太空技术

日本宇航员Koichi Wakata在国际空间站实现活细胞试验日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）宇航员Koichi Wakata 使用Leica DMi6000全自动倒置显微镜在国际空间站（ISS）开展实验，研究失重状态对骨密度以及植物生长的影响。他回到地球，带会了在“Kibo”ISS小型实验舱的几项试验新数据，之后这些数据会由他和其他日本研究机构的合作科学家共同评估和分析。宇航员Wakata在装置样品室之前在与安装在希望号上的荧光显微镜前合影青鳉鱼骨细胞2：失重对骨细胞以及青鳉鱼的重力感应系统分析 长期处于失重状态下会引起骨密度损失已是一个众所周知的现象。通过开展名为“青鳉鱼骨细胞2：微重力对骨细胞以及青鳉鱼的重力感应系统分析”的项目，研究人员希望能通过在国际空间站用荧光显微技术检测活日本青鳉鱼获得新的认知。东京技术研究所Akira Kudo教授希望找到造成骨质疏松的机制。此项目的研究结果能帮助改善老年性骨质疏松的治疗。Aniso Tubule ：研究周质微管以及微管关联蛋白对于植物茎体在重力诱发下的生长调整所起的作用第二个项目是“Aniso Tubule: 研究周质微管以及微管关联蛋白对于植物茎体在重力诱发下的生长调整所起的作用。探索植物是如何在抵抗重力的情况下，形成它的外形的。在这个过程中，周质微管起到了重要作用。对此，大阪市立大学的科学家Kouichi Soga教授计划在太空中通过倒置荧光显微对拟南芥进行研究。这一方向的研究成果能让科学家了解植物的外形与生长方向时是如何被影响的，这对于在狭小空间以及太空开发农业种植有着重大意义。徕卡显微系统在零重力中的使用已是先驱徕卡显微系统在零重力中的使用早有历史。Leica DMI6000 B上一代荧光显微镜，早已安装在了国际空间站。产品经理Bernard Kleine 表示：“在太空使用的商业化显微镜，必须完全满足特殊的使用需求。值得注意的是，显微镜不仅能直接在太空空间站自动运行，也能通过地面遥控控制。这一功能的实现得益于多方面的紧密合作。徕卡显微镜能够服务于几代太空项目，在外太空为推动科学研究的发展做出贡献。” 不仅能够为地球上的，更能为太空中的科学家提供最先进的研究设备，是徕卡人的骄傲！Leica DMi6000 B 全自动倒置显微镜1999年Leica DMRA 全自动显微镜参与NASA太空项目(宇航员照片转自 Japan Aerospace Exploration Agency官网）关于徕卡显微系统 (Leica Microsystems)徕卡显微系统有限公司是显微镜和科学仪器领域的全球先驱。十九世纪，公司从家族事业起步，如今成为全球知名企业，以无可匹敌的创新精神铸就辉煌历史。与科学界一贯的紧密合作是徕卡显微系统有限公司创新传统的关键，从而将用户的想法付诸实践并根据用户需要为其量身定制解决方案。徕卡显微系统有限公司的全球运作分为四个部门，它们均已成为其各自领域的先驱：生命科学部门、工业部门、医疗部门和纳米科学部门。公司在全球 100 多个国家设有代表处，在 5 个国家设有 6 家制造厂，在 20 个国家设立了销售和服务机构，并且具有全球性的代理商网络。徕卡显微系统公司总部设在德国的韦茨拉尔 (Wetzlar)。

p 　　据物理学家组织网20日报道，美国麻省理工学院(MIT)的工程师最近开发出一种激光偏振检测新技术，不仅能确定太空垃圾位置，还能分析其成分。 /p p 　　在地球空间轨道上，数以亿计的太空垃圾高速旋转着，给航天器和卫星带来巨大威胁。目前，美国国家航空航天局(NASA)和国防部在用陆基望远镜和激光雷达(Ladars)跟踪17000块碎片，但这一系统只能确定目标的位置。研究人员指出，新技术能分析出一块残骸由什么组成，有助于确定其质量、动量及可能造成的破坏力。 /p p 　　该技术利用激光来检测材料对光的偏振效应。MIT航空航天系的迈克尔· 帕斯科尔说，涂料的反射光偏振模式和金属铝有明显区别，所以识别偏振特征是鉴定太空残骸的一种可靠方法。 /p p 　　为检验这一理论，研究人员设计了一台偏光仪来检测反射光的角度，所用激光波长为1064纳米，与Ladars激光类似，并选择了6种卫星中常用的材料：白色、黑色涂料、铝和钛，还有保护卫星的两种膜材料聚酰亚胺和特氟龙(聚四氟乙烯)，用偏振滤镜和硅探测器检测它们反射光的偏振状态。他们识别出16种主要的偏振态，并将这些状态特征与不同材料对应起来。每种材料的偏振特征都非常独特，足以和其他5种区别开来。 /p p 　　帕斯科尔认为，其他航天材料如防护膜、复合天线、太阳能电池、电路板等，其偏振效应可能也各有特色。他希望用激光偏振仪建一个包含各种材料偏振特征的数据库，给现有陆基Ladars装上滤波器，就能直接检测太空残骸的偏振态，与特征库数据对比，就能确定残骸构成。 /p

数十亿年来，月球表面遭受了强烈的太空风化作用，包括微陨石撞击、太阳风及银河宇宙射线的辐射。这些过程极大改造了月球表面物质的微观形貌、晶体结构和化学成分，进而改变了月球的光谱特征，造成地质分析的多解性。因此，深入研究撞击和太阳风辐射与物质的相互作用过程与机理，是认识月球表面物质演化和空间环境变化过程的关键，并为行星的宜居环境及其演化提供了不可替代的作用。然而，由于月壤颗粒的尺寸微小且微观结构复杂，难以区分微陨石撞击和太阳风辐照的特征差异，造成对太空风化作用机制的认识不足。另外，陨石的撞击可能是随机事件，但太阳风的照射与纬度有关。美国阿波罗计划、前苏联月球号采集的样本均处于月球的低纬度范围。嫦娥五号采样点位于中纬度(43.06°N)，为月球不同纬度的空间风化研究提供了独特视角。　　基于该科学问题，中国科学院地质与地球物理研究所电子显微镜实验室高级工程师谷立新、地球与行星物理院重点实验室研究员林杨挺、李金华，联合北京高压科学中心、中科院国家空间科学中心的科研人员，利用电子显微镜实验室开发的单颗粒样品操纵-扫描电镜形貌观察-聚焦离子束精细加工-透射电镜结构解析等系列分析方法，获得了嫦娥五号样品单颗粒表面多相物质（硅酸盐、氧化物、磷酸盐和硫化物）受到相同太空环境下的不同微观结构响应（图1）。　　分析结果表明，暴露在玄武岩碎屑表面的所有矿物相均存在富Si/O元素的再沉积层，往下是太阳风辐照损伤层，但太阳风损伤层的结构和化学成分变化与基体矿物的种类有关（图2）。纳米铁(npFe0)、非晶化和囊泡结构是最常见的太空风化特征。