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为了提高我国空间科学实验的研究水平，最大限度地利用空间资源，在现有空间实验工作平台的基础上，更多地获得在轨科学实验数据，甚至完成在轨的实时检测和分析，是未来新一代空间生命科学仪器迫切需要解决的技术手段。空间科学实验过程显微成像技术是在轨检测和分析技术的重要组成部分，可以使空间科学实验过程可视化。本文根据对目标特性的分析，结合国内外发展情况，对总体技术方案和关键技术进行分析和研究。在完成关键技术攻关的基础上，开展系统集成和样机研制，其中基于目标反射光的空间显微成像技术通过了空间飞行实验验证，基于GFP的空间荧光显微成像技术通过了地面生物学匹配实验验证。主要研究内容和成果有以下几个方面：
1、结合空间科学实验研究的发展趋势，阐述开展空间科学实验过程显微成像技术研究的目标和研究意义；
2、在分析空间科学实验目标特性的基础上，结合国内外显微成像技术的发展现状，提出一套适合空间科学实验，基于CCD的显微成像技术和DSP数字图像处理技术，获取空间科学实验过程微小目标形态图像和荧光图像的总体技术方案；
3、对空间显微成像系统的各组成单元进行讨论和分析，突破了显微图像获取、微景深高精度的目标自动捕获、GFP荧光激发和荧光显微图像获取等关键技术，实现了空间实验过程微小目标的多工位自动搜索、捕获和成像；
4、在对低功耗的荧光激发、微弱荧光的成像技术研究的基础上，构建了基于GFP荧光的显微成像演示系统，获取了拟南芥中GFP基因表达的荧光显微图像；
5、空间显微成像系统工程样机已成功用于“实践八号”卫星科学实验，首次获取空间胚胎生长发育过程和青菜开花(授粉)过程的实时图像，为我国开展微重力条件下空间生命研究提供了新的技术手段。
空间显微观察系统的工程应用和空间荧光显微成像演示系统的构建和试验，验证了适合空间科学实验过程显微成像技术的总体方案的合理性和可行性。