太空实验室等你来挑战

本文转自：中国科学报

■本报记者 倪思洁

“目前国家太空实验室已经建成，科学实验设施运行状态良好。”近日，在空间站空间科学与应用项目进展媒体通气会上，中国科学院空间应用工程与技术中心研究员、载人航天工程空间应用系统副总师王珂说。

他介绍，国家太空实验室科学实验设施指标与设计指标一致，部分科学实验设施已经开展多批次实验，在生命科学、材料科学等领域产出科学成果，科学实验装备实现跨代提升，科学实验模式和空间科学实验技术也实现了跨代提升。目前，国家太空实验室正面向全社会征集实验构想。

实验设施已达国际领先水平

“目前，国家太空实验室已经部署了20余台实验柜。”王珂介绍，每台实验柜都相当于一个小型太空实验室，涉及空间生命科学与生物技术、微重力流体与燃烧科学、空间材料科学、微重力基础物理等各个研究领域。

“空间站空间科学与应用项目主要利用近地轨道长期的微重力环境和宇宙辐照环境，进行相关的基础物理和运动规律等方面的研究。”王珂说。

与以往相比，空间站的科学实验效率已经得到提升。王珂表示，目前所有科学实验都实现了滚动式作业，大大提高了实验效率，“比如，材料科学的科学实验柜就像太上老君的炼丹炉一样，一次可以带几十个实验样品”。

实验效率的提升，还体现在科学实验准备时间的大幅缩短上。“以前，我们每次做科学实验，前期要准备3到5年时间，现在我们从实验概念提出到地面准备，再到实施，最快半年就可以做到。”王珂说，不仅如此，所有实验设施都已经达到国际领先水平，未来10年可以实现升级、维修、更换，同时实验柜的人机界面友好，航天员能够深度介入科学实验。

“我们把基本实验条件准备好了，内部的研究、测试、操作、记录等都已经安排妥当，现在要请研究人员把实验样品放进来。”王珂说。

“神十五”返回样品研究有初步进展

北京时间6月4日，神舟十五号返回舱成功着陆，随舱下行的载人空间站第四批空间科学实验样品由专机护送，当天从着陆场返回北京，中午顺利运抵中国科学院空间应用工程与技术中心，完成载人空间站科学实验样品的交接。

中国科学院上海营养与健康研究所研究员应浩团队，是顺利接到返回实验样品的团队之一。

他们研究的是空间微重力环境对骨骼肌的影响。“人体有600多块骨骼肌，约占体重的40%，对维持人体正常生理功能及代谢的稳态至关重要。”应浩说。

目前该项研究已取得初步进展。“利用我国自主研发的生物技术实验柜及细胞组织培养模块，我们成功实现了骨骼肌细胞的在轨培养和分化，观察到了细胞融合和肌管形成等现象；利用我国自主研发的荧光成像系统，借助报告基因体系，我们建立了在轨活细胞自噬的可视化分析方法。”应浩说。

此外，他们还利用在轨荧光成像，在国际上首次检测了空间微重力环境下骨骼肌细胞自噬小体的诱导形成过程，同时成功回收真实空间微重力环境下的骨骼肌细胞样品以及细胞培养液样品，用于后续研究和分析。

中国科学院金属研究所研究员罗兴宏团队也在6月拿到了返回的实验样品。他们研究的是重力对航空发动机和热气轮叶片的关键材料——单晶高温合金制备过程的影响，探索解决合金凝固缺陷问题、提高合金综合性能的新途径。

罗兴宏介绍，该研究分两个阶段，第一阶段是利用空间站高温柜温度较低的I型炉，用熔点较低、成分较简单的铝合金开展定向凝固研究；第二阶段将采用空间站高温柜温度较高的II型炉，用接近真实镍基单晶高温合金的复杂合金体系进行凝固研究，进一步深化对于重力对复杂合金体系凝固组织及成分分布的影响的了解。

“目前第一阶段实验已经完成，研究团队正在对返回样品进行分析。”罗兴宏说。

实验设施面向全社会开放

今年6月，中国载人航天工程办公室发布公告，征集空间站应用与发展工程空间科学与应用项目，同时发布了第一版项目指南，列出了空间基础生物学研究、在轨制造与建造技术、重要应用新材料和制备技术研究等29个主题和方向。

目前，中国科学院空间应用工程与技术中心正在组织空间站应用与发展阶段首次空间站科学与应用项目征集，面向全社会广泛征集实验构想。

王珂介绍，实验项目在申报后需要通过专家评审，并在地面进行一些空间环境适应性验证，包括地面微重力验证等。通过初步验证后，项目将转入工程测试阶段，验证设备的适应性，匹配程序参数，确保实验在天上能够顺利进行。最后再通过载人飞船或者货运飞船送上天，并由航天员安装到空间站现有实验设施上进行相关实验。

记者了解到，未来5年，空间站研究设施和装置计划实现基本满载运行，持续滚动实施空间科学与应用研究，广泛开展国际科学研究合作。后续，空间站将通过更换、上行实验设施，在极端宇宙、空间生物技术及转化等领域取得一批重大原创成果，在在轨制造与建造等方面突破一系列关键技术，并将科技创新成果转化为现实生产力。王珂说，预计未来10年，国家太空实验室将征集并陆续开展上千项在轨科学实验，以充分发挥国家太空实验室的效用。