研究发现，辉石受太阳风辐照后损伤层的片层结构与辉石基体的出熔片层结构一致，提供了太阳风还原纳米铁的确凿证据。表面损伤层发生了非晶化，非晶层内的纳米铁颗粒呈球形，但晶粒尺寸（～3-5 nm）与基体片层的铁含量相关。钛铁矿受太阳风辐照保持了晶体结构，但发生了Fe-Ti元素迁移，还原的纳米铁颗粒呈拉长形（～20 nm）。硫化物表面呈锯齿状结构，没有明显的太阳风作用区域，主要是硫化物受太阳风离子剥蚀造成脱硫而形成铁晶须（几十nm～300 nm）。贫铁的白磷钙矿表面没有发现纳米铁颗粒。此外，钛铁矿和白磷钙矿的损伤层均出现了囊泡结构，但其形态不同，可能与各自的晶体结构及受到的表面张力有关。　　结合单颗粒多相物质表面形貌及内部结构的分析可以看出，月壤的太空风化作用主要是受到微陨石撞击、太阳风及宇宙射线的辐照等因素的共同作用，而各自贡献需要借助于精细的形貌和结构表征才能区分（图3）。通过与阿波罗样品的分析结果进行对比，月球样品的表层微观结构特征和形成机制没有表现出较大差异，这为不同维度遥感光谱校正提供了支持。但微观结构的相似性并不意味着月壤表面保存的太阳风注入水没有差异。此外，由于空间风化效应的多样性，将月球的空间风化模型扩展到其他无大气行星时，还需要考虑其组成和空间环境的复杂性。　　相关研究成果近期发表在Geophysical Research Letters。研究工作得到国家自然科学基金项目、中科院重点部署项目、国家航天局民用航天技术预先研究项目和中科院地质与地球物理研究所重点部署项目的共同资助。图1.月壤颗粒表面形貌图2.不同矿物相的微观结构图3.太空风化作用过程及不同矿物相的响应模型

p 　　数十年来，美国国家航空航天局(NASA)喷气推进实验室(JPL)可谓是航天探索领域的“急先锋”，他们派遣了多种探测器进入太阳系，为人类了解宇宙乃至自身立下汗马功劳。 /p p 　　据《科学美国人》网站18日报道，目前JPL的科学家们正着力探索另外一个神秘的领域：人类的乳腺。他们希望，自己研制的太空探索技术能应用于乳腺癌分析检测，为人类再立新功。 /p p 　　行星探测技术也能“接地气” /p p 　　JPL的首要目标是设计并制造机器探测器，用于在火星寻找水源，或钻入木星厚厚的云层之中进行探测。但最近几年，这里的顶级科学家意识到，他们强大的探索技术，或许也能更“接地气”地帮助解决地球上令人望而生畏的医学难题，如对付乳腺癌等。 /p p 　　JPL资深科学家利昂· 阿尔卡莱说：“JPL拥有很多‘可上九天观星’的技术，这些技术在医学和健康领域也大有用武之地。”阿尔卡莱曾参与过数项太空探索研究，现在是JPL战略规划办公室的负责人。 /p p 　　首个医学突破来自乳腺癌 /p p 　　资深乳腺癌诊疗医生苏珊· 莱福目前正尝试理解乳腺导管内的微生物菌群。乳腺导管是位于皮肤下的管道，能将乳汁输送到乳头。由于几乎所有乳腺癌均肇始于导管内，因此，莱福一直希望为导管“画像”，弄清导管内是否隐藏着一些在诱发乳腺癌中起重要作用的病原体。 /p p 　　但她在导管内发现了多于预期的微生物，研究遇到了困难。莱福解释称，用来清洁参与实验志愿者皮肤的防腐剂上沾满了死去的微生物，这些微生物不会给志愿者带来危险，但使分析变得很困难。莱福说：“很难弄清哪些是重要的细菌，哪些只是干扰和污染物。” /p p 　　机缘凑巧。专注于研究行星保护的科学家巴拉圭· 瓦夏帕彦在加州大学伯克利分校读博士后期间，一直研究母亲如何同婴儿分享微生物菌群。尽管很多生物学家们一直假定乳房和导管是无菌环境，但瓦夏帕彦认为，情况可能并非如此。 /p p 　　他说：“当我看到莱福的研究时，我觉得很有趣。乳房中有很多微生物，我们研制出了多种工具来分析微生物的浓度。这些工具极为灵敏，因为它们必须确保NASA的探测器尽可能少地携带地球上的细菌，以免污染遥远的天体，这些工具可以帮助莱福分析乳房导管中的微生物。” /p p 　　他们携手对23位健康女性和25位得过乳腺癌女性的乳房导管液进行了分析，并用高级测序技术来确定其中的微生物群。结果表明，乳腺导管液的确拥有与众不同的微生物菌群，而且这两种女性乳腺导管液内的微生物群落大相径庭。 /p p 　　科学家们估计，这可能意味着，他们在健康女性身上发现的一种微生物，或许是保护妇女不患乳腺癌的“保护神” 但也有可能是辐射和化疗清除了乳腺癌患者体内的这种微生物。 /p p 　　不管怎样，这种差异让莱福和加州大学洛杉矶分校的德尔菲娜· 李打算进行深入的后续研究。梅奥诊所的微生物菌群研究人员尼克· 奇亚也指出，越来越多的证据表明，微生物菌群的变化，的确在乳腺癌发育和扩散方面起重要作用，改变微生物菌群甚至有望成为一种新疗法。 /p p 　　更多太空技术大显身手 /p p 　　莱福所在的莱福基金一直尝试用常规3D医疗超声波来绘制正在哺乳的健康女性乳腺导管图像，但做到这一点很难。于是，又到了JPL“大显身手”的时候，因为JPL的行星科学家们的第二大任务，正是获得其他天体复杂地形的详细雷达图像。莱福决定，利用JPL的研究来修改乳腺导管系统图谱，她希望，新图谱能使手术专家更精确地进行乳腺癌手术。 /p p 　　鉴于JPL科学家对医学领域的兴趣，阿尔卡莱创办了医疗工程学论坛，其主要宗旨是，汇聚愿意从事医学研究的科学家和工程师并为他们提供少量种子资金。 /p p 　　这一机构目前仍处于发展初期，但JPL的科学家已开展了多项合作，包括同神经外科医生联手，研制更智能的材料用于脊柱手术，以及开发更好的成像技术等。阿尔卡莱表示，JPL拥有“为星系拍照的超精细探测器，这些探测器当然也可以为人脑绘图和用于癌症手术。”& nbsp /p

