◎本報記者 陸成寬
太空實驗項目的選取,，主要是圍繞國內(nèi)外前沿?zé)狳c方向和重大需求開展科學(xué)項目論證,、遴選,。如在空間生命科學(xué)領(lǐng)域,，科學(xué)家面向空間生命孕育,、合成生物制造與制藥,、復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng)等方向,，規(guī)劃相應(yīng)研究主題和實驗項目群,，進(jìn)行太空實驗,。
呂從民 空間應(yīng)用系統(tǒng)副總設(shè)計師,、中國科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心研究員
5月30日，神舟十六號載人飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射,，此次神舟十六號航天員乘組首次包含“航天駕駛員,、航天飛行工程師、載荷專家”3種航天員類型,，也是我國航天飛行工程師和載荷專家的首次太空飛行,。同時，跟隨神舟十六號載人飛船一同飛天的,，還有5項生命科學(xué)實驗項目的實驗物資,。這些實驗物資重約23.6千克，體積約95升,，其中包括了6個定制貨包,。
為什么要在太空開展生命科學(xué)實驗？空間應(yīng)用系統(tǒng)副總設(shè)計師,、中國科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心研究員呂從民解釋：“生命是最復(fù)雜的物質(zhì)存在形式之一,，在空間特有的微重力、宇宙輻射和磁場變化條件下,，研究人和多種生物響應(yīng),，是深入探究生命現(xiàn)象本質(zhì)的重要途徑，也是人類實現(xiàn)長期太空探索活動的基礎(chǔ),?！?/p>
線蟲、擬南芥成為太空“?？汀?/p>
繼神舟十五號載人飛行任務(wù)啟動空間站三艙科學(xué)實驗柜后,，隨著神十六乘組的到來，實驗艙將再次迎來線蟲實驗,。在“空間輻射暴露引起線蟲發(fā)育過程DNA損傷修復(fù)及細(xì)胞凋亡影響研究”實驗項目中,，一個裝載著4種線蟲的線蟲芯片實驗盒被帶上太空,。
科研人員將利用全自動微流控系統(tǒng)對線蟲個體的在軌發(fā)育和損傷效應(yīng)進(jìn)行觀測，分析長期輻射暴露對DNA損傷修復(fù)及生殖細(xì)胞凋亡的影響,，該實驗有望為揭示長期在軌生物個體對抗空間輻射損傷機(jī)制作出貢獻(xiàn),。
在“空間輻射損傷評估科學(xué)與應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)”實驗項目中，線蟲也是“主角”,。呂從民介紹,，該實驗的主要科學(xué)目標(biāo)是挖掘空間輻射損傷評估和風(fēng)險預(yù)警的生物標(biāo)志物，分析空間輻射損傷的品質(zhì)因子,，構(gòu)建空間輻射損傷評估模型,，為開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的空間輻射健康風(fēng)險評估體系提供重要技術(shù)支撐。
同時,，在“微重力環(huán)境對細(xì)胞間相互作用和細(xì)胞生長影響的生物力學(xué)研究”實驗項目中,，6個生物力學(xué)樣品單元被上行至空間站，其中2個裝載肝細(xì)胞,，4個裝載肝細(xì)胞/內(nèi)皮細(xì)胞,。“該實驗旨在認(rèn)識肝組織細(xì)胞在微重力下的生物力學(xué)特征和力學(xué)—生物學(xué)耦合過程,，以及重力變化對細(xì)胞生命活動的作用規(guī)律,；發(fā)展基于生物力學(xué)的空間細(xì)胞—組織動態(tài)培養(yǎng)新實驗技術(shù)?！眳螐拿裾f,。
生物實驗的“常駐嘉賓”、科學(xué)家最喜歡的模式植物——擬南芥也隨著神舟十六號再度飛上太空,。科研人員將利用野生型,、3種突變體和轉(zhuǎn)基因擬南芥,，開展空間微重力環(huán)境調(diào)控植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的分子網(wǎng)絡(luò)研究，揭示植物感受微重力環(huán)境的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制及其調(diào)控網(wǎng)絡(luò),。
此外,，還有包含8個核酸實驗單元的“蛋白與核酸共起源及密碼子起源的分子進(jìn)化研究”實驗項目，也隨神舟十六號飛上太空,。該實驗將在國際上首次將氨基酸,、核苷酸與磷結(jié)合，探索密碼子起源,；考察重力效應(yīng)對密碼子起源的影響,；考察重力效應(yīng)與生命進(jìn)化的關(guān)系；為生命的化學(xué)起源理論體系及尋找地外生命宜居星球提供重要的科學(xué)依據(jù),。
呂從民說,，空間科學(xué)與應(yīng)用項目涉及的領(lǐng)域比較多,，有效載荷的特點也各不相同，神十六乘組的載荷專家深度參與這些在軌實驗,，可以大大提高在軌科學(xué)實驗效率,，簡化科學(xué)實驗裝置設(shè)計，充分發(fā)揮人的自主判斷,、決策,、處理能力。
實驗圍繞熱點方向和重大需求
那么,，與神舟十五號上行的太空實驗相比,，神舟十六號上行的太空實驗有什么特點？
“神舟十五號和神舟十六號上行的太空實驗項目均以生命科學(xué)實驗為主,，都是利用空間微重力,、輻射條件開展實驗。每次飛行任務(wù)科學(xué)項目的安排主要根據(jù)飛船的上行資源條件,、下行資源以及科學(xué)項目就緒狀態(tài)進(jìn)行總體規(guī)劃,。”呂從民解釋道,。
同時,，呂從民強(qiáng)調(diào)，空間生命科學(xué)實驗項目多數(shù)需要進(jìn)行發(fā)射場樣品制備,、加載,、集成，并進(jìn)行待發(fā)段臨射安裝,，目的是保持生物樣品的活性,、盡量減少地面重力條件對實驗結(jié)果的影響。
為什么要在太空開展科學(xué)實驗,？在太空開展哪些實驗,，又是由什么因素決定的？“實驗項目的選取,，主要是圍繞國內(nèi)外前沿?zé)狳c方向和重大需求開展科學(xué)項目論證,、遴選?！眳螐拿裾f,，比如在空間生命科學(xué)領(lǐng)域，科學(xué)家面向空間生命孕育,、合成生物制造與制藥,、復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng)等國際前沿和人民健康需求，規(guī)劃相應(yīng)研究主題和實驗項目群,，進(jìn)行太空實驗,。
在微重力物理科學(xué)領(lǐng)域,，面向活性軟物質(zhì)、重要應(yīng)用新材料制備,、復(fù)雜等離子體,、超臨界燃燒等前沿領(lǐng)域和國家重大需求，空間應(yīng)用系統(tǒng)規(guī)劃了包括流體物理與熱物理,、燃燒科學(xué),、材料科學(xué)、基礎(chǔ)物理等重點研究方向,。
在空間天文與地球科學(xué)領(lǐng)域,，瞄準(zhǔn)暗物質(zhì)、宇宙線起源,、太陽系行星起源演化等國際公認(rèn)的重大科學(xué)問題,，空間應(yīng)用系統(tǒng)將規(guī)劃開展長期空間觀測與科學(xué)數(shù)據(jù)處理。
此外,，空間應(yīng)用系統(tǒng)還瞄準(zhǔn)新型原材料,、關(guān)鍵元器件自主可控、在軌制造與建造等支撐未來空間任務(wù)實施的關(guān)鍵技術(shù),，在空間應(yīng)用新技術(shù)研究領(lǐng)域規(guī)劃研究主題,。
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