)測需求。c)空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)地面試驗(yàn)與在軌實(shí)施需求分析：1)空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)地面專項(xiàng)試驗(yàn)及驗(yàn)證需求分析：應(yīng)對裝載空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)樣品進(jìn)行空間實(shí)驗(yàn)環(huán)境適應(yīng)性分析，提出對實(shí)驗(yàn)載荷資源的需求；2)空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)生物樣品加載需求分析：應(yīng)對空間輻射生物學(xué)樣品加載實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)施流程進(jìn)行需求分析，建立具有可行性的空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)生物樣品加載方案；33)空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)在軌實(shí)施及監(jiān)控需求分析：應(yīng)對空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行在軌實(shí)施，以及對在軌實(shí)驗(yàn)工況、環(huán)境參數(shù)、樣品動(dòng)態(tài)變化等監(jiān)控的需求進(jìn)行分析，提出在軌實(shí)驗(yàn)方案。d)空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)樣品回收與數(shù)據(jù)處理需求分析：1)空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)樣品回收綜合保障需求分析：應(yīng)對空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)樣品在軌、返回過程中、落地后卸載、返回實(shí)驗(yàn)室過程中的運(yùn)輸防護(hù)、時(shí)效和安全等進(jìn)行需求分析，提出回收方案；2)空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理需求分析：應(yīng)對空間輻射生物學(xué)輻射參量、空間在軌實(shí)驗(yàn)以及生物實(shí)驗(yàn)樣本返回后獲得的系統(tǒng)生物學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行需求分析，確立數(shù)據(jù)處理分析方法。空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目需求分析空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目需求分析空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)樣品篩選與輻射參量需求分析l)空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)樣品需求分析2)空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)輻射參量需求分析空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)地面試驗(yàn)與在軌實(shí)施需求分析1)空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)地面專項(xiàng)試驗(yàn)及驗(yàn)證需求分析2)空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)生物樣品加載需求分析3)空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)在軌實(shí)施及監(jiān)控需求分析空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)樣品回收與數(shù)據(jù)處理需求分析1〉空問輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)樣品回收綜合保障需求分析2)空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理需求分析圖1空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)需求分析流程圖5空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)施總體要求空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)施涉及四個(gè)階段，具體要求如下：a)地面研究階段：應(yīng)對空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)載荷提供的實(shí)驗(yàn)條件，以及科學(xué)目標(biāo)可實(shí)現(xiàn)性等進(jìn)行研究與分析，篩選出可應(yīng)用于空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的空間暴露生物樣品，并明確樣品所需的空間輻射監(jiān)測需求，具體程序包括空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)樣品篩選、空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)輻射參量確定；b)空間實(shí)驗(yàn)地面試驗(yàn)階段：應(yīng)完成地面專項(xiàng)試驗(yàn)、驗(yàn)證與評估，建立樣品加載實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)施流程，完成空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)生物樣品加載，具體程序包括空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)地面專項(xiàng)試驗(yàn)及驗(yàn)證、空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)生物樣品加載；c)空間實(shí)驗(yàn)在軌實(shí)施階段：應(yīng)明確空