太空一直是人类魂牵梦萦的所在，众多太空主题电影大片的大获成功足以印证这一点。在维萨拉，我们对太空的兴趣远远超出了科幻小说的范畴。维萨拉传感器目前正在用于欧洲航天局 (European Space Agency) 于 2016 年启动的 ExoMars Mission。为了评估火星的环境并为未来的探索铺平道路，欧洲航天局通过该计划向火星发射了航天器。此外，“好奇号火星探测器”(Mars Curiosity Rover) 也已经在这颗红色星球上取得了许多突破性发现。维萨拉技术并不仅仅在前文描述的情形中进入过太空，我们为太空探索提供传感器的悠久历史可以追溯到 20 世纪 50 年代。为什么要去往火星？ExoMars 是火星探索计划的第 44 次尝试，第一次由苏联于 1960 年发起，但未能成功。自那时起，人类已在 23 次飞行计划中成功抵达了这颗红色星球，其中几次均采用了维萨拉技术。例如，我们的传感器是“好奇号火星探测器”任务的一部分，通过这次任务，人们于 2015 年首次发现了火星上存在液态水的证据。研究太空能给我们带来什么好处？火星等星球的研究价值体现在以下方面：太空探索可推动创新和国际间合作，能让我们更进一步了解地球以外是否有生命存在，还可以满足人类渴望探索并了解周边世界的天性。由于火星与地球的相似性可以帮助我们更好地了解我们在地球上面临的挑战（比如气候变化），因此研究火星尤其重要。这一点得到了芬兰气象学院（FMI，维萨拉的长期合作伙伴）雷达与空间技术研究部门负责人 Ari-Matti Harri 的强调。他说：“通过研究相对于地球较为简单，且在动态层面上与之类似的火星大气层，我们将有机会了解由于受到水系、植被和高湿度水平的影响而在地球上可能被忽略的一些东西。”火星探索任务已带来很多重要的发现。我们现在知道，随着时间的流逝，地球的气候发生了巨大变化，而在维萨拉技术的帮助下，人类在火星上发现了水，这为火星曾经存在生命，甚至现在可能仍然存在生命的可能性提供了重大支撑。人们还发现火星上的辐射水平不对人类造成严重的健康威胁，这为将来人探索火星提供了可能性。红色星球上的维萨拉维萨拉是如何精准帮助探索太空的？从 20 世纪 90 年代起，我们的气压和湿度传感器陆续用于火星及其他太空领域的探索任务中，帮助科学家深入研究大气层，以更好地了解外太空，以及火星等行星是否曾经或仍然存在生命。为什么在太空探索中使用维萨拉技术？我们的技术稳定，这一点很关键，因为在太空中会遇到极端的环境条件。维萨拉传感器能够承受高温和低温，并且高度耐受摇晃和振动。正是这种高稳定性，确保了这些传感器能够针对其他行星上发生的真实环境变化提供准确读数。 从人造卫星到土星在维萨拉，我们从 20 世纪 50 年代便开始参与空间探索任务，对于这一悠久历史，我们倍感自豪。1957 年，我们通过对无线电经纬仪的频率进行转换，来帮助追踪世界上第一颗人造卫星 Sputnik I，它的发射是太空探索历史上的一个关键时刻。从那时起，我们参与了许多极富吸引力的任务，提供了有助于理解我们所处的宇宙空间的技术。好奇号火星探测器维萨拉为 FMI 提供了 2011 年发射的“好奇号火星探测器”所用的压力和湿度传感器，这是两个组织于 1998 年首次合作以来第五次参与太空探索任务。2015 年，“好奇号火星探测器”在火星上发现了首个液态水证据，这是迄今为止在火星上最为重要的发现之一。这项任务还发现，火星曾经含有我们所知道的维持生命所需的化学元素，如硫、氮、氧、磷和碳。此外，它还提供了火星辐射水平的详细信息，对于未来的任何载人航天任务而言，这都是一项重要信息。该探测器仍活跃在这颗“红色星球”上，而原定仅进行两年的任务已无限期延长，因为 NASA（美国国家航空航天局）表示它有潜力继续提供 55 年的数据。另一台探测器计划于 2020 年发射。凤凰号火星探测器2007 年，FMI 为亚利桑那大学领导的“凤凰号火星探测器”(Phoenix Mars Lander) 任务提供了一种基于维萨拉传感器的压力测量仪器。该项目实现了火星极地地区的首次成功登陆，并为科学家提供了针对火星这一地区气候和地质的大量深入信息。凤凰号的发现包括火星极地地区存在冰雪和高氯酸盐，而高氯酸盐是地球上某些细菌生命体的食物。这些发现让我们对火星的气候和天气有了更详细的了解，也进一步证明了这颗行星在某个时间点可能存在过生命。卡西尼号土卫六探索任务火星并不是维萨拉技术造访的唯一行星。我们的压力传感器是 NASA 于 1997 年发射的卡西尼号 (Cassini) 任务的一部分，2005 年卡西尼号首次在太阳系外的卫星 — 土卫六上着陆，土卫六是土星最大的卫星。这是有史以来最雄心勃勃的太空发射任务之一，并于 2017 年结束。它带来了许多价值非凡的发现，包括土卫二（土星的另一颗卫星）上存在冰冻水、一颗绕土星运行的新卫星可能诞生，以及土卫六上存在类似地球的地质过程。卡西尼号任务是同类任务中的先驱，它带来的经验教训将对未来的外太阳系探索尝试产生巨大影响。 火星探测器，这张图片由 NASA 提供。太空生命科学研究收获经验未来会怎样？

两名宇航员、一名海底工程师和一名经验丰富的科学家将会置身于佛罗里达东海岸的宝瓶座海底实验室，模拟执行太空任务。 　　新浪科技讯 北京时间5月8日消息，据美国太空网报道，美国宇航局计划于近期展开一次海底实验，模拟执行太空任务。届时，两名宇航员、一名海底工程师和一名经验丰富的科学家将会置身于佛罗里达东海岸的海底，模拟执行太空任务，从而检验外太空探测的新理念，掌握更多有关在极端恶劣环境下进行工作的知识。 　　美国宇航局5月4日宣布，将于本月10日开始进行第14次海底实验，为期14天。这次实验是NASA名为“极限环境任务实施”(NEEMO)项目的一部分。 　　加拿大宇航局宇航员克里斯-哈德菲尔德是此次海底实验的领导者。克里斯是一名资深宇航员，有过多次太空行走经历。从本月10日起，克里斯将带领其他参加实验的人员，在“宝瓶宫”海底实验室体验太空生活环境，展开模拟执行太空任务的实验。 　　据悉，美国宇航局(NASA)在佛罗里达州Key Largo附近的海底建立了一个名为宝瓶宫(Aquarius)的海底模拟实验室。这个能容纳6个人的实验室能够训练宇航员在模拟的环境下熟悉太空飞行，并开展一系列科学实验训练。宝瓶宫模拟器长14米，宽3米，装备有全套的设备，位于海面一下18米。借助于这个模拟器，宇航员不必要再等候轮到登上航天飞机或者进入国际空间站的机会去体验太空生存环境。 　　本月10日开始的此次海底模拟实验，将会利用海床模拟其他行星的表面和低重力环境。为准备此次海底实验，2009年10月潜水员在宝瓶宫模拟器附近放置了着陆器、探测车和模拟机械臂的小型吊车。 　　模拟执行太空任务 　　据悉，执行此次海底模拟实验的成员将会在宝瓶宫海底实验室内生活、进行模拟太空行走、操纵小型吊车来移动实验室，这同在外星球上搭建宿营地非常相似。 　　当潜水员执行操作并检测这些技术时，将会为美国宇航局工程技术人员提供非常有价值的信息和反馈。预计在此次的海底实验中，实验人员将会从着陆器上取下一个模拟月球车、从着陆器上取下少量荷载并模拟将一名失去行动能力的宇航员从海床转送回舱内。 　　据了解，此次试验的着陆器和探测车模拟器同美国宇航局考虑用于未来行星探测的着陆器和探测车大小相仿。