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在轨四个半月的时间里，神舟十五号乘组开展了一系列科学实验，其中，多个项目都属首次。
在轨期间，神舟十五号航天员乘组使用由我国自主研制的空间站双光子显微镜，开展在轨验证实验任务并取得成功。这是目前已知的世界首次在航天飞行过程中，使用双光子显微镜获取航天员皮肤表皮及真皮浅层的三维图像，为未来开展航天员在轨健康监测研究提供了全新工具。
近日，空间高效自由活塞斯特林热电转换试验装置顺利完成在轨试验，这也是我国首次实现该技术在轨验证。斯特林热电转换是空间新能源的关键技术之一，它可以将热能高效转化为电能。
就在一个多月前，在地面科研人员和航天员协同配合下，梦天舱燃烧科学柜中的实验系统成功执行首次在轨点火实验。点火实验采用的是甲烷作为燃料，高速相机清晰地拍下了整个点火和燃烧过程。这次实验验证了空间站燃烧科学实验系统功能的完备性，以及整体实验流程的准确性与科学性，为后续空间科学燃烧实验项目打下了良好的基础。
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