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)及監(jiān)控方法等，具體程序?yàn)榭臻g輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)在軌實(shí)施及監(jiān)控；d)實(shí)驗(yàn)樣品回收階段：應(yīng)明確樣品回收的程序、樣品回收的方法及必要的防護(hù)措施，并針對開展空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)研究過程中產(chǎn)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，制定收集方案、分級分類方法、數(shù)據(jù)使4用與共享要求等，具體程序包括空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)樣品回收綜合保障、空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與分析。6空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)施程序6.1樣品篩選應(yīng)按GB/T28875要求進(jìn)行生物樣品需求分析，確定能利用標(biāo)準(zhǔn)生物樣品容器裝載滿足空間輻射生物學(xué)研究的生物實(shí)驗(yàn)樣品，主要包括以下內(nèi)容：a)樣品類型；b)樣品活力；c)樣品純度；d)樣品數(shù)量；e)樣品發(fā)育階段；f)樣品尺寸；g)在軌實(shí)驗(yàn)方案；h)在軌實(shí)驗(yàn)流程；i)其他要求。上述內(nèi)容完成后應(yīng)形成滿足空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)樣品篩選報(bào)告。6.2輻射參量確定應(yīng)根據(jù)研究目標(biāo)和監(jiān)測能力可實(shí)現(xiàn)性，確定開展空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)所需獲取的物理參數(shù)，主要包括以下內(nèi)容：a)空間輻射粒子種類；b)粒子能量；c)吸收劑量；d)劑量當(dāng)量；e)輻射品質(zhì)因子；f)傳能線密度；h)其他要求。上述內(nèi)容完成后應(yīng)形成滿足空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)輻射參量確定的分析報(bào)告。6.3地面專項(xiàng)試驗(yàn)及驗(yàn)證在空間實(shí)驗(yàn)裝置硬件和生保條件確認(rèn)后，應(yīng)按GB/T31267相關(guān)要求進(jìn)行地面專項(xiàng)試驗(yàn)和驗(yàn)證，主要包括以下試驗(yàn)：a)生物相容性試驗(yàn)、單項(xiàng)匹配試驗(yàn)、整合匹配試驗(yàn)、空間條件模擬試驗(yàn)；b)有臨射安裝的科學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，應(yīng)開展發(fā)射場演練試驗(yàn)；c)與航天員相關(guān)人機(jī)工效及在軌維修性專項(xiàng)試驗(yàn)；d)其他必要的地面驗(yàn)證試驗(yàn)。上述試驗(yàn)完成后應(yīng)形成滿足空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)地面專項(xiàng)試驗(yàn)及驗(yàn)證的試驗(yàn)報(bào)告。6.4生物樣品加載在完成地面專項(xiàng)試驗(yàn)及驗(yàn)證基礎(chǔ)上，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)樣品制備和加載，應(yīng)形成滿足空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)生5物樣品加載要求的試驗(yàn)報(bào)告和試驗(yàn)記錄，主要包括以下內(nèi)容：a)發(fā)射場及飛行實(shí)驗(yàn)樣品制備與加載，應(yīng)按GB/T31267要求執(zhí)行；b)生物樣品制備工藝流程，應(yīng)按GB/T28875要求執(zhí)行；c)生物樣品質(zhì)量評價(jià)；d)生物樣品加載技術(shù)流程與要求按GB/T32870—2016中4.3執(zhí)行；e)生物樣品加載質(zhì)量檢驗(yàn)要求按GB/T32870—2016中第5章執(zhí)行；f)生物實(shí)驗(yàn)操作人員崗前培訓(xùn)；g)生物實(shí)驗(yàn)樣品加載過程記錄。6.5在軌實(shí)施及監(jiān)控樣品上行至空間實(shí)驗(yàn)載荷內(nèi)，應(yīng)按照GB/T28877—2012中6.2.2要求，進(jìn)行空間實(shí)驗(yàn)并監(jiān)控實(shí)驗(yàn)過程，應(yīng)形成滿足空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)在軌實(shí)施及監(jiān)控要求的試驗(yàn)報(bào)告和試驗(yàn)記錄，主要包括以下a)根據(jù)在軌實(shí)驗(yàn)程序和操作方案，完成樣品單元安裝和更換；b)進(jìn)行輻射環(huán)境參數(shù)、樣品培養(yǎng)生長狀態(tài)和分子標(biāo)志物監(jiān)測；c)完成在軌的生保環(huán)境參數(shù)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)獲??；d)必要時(shí)按操作手冊對故障進(jìn)行處置。6.6樣品回收綜合保障完成空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)后，應(yīng)按GB/T31267要求，根據(jù)承載樣品類型建立綜合保障要求，形成滿足空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)樣品回收綜合保障要求的分析報(bào)告，主要包括以下內(nèi)容：a)在軌、返回過程中、落地后卸載、返回實(shí)驗(yàn)室過程中的溫度保持要求；b)運(yùn)輸防護(hù)要求；c)時(shí)效要求；d)安全要求；e)其他要求。6.7數(shù)據(jù)處理與分析對在軌和返回后開展的空間輻射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)所獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，對數(shù)據(jù)的采集、分類、清洗、使用等格式提出明確要求，形成空間輻射