模拟着陆器的宽度比一辆校车的长度还要大，几乎是其三倍高。宽13.7米，高8.5米，有一个3米高的吊车。模拟探测车比一辆SUV稍大，高2.4米，长4.3米。 　　训练海中溅落 　　哈德菲尔德2001年4月份航天飞机执行STS-100任务时，执行过两次太空行走任务，操纵国际空间站的Canadarm2机械臂。1995年他还在STS-74任务中，执行过大量操纵航天飞机Canadarm的任务。其他参加此次海底实验的人员包括，美国宇航局宇航员兼太空飞行医生托马斯-马斯伯恩，“月球车”副项目经理安德鲁和科学家史蒂夫-夏贝尔。北卡罗来纳大学的詹姆斯和内特-本德是建设外星球露营地的技术人员，他们将会提供工程技术支持。 　　在宝瓶宫实验室内时，实验小组将会进行生命科学实验，主要关注在极端环境下人们的行为、表现和心理。此次实验还将对自动开展工作展开研究。也就是说，实验中将会有一段时间成员间的通信和任务控制中心的通联将受到限制，这中状况在未来人类探索火星或月球时也将会遇到。 　　据悉，宝瓶宫实验室归属于美国国家海洋和大气管理局，由北卡罗来纳大学操作运行。

据新华社莫斯科电，太空3D打印正受到各航天大国的青睐，在美国将3D打印机送入国际空间站后，俄罗斯研究人员也宣布制成了该国首台太空3D打印机样机，计划在进一步完善后，在2018年送入国际空间站进行测试。　　据俄媒体近日报道，上述3D打印样机由位于西伯利亚的托木斯克理工大学高科技物理研究所等4家单位联合研制。该研究所副所长科卢巴耶夫介绍说，目前在国际空间站内使用各种设备和装置时，需为它们定期补充、更换零部件，例如螺母、电缆紧固件、仪器插孔的防护盖等。它们需由货运飞船从地球运送，运输成本太高。如果使用太空3D打印机在空间站中按需制造这些零部件，就要方便得多。　　科卢巴耶夫表示，这个流程并不复杂，宇航员在与地面通信联络时可收到某个零部件的数字化三维模型，将该模型输入后期处理软件，生成所需产品的各个横截面数据和打印控制代码后，即可执行“打印”操作。　　但科卢巴耶夫认为，要让太空3D打印真正走向应用，还需解决一些技术细节问题。例如，太空3D打印任务需在与空间站内部环境隔离的条件下实施，以免生成的废气飘散到空间站内 此外，在地面环境下，重力有助3D打印机层层铺设的材料粉末及其喷涂的胶水黏合在一起，而在太空失重环境中，需要对3D打印机进行针对性的改造。　　俄罗斯载人航天任务的重要实施者“能源”集团公司也参与了这一3D打印项目，在其支持下，俄研发单位已向俄航天主管部门递交了国际空间站试验申请。如果获批，俄研发单位将再制作数台太空3D打印机，进行多轮地面测试，力争在2018年年底前将一台筛选出的3D打印机送入国际空间站的俄罗斯太空舱。　　俄专家认为，未来的太空3D打印机须具备小规模工业化生产各种工具、零部件和日常用品的能力，才能成为本世纪载人考察月球和火星任务中的标配装备。

据新华社华盛顿5月16日电(记者任海军)美国航天局16日发布消息说，“阿特兰蒂斯”号航天飞机上的两名宇航员当天进行了此次“维护之旅”的第三次太空行走，完成了此行难度最高的任务——为哈勃太空望远镜安装新光谱仪。 　　太空行走是由宇航员格伦斯菲尔德和福伊斯特尔完成的。尽管任务难度较高，但与此行前两次太空行走出现小波折不同，他们的工作进行得非常顺利，6个半小时即告结束。 　　两位宇航员为哈勃望远镜安装的“宇宙起源光谱仪”是迄今太空中灵敏度最高的光谱仪，装备了这一新“武器”的哈勃望远镜将可以向地面科学家提供宇宙中遥远天体的温度、密度及其运行速度的精确数据。

p 　　我国自主研制的首艘货运飞船天舟一号，拟于4月20日19时41分发射，随后将与天宫二号空间实验室完成交会对接。 br/ /p p 　　记者获悉，一个精细的太空科学实验将在天舟一号本次飞行期间完成。它是浙江大学生命科学学院王金福教授团队的人骨髓间充质干细胞实验。 /p p 　　天舟一号升空前夕，记者电话采访了正在海南文昌航天发射基地的王金福，他说，团队的一些科研人员及学生近2个月前就进驻航天发射基地，严格按照程序进行多次操练，经常通宵加班，直到发射前最后一刻，以确保在轨科学实验的成功。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201704/noimg/798dea4d-b8f2-4dd0-b94a-8d22f2a9df87.jpg" title=" 1.jpg" / /p p 　　王金福团队在天舟一号上开展的太空干细胞实验，旨在更细致地揭示人体干细胞定向分化为骨细胞的过程，这个过程在太空这样的微重力环境下会发生显著的变化。 /p p 　　宇航员这个职业有诸多风险，遭受严重的骨质疏松就是其中之一。数据显示，宇航员在太空中一个月的骨质流失丢失相当于孕妇近一年的骨质流失。正常人的骨质处在一种动态平衡中，每天骨质流失和生成的量大致相当。王金福说，既有研究表明，太空的微重力环境会使宇航员的骨质流失加剧，同时骨质生成减少，从而造成骨质疏松。不过这些研究多数都是在地面模拟微重力条件完成的，缺乏真实的太空实验验证。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201704/noimg/802e4eaf-8a9b-48f3-bfda-9176181867b9.jpg" title=" 2.jpg" / /p p 　　2016年4月，王金福团队在我国第一颗返回式科学实验卫星“实践十号”上就做了一个验证微重力如何导致宇航员“腿软”的实验。“实验表明，微重力环境下，人骨髓间充质干细胞定向分化骨细胞的能力被抑制，反而转向分化为脂肪细胞。”王金福说，“实验结果充分说明了失重环境导致骨生成减少是宇航员骨质变化的主要原因之一。” /p p 　　通过对“实践十号”卫星返回舱回收细胞的研究，王金福团队发现了细胞内与骨细胞和脂肪细胞分化相关信号通路的变化，但是细胞外面的力学信号变化是如何导致细胞内部信号通路的改变尚缺乏进一步的解释。本次在天舟一号上开展的实验，王金福团队准备再进一步验证。 /p p 　　“天舟一号搭载了可进行细胞形态和细胞骨架显微图像传输的生物反应器，可以让我们清楚地了解太空微重力环境下细胞内部结构的变化。”王金福说，“特别是细胞膜内侧有没有形成粘着斑、大小如何变化等，都可观察到。”这种粘着斑的形成以及大小变化就能反映胞外力学信号如何改变胞内化学信号。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201704/noimg/e1b50f33-bd01-4628-a097-39a976ea8026.jpg" title=" 3.jpg" / /p p 　　在太空中开展干细胞实验并不容易。“与在地面上做实验的感觉完全不同。”王金福感慨地说。在天舟一号飞天过程中，细胞的培养及诱导分化无人操作，全程自动化，这就需要研制生物反应器的工程技术人员与科学实验人员不断磨合。生物反应器是一个微波炉大小、15千克重的匣子，里面装着骨髓间充质干细胞、特殊材料制成的支架、盛满培养液的瓶瓶罐罐和密集的管道与线路。进入太空后，一个程序将控制匣子里的装置自动运作，使培养液流动起来，为干细胞提供养分，并排出代谢废物。为了找到最佳的细胞培养密度、培养液换液量和换液速度、显微图像的最佳摄录时间和频率以及图像的最佳分辨率，王金福团队及合作伙伴进行了数以百计的匹配实验。为了了解细胞粘着斑以及细胞骨架的变化，王金福教授团队反复实验不断筛选，构建出了高质量的细胞样品。 /p p 　　王金福说，天舟一号太空实验的研究成果，与前期科学卫星研究成果结合，可全面地掌握和了解太空微重力环境对人骨髓间充质干细胞定向分化潜能的影响以及相关分子机制，为今后骨质疏松类疾病预防和治疗以及针对相关分子靶点研发药物提供科学依据。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201704/noimg/edc6dac3-3ef4-4ca5-a195-4d8b3ab0ce9d.jpg" title=" 4.jpg" / /p p 　　【链接】 /p p 　　天舟一号是我国自主研制的首艘货运飞船，采用两舱构型，由货物舱和推进舱组成，总长10.6米，舱体最大直径3.35米，太阳帆板展开后最大宽度14.9米，起飞重量约13吨，物资上行能力约6吨，推进剂补加能力约为2吨。它能独立飞行3个月，具有与天宫二号空间实验室交会对接、实施推进剂在轨补加、开展空间科学实验和技术试验等功能。 /p p 　　天舟一号与天宫二号交会对接，是中国载人航天工程空间实验室阶段的收官之战，对于空间站工程后续任务顺利实施具有极为重要的意义，将标志着中国载人航天工程胜利完成“三步走”战略中的“第二步”任务，为空间站建设任务奠定坚实技术基础。 /p p 　　按计划，天舟一号发射入轨后，将与在轨运行的天宫二号先后进行3次自主快速交会对接、3次推进剂在轨补加，以及空间应用和航天技术等多领域的实(试)验项目。期间，天舟一号与天宫二号组合体在轨飞行约2个月，天舟一号独立飞行约3个月。完成既定任务后，天舟一号将受控离轨，陨落至预定安全海域 天宫二号留轨继续开展拓展试验和应用。 /p p br/ /p

空间站里，中国航天员的各项工作有序推进；空间站外，中国航天的探索脚步也在稳步前行。由蔚蓝星球飞向浩瀚星空，从月球挖土到着陆火星，中国航天科技自主创新能力不断提升，而这背后都离不开未来空间产业的发展。此外，在深海探测、深地资源探采等领域，未来空间产业也同样发挥着重要作用。《从实验室到生产线》带你去看，各个高校实验室在未来空间技术中如何跑出新赛道。土槽实验室：体验火星上的“脚感”中国航天向着未知的太空，不断刷新着纪录。目前，我国已经相继向月球和火星发射探测器。今年6月，嫦娥六号更是在国际上首次实现在月球背面采样、返回的创举。探测器着陆月球，并完成相应的月壤采样，这一过程中对降落地的地质土壤结构提前研究和分析就显得尤为重要。而这一研究中，就有来自吉林大学科研团队的助力。眼下，这支团队又在为未来星球车的设计展开新的研究，一起走进他们的实验室。吉林大学生物与农业工程学院有个很接地气的实验室——土槽实验室。土槽实验室里，这些红色的土壤是仿真火星壤，走在上面就能体验火星上的“脚感”。土槽实验室里正在模拟未来星球车在火星上可能遭遇的“路况”。在松软的火星壤上行驶，面对高度超过20厘米的障碍物，却根本难不倒这台四驱车。通过车轮上的传感器，科研人员可以精确分析星球车在不同环境中运行的情况。每一次的数据收集，都将为星球车的“智能大脑”提供数据。吉林大学生物与农业工程学院（工程仿生教育部重点实验室）教授 邹猛：天上的一个动作，你在地上基本上就是成千上万次实验来积累的。火星的表面更复杂，它除了有这种沙土的地面，它还有这种大量的石块分布的地面。在月面上这种情况很少，月面上主要还是以沙土地面为主。这个看上去和月球非常相似的环境，是吉林大学科研团队“纯手工”打造的仿真模拟测试场。科研人员白天挖坑，晚上实验，他们要在几乎没有光照的环境中，对星球车的“智能大脑”进行训练。吉林大学生物与农业工程学院博士生 申彦：说到底我们这个事情就是一个挖坑，月球车遇到坑它应该如何走。我们挖的坑是服务于我们未来的月球车，在月球南极这样一个纯黑暗条件下的行驶。从“搬砖”到“挖坑”，从星球车的车轮系统到整车智能系统，科研团队都已经进行了多次迭代。想在地球上对火星车和月球车进行实验，首先需要的就是模拟星球土壤。吉林大学生物与农业工程学院（工程仿生教育部重点实验室）正高级工程师 李秀娟：现在我们在做模拟火壤、模拟月壤，通过对它们的研究，我们可以为深空探测提供更强有力的基础保障。这些标记着不同尺寸、不同地区的矿物颗粒，都是科研人员一锤一铲制作出的星壤的模拟“大数据”，它们为这场奔赴星辰大海的“旅行”提供了支撑。吉林大学生物与农业工程学院（工程仿生教育部重点实验室）正高级工程师 李秀娟：模拟月面的地面环境，然后让巡视器或者相应载荷的车在我们模拟月壤表面来进行通过。它遇到石块、遇到障碍物有什么样的反应，然后我们及时进行调整，以便于我们在月球上也能应付一切我们所能预见到的困难。通过对月球、火星土壤力学的研究，吉林大学科研团队已经取得相关的关键核心技术。今年6月，嫦娥六号在月球背面取回月壤，这项重大创举中就有吉林大学这支科研团队的身影。吉林大学生物与农业工程学院（工程仿生教育部重点实验室）教授 邹猛：嫦娥六号在月球表面挖土之前要“触月”，我们做的一项工作就是根据“触月”的压痕来判断土的一个软硬程度。如果土软一点，我们这铲子适当地可以稍微多挖一点点。从地球到太空因地制宜培育创新沃土“挖土”，可以说是吉大这支科研团队的“看家本领”，团队所在学院叫生物与农业工程学院，简称农机学院。近年来，瞄准国家重大科研需求，学校因地制宜，协调前沿导向的基础研究与需求导向的应用研究，走出了一条从实验室到生产线的新赛道。结合区域优势和产业特色，吉林大学近年来积极鼓励科学家自由探索，赋予战略科技人才更大技术路线决定权、更大经费支配权、更大资源调度权。农机团队向深空探测华丽转身，得到了学校的大力支持。吉林大学生物与农业工程学院（工程仿生教育部重点实验室）教授 张锐：我们农机团队是做松软地面研究，做水田、沙漠研究。真正的月球、火星的表面介质和沙漠是比较接近的，这也是我们为什么能从地面力学跨越到行星力学的桥梁。面对重大科学问题研究和前沿技术研发，吉大农机学院成立专项课题组，打破传统的科研育人模式，组建起包括地面力学、仿生学、材料、机械等专业交叉融合团队，对星球车的车轮结构、移动系统和星球土壤环境展开全方位的基础研究，并开展硕士和博士人才培养。从地面到深空，郑州大学橡塑模具国家工程研究中心，也走出了一条新的赛道。研究中心成立之初的研究方向是塑料模具计算机辅助工程和设计，为服务重大科学问题研究，中心调整方向，从民用领域的研究拓展到深空。郑州大学橡塑模具国家工程研究中心副教授 刘虎：这个实验平台可以实现多场景月面环境真实模拟，包括辐射、高低温的模拟，对我们后期航天面窗材料的性能评估，提供一个非常大的实验条件的支持。出舱活动，无疑是航天员“太空出差”中最具考验的环节之一。直面太空极端环境，航天面窗需在极高温和极低温的极端环境下保持其性能的稳定。为了破解难题，郑州大学橡塑模具国家工程研究中心组建计算机科学、材料科学、力学在内的多学科研究。郑州大学橡塑模具国家工程研究中心助理研究员 周兵：这是一根铁棒，它的重量是10千克，这个铁棒和航天面窗样品的距离是1米。垂直降落时大概会产生100焦的能量，这相当于太空中的陨石对面罩（航天面窗）冲击的能量。这个试验来检验面罩（航天面窗） 对陨石的抗冲击能力。向着星辰大海接力出征，郑州大学已参与三代航天员面窗产品的研发制造。从太空出舱时间18分钟延长至8个小时，科研团队的不断攻关，让中国的航天面窗有了更长的寿命，更高的安全可靠性。跨越千里为卫星打造3D“眼镜”因地制宜，向新而行。西安电子科技大学在杭州开设了研究院，主动打破高校传统学科组织模式，以长三角先进制造集群为牵引，加快产学研转化。他们研发的偏振相机，也已经出差太空，让中国的卫星看见更多维的世界。在西安电子科技大学杭州研究院的先进视觉研究所，一场计算成像实验正在进行。西安电子科技大学杭州研究院先进视觉研究所全职博士后 王越：如果我们的宇航员在太空想拍摄地球家园的立体图像，总共需要几步？第一步，拍摄目标场景的第一幅视角图；第二步，移动到数公里之外，拍摄目标场景第二幅视角图；第三步，带入我们计算模型之中，合成三维图像。但是如果想要更加快速实现三维成像功能，就不得不提到我们的计算偏振三维成像相机。我们的计算偏振三维成像相机，只需要在单一视角下，拍摄目标场景的四幅二维强度图像，利用其中人眼看不到的偏振数据，带入我们的计算模型当中，就可以实现更加精准高效的三维成像功能。不久前，这支团队与中国航天科技集团五院等单位联合研制的“计算偏振三维成像相机”，随东海一号卫星进入了距地500公里外的太空，我国首次实现星载对地目标的实时被动三维成像。如今，有了这台相机，在太空就可以给地球做“CT”。这是一张喜马拉雅山脉二维图像，通过计算偏振立体成像算法，团队成员恢复出了它的高精度立体轮廓信息。而将这项科研成果从实验室搬到生产线，西安电子科技大学杭州研究院的科研团队只用了三年多的时间。西安电子科技大学杭州研究院副院长 张海宾：对于科研成果转化，往往最大的问题可能就在于成果到市场的最后一公里。最后一公里的难题有两个方面，第一方面就是我们的科研成果怎么样适应企业或者市场的需求；第二个可能就是资金的支持。从西安奔赴杭州，西安电子科技大学杭州研究院根据长三角特色产业集群，设立了包括先进视觉研究所、卫星互联网研究所在内的6个研究所，同时联合东部地区的行业头部企业和优势科研院所，三年的时间已与企业签订联合实验室（创新中心）27家，撬动企业研发投入6.3亿元。去年杭州亚运会，由西电杭州研究院打造的空中安防系统得到广泛应用。西安电子科技大学杭州研究院副院长 张海宾：从校本部的话，我们老师主要的工作在于科研的研发，不管是技术领域研发，还有我们应用成果的研发。那么对于杭州研究院，我们主要的职责就是把学校的成果能够面向长三角，然后进行落地转化。

1、神舟一号(1999年11月)： 　　飞船搭载一些农作物种子，包括各10克左右的青椒、甜瓜、番茄、西瓜、豇豆、萝卜等品种以及甘草、板蓝根等中药材，此外，还搭载了有利于心脑血管疾病药物开发的Monascus生物活性菌株。 　　神舟一号科研实验相对较少，但自此开启的“太空诱变育种”实验影响深远。 　　2、神舟二号(2001年1月10日)： 　　载人航天应用系统第一次全系统执行在轨飞行试验任务，中国首次在飞船上进行了微重力环境下空间生命科学、空间材料、空间天文和物理等领域的实验。比如开展植物、动物、水生生物、微生物及离体细胞和细胞组织的空间环境效应实验等，是我国航天领域首次进行多物种综合性生物学研究。 　　3、神舟三号(2002年3月25日)： 　　我国飞船第一次搭载生物样品，包括一种被称为Monascus的生物菌株，果蝇、灵芝、乌龟的心脏细胞、大白鼠腿的脊髓神经组织等20种生物样品。 　　重点进行了空间生命与空间材料科学领域的相关实验，这些研究成果对于获取以至生产高纯、高效的生物制品和进行生物药品研制具有重要意义。 　　4、神舟四号(2002年12月30日)： 　　首次将杜康酒曲及植物种苗红豆杉的组胚试管苗带上了天。在太空微重力条件下进行的空间细胞电融合实验和空间生物大分子和细胞的空间分离纯化实验可以为空间制药和培育生物新品种探索新的方法。 　　5、神舟五号(2003年10月15日)： 　　搭载来自祖国宝岛台湾的农作物种子等。 　　以载人为主要任务，科学实验较少，其轨道舱运行100余天，神舟五号轨道舱开展了空间环境监测、空间定位等科学实验，获得了一大批有价值的科学数据。 　　6、神舟六号(2005年10月12日)： 　　搭载的生物菌种、植物组培苗和作物、植物、花卉种子则用于太空育种实验。并且是我国第一次实现真正有人参与的空间科学实验。以宇航员本身作为生理试验的对象，考验人体在太空环境中的新陈代谢情况。同时也是中国首次在自己的载人航天任务中进行航天医学空间实验研究，为人类将来在太空生存的航天医学研究奠定了基础。 　　7、神舟七号(2008年9月25日)： 　　搭载物品包括微生物菌种和杂交水稻。其中微生物菌种包括灵芝等 杂交水稻包括“洲A”和“洲B”两种。同时释放了伴飞小卫星，以及进行了固体润滑材料外太空暴露试验。 　　8、神舟八号(2011年11月1日)： 　　搭载共有33种生物样品，其中包括桂花树、罗汉果和芦竹，河北怀来县的葡萄种子，以及“日本晴”的水稻品种。 　　神八以空间生命科学实验为主，搭载了中德合作的有效载荷。有效载荷是中德合作的生物培养箱，是开展空间生命科学的一个改革。在中国载人航天工程里面首次开展空间应用科学领域的国际合作。 　　9、神舟九号(2012年6月16日)： 　　航天员承担15项航天医学相关空间实验。 　　其中包括航天飞行对前庭眼动、心血管及脑高级功能影响研究，失重生理效应防护的细胞学机制研究，空间骨丢失防护技术研究，在轨有害气体采集与分析，航天员在轨质量测量5项主要航天医学相关空间实验。另外还有首次开展在轨微生物检测、失重条件下扑热息痛的药代动力学研究、航天员睡眠清醒生物周期节律监测等10项航天医学空间实验。

4月29日，中国空间站天和核心舱成功发射入轨，标志着中国空间站在轨组装建造拉开序幕，为后续关键技术延展和空间站组装顺利实施奠定了基础。天和核心舱是中国空间站的首个舱段，中国空间站工程在今明两年将接续实施11次飞行任务，包括3次空间站舱段发射、4次货运飞船发射以及4次载人飞船发射，并依次围绕核心舱完成组装建造工作。预计于2022年前后，天宫空间站才能正式建成，成为长期有人照料的国家级太空实验室。未来，中国空间站将支持开展大规模多学科的空间科学研究、技术验证和空间应用，具有航天员参与实验操作、实验设备可维护升级、实验样品可返回、天地信息传输等独特优势。中国空间站将在轨运营10年以上，实验资源充足，为开展多学科、系列化和长期的空间研究提供了历史性机遇。作为一个大型的国家级太空实验室，刚刚发射入轨的天和核心舱搭载了哪些仪器设备？未来还有哪些仪器设备会随着问天、梦天舱段升入太空？建设成功的天宫空间站将能开展哪些方面的研究工作？仪器信息网特整理了部分相关信息，与大家一起来深入了解中国空间站。若有遗漏，欢迎联系补充。由中国科学院牵头负责的空间应用系统，目前在空间站天和、问天、梦天三个舱段舱内共安排了10余个科学实验柜，每个实验柜都是一个高功能密度的太空实验室，可支持一个或多个方向的空间科学与应用研究。空间站舱外还安排了若干暴露实验平台，同时巡天空间望远镜与空间站共轨飞行。这些重大设施可支持在轨实施空间生命科学与生物技术、微重力流体物理和燃烧、空间材料科学、微重力基础物理、空间天文与天体物理等9个学科领域30余个研究主题的科学研究，预计可滚动实施近千项实验项目。首先关注随天和核心舱发射入轨的重大科学设施，主要包括无容器材料实验柜以及医学样本分析与高微重力科学实验柜等。无容器材料实验柜无容器是利用外界物理场产生的作用力来抵消物体的重力，从而使物体处于一个无接触、无容器的状态。无容器材料实验柜通过静电悬浮技术实现无容器材料科学实验，温度可达3000℃，可进行金属、非金属等无容器加工研究，揭示地面重力环境难以获知的材料结晶、玻璃化、凝固、形核机理，获得先进材料的空间制备技术和生产工艺关键条件，指导地面材料加工工艺的改进与发展。无容器材料柜的组成如图所示，主要由无容器实验平台、真空/加压模块、实验电控模块等组成。其中，无容器实验平台上集中布局了科学实验腔以及半导体激光器、 CO2激光器、脉冲激光器、单波长测温仪、全景相机、高速相机等多种观察与物性测量设备，支持空间材料样品无容器加工实验和热物性测量。真空/加压模块为科学实验腔提供实验开展需要的真空实验环境或惰性气体压力保护环境。高微重力科学实验柜医学样本分析与高微重力科学实验柜包括两部分，其中的航天医学实验装置主要包括太空离心机和太空医学样本冷藏箱。主要功能包括提供体液样品的的离心分离功能；提供4摄氏度低温冷藏功能；提供基于芯片实验室技术的人体体液样本中病毒核酸等生化指标在轨检测分析功能。据了解，其中太空离心机，由湘仪经过三年的开发与测试研制完成。高微重力科学实验柜首创采用双层悬浮隔离振动，可实现比空间站平台高2～3个数量级的高微重力水平，可开展相对论物理与引力物理、流体动力学及其应用、材料制备机理等前沿科学研究。该实验装置通过悬浮实验台提供 10-5m/s2~10-4m/s2量级的高微重力环境。除了这些科学实验柜之外，天和还搭载了不少仪器设备，用于空间站和航天员的保障工作。其中，中国科学院大连化学物理研究所微型分析仪器研究组关亚风研究员、耿旭辉研究员团队研制的双通道气相色谱仪已于4月29日随天和核心舱发射升空，截至目前，运行状态良好，已开始下传检测数据。双通道气相色谱仪是空间站环控生保分系统的重要部组件，用于舱内空气中微量挥发性有机物的在线监测。其双通道独立工作，一次采样可同时分析50多种有机组分，也可与质谱仪联用，是保障航天员在轨安全生存不可或缺的产品。该仪器研制历时8年，经过原理样机、工程样机、初样和正样阶段，最终成功。具有体积小、重量轻、功耗低，实现了关键器部件的国产化，为中国空间站环控生保系统提供技术支持和保障，为我国深空探测分析检测保障设备的研制积累了技术。另外，除了已经随着天和核心舱升入太空的这两个实验柜之外，通过中国载人航天工程办公室在2019年4月向科学界发布了《中国空间站空间科学实验资源手册》，我们还可以看到未来可能随着进一步建设升空的实验设备。目前空间站上已安排的10余个科学实验柜及其用途如表格所示，其中不少能看到科学仪器的身影。人系统研究机柜由医学样本显微观察记录装置、医学样本制备装置、失重生理效应研究单元I和II、视功能测量单元、运动特性测量单元、太空拉曼光谱分析仪、信息管理主机单元、实验用品单元等10个载荷单元组成。可用于进行生理学检测和行为学检测的能力，支持开展长期空间环境条件下生理效应、人的能力研究和以发展新型防护技术为目标的实验。其中，我们熟悉的拉曼光谱仪也首次登录太空，主要负责基于拉曼光谱分析的在轨营养代谢组学研究，可用于检测人体尿液中的代谢产物水平，其核心指标为太空拉曼光谱仪增敏倍数（与比色皿相比）≥40 倍。生命生态实验柜开展以生物个体为对象的微重力效应和空间辐射效应研究，以及空间生态生命支持系统基础研究。主要由通用生物培养模块、小型受控生命生态实验模块、小型离心机实验模块、小型通用生物培养模块和专用实验装置（如亚磁果蝇培养模块、小型哺乳动物培养模块），以及微生物检测模块，舱内辐射环境测量模块等公共检测类模块组成。生物技术实验柜，开展以生物组织、细胞和生化分子等不同层次多类别生物样品为对象的细胞培养和组织构建，以及分子生物制造技术、空间蛋白质结晶和分析等空间生物技术及应用研究，主要由细胞组织培养模块、蛋白质结晶模块、专用实验装置（如核酸与蛋白模块、生物力学实验模块），以及可提供实验支持和光学检测的细胞组织检测与调控模块组成。而这其中，搭载了许多分析仪器技术。其中，组织与细胞培养模块适用于在空间开展以细胞、组织为生物样品的多种类型的生物技术实验和研究；蛋白质结晶分析模块利用空间的微重力环境，为实施蛋白质组装等生物技术提供特殊优越的环境；完成空间蛋白质分子组装与应用研究，并可使用该平台组装高质量的蛋白质三维晶体和纳米晶蛋白质/多肽药物；核酸与蛋白模块支持运用色谱、质谱及电化学原位检测等手段开展“核酸与蛋白共起源”交叉研究实验；生物力学实验模块用于开展空间细胞、组织和系统的生物力学规律研究实验；还可以研制其他专用实验装置，用于开展其他生物技术实验研究。细胞组织检测与调控模块可为实验提供激光共聚显微观察、分光光度计检测等光学观测手段，并可为实验提供气体供给。流体物理实验柜用于微重力流体动力学及其应用研究、 晶体生长动力学和蛋白质结晶研究、微重力环境下材料制备过程机理研究、 微重力复杂流体研究、重要应用背景材料制备研究及空间生命技术相关的流体输运过程研究。主要由流体动力学模块和复 杂流体模块等组成。其中，流体动力学模块为通用流体动力学实验提供综合检测支持，包括流体动态速度、流体温度、流体表面形变、浓度场的测量。复杂流体模块为复杂流体相变动力学实验提供检测支持，包括粒径、显微放大观测、 成核及生长速度、浊度、散热光强、流变特性的测试。高温材料科学实验柜支持开展金属合金、半导体光电子材料、纳米和介孔材料、无机功能材料等多种类别材料的熔体生长和凝固科学实验。主要由高温炉模块、批量样品管理模块、X 射线实时观察模块和实验电控模块等组成。其中，高温炉模块通过更换不同熔炉分别提供高温 I 型、高温 II 型不同的实验条件，支持以安瓿结构封装的样品盒开展熔体生长、凝固科学实验和制备研究。安瓿样品盒承载和密封材料实验样品及其坩埚，可设置实时在线实验数据测量与采集，在高温炉炉膛内进行材料科学实验。批量样品管理模块支持安瓿样品盒在批量样品 管理模块和高温炉模块中自动更换。X 射线实时观察模块具有 X 射线透射成像功能，通过实时可视化观测手段，获得样品制备过程中的固/液界面形态、界面输运效应等实时图像信息和数据。 科学手套箱与低温存储柜为空间生命科学与生物技术、空间材料科学等方向实验提供样品装载、精细操作、样品低温存储等支持。科学手套箱（位于实验柜上部）可以提供温湿度可控的密闭洁净环境，内置支持精细操作的机械臂和显微装置，可以支持生命、 材料科学等需要用到密闭洁净环境的科学实（试）验。低温存储装置（位于实验柜下部）能够提供 4℃、-20℃、-80℃的低温存储能力，可以满足生物、试剂、材料等样品不同低温存储条件，为开展长期空间实验提供保障。

2018年3月23日，中国航天员科研训练中心总设计师团队出席海尔生物医疗中国空间站食品冰箱研制方案评审会。经过评审论证，空间站食品冰箱研制方案获得一致通过，标志着海尔正式启动全球领先的新一代空间站食品冰箱研制工作。为海尔空间站战略项目，迈出关键性一步！空间站食品冰箱，将于2020年，入驻中国空间站。空间站食品冰箱是目前第一个，也是唯一进入空间站核心舱的低温存储设备。将为航天员提供长期空间站生活所需的食品等生活物资的低温存储服务，创造舒适、便捷的空间站生活环境。食品冰箱的入驻，将为人类创造一个智慧美丽的“太空之家”成为可能。2012年，海尔生物医疗成为中国航天员科研训练中心战略合作伙伴。海尔航天冰箱，四次搭载神舟飞船，提速空间科研，鼎力支持中国载人航天第二步目标胜利实现；同时使海尔成为全球第一家自主研发航天冰箱的家电企业，创造了全球家电应用领域“新高度”！今天，空间站食品冰箱的的研制，将应用领域从空间科研向空间生活延伸，这种延伸是用户需求为导向的技术迭代更新思维的落地变现，也是海尔协助载人航天第三步终极目标实现的起点。为我们创造人类走向太空的无限想象和可能。海尔空间站冰箱的研制突破，不仅进一步彰显了海尔作为全球家电业第一品牌的实力，更体现了海尔人单合一，不断挑战，颠覆创新的品牌基因。从神舟飞船到中国空间站，从空间科研到空间生活，从航天冰箱到空间站冰箱。中国载人航天越飞越高，海尔的迭代创新永无止境。浩渺太空，探索生命的未知，海尔航天冰箱，存续太空生命的绿色希望。存续人类的探索之梦。

在神舟十三号“太空出差三人组”成功返航、中国航天科技取得新突破之际，4月17日，“航天严选 品质领航”中国航天科技集团有限公司中国航天科技国际交流中心和与内蒙古伊利实业集团股份有限公司品牌合作发布会在北京隆重举行。会上，伊利集团正式签约成为中国航天太空创想乳制品官方合作伙伴，并宣布启动未来乳业太空实验室等航天科技与文化深度合作系列项目。伊利将携手航天科技就中国航天技术对大健康领域的互促互进、创新应用展开全面布局。后续，国际交流中心将联合集团公司有关单位与伊利集团共建“未来乳业太空实验室”，围绕空间生物、航天新材料包材、碳卫星牧场监测等领域展开密切的技术研发合作；同时围绕中心注册的“太空创想”文化品牌与伊利品牌开展文化传播、科普公益活动以及跨界产品等合作落地工作。航天科技集团科技委副主任、中国科学院院士于登云，航天科技集团五院总经济师兼航天神舟生物科技集团有限公司董事长周宏，国际交流中心主任于淼、常务副主任冯春萍，我国首批航天员兼航天员教练吴杰，伊利集团执行总裁张剑秋、副总裁刘春喜、创新中心科学研究专家司徒文佑博士等嘉宾出席活动。会上，于登云、张剑秋发表致辞，于淼、刘春喜代表双方签约。于登云表示，此次国际交流中心和伊利集团的合作，着力点将放在航天技术助力乳业发展的领域，通过建立联合实验室，利用空间生物、航天新材料、卫星监测等研究专项将航天技术应用于乳品全产业链。张剑秋表示，伊利集团将努力培育出更多满足极致营养要求和严苛品质标准的健康乳品，并通过“乳业+航天”互补互强的科研合作，助推中国乳业提档升级，助力中国航天技术创造美好生活。会上，伊利集团与中国航天打造的全球首个“未来乳业太空实验室”正式揭牌。未来，双方将联合航天有关科研机构在科研探索、技术转化、产品开发等领域全方位紧密协同，努力培育出更多满足极致营养要求和严苛品质标准的健康乳品，推动中国乳业研发正式迈入“太空时代”。4月16日，由航天科技集团研制的大气环境监测卫星成功发射，这是世界首颗具备二氧化碳激光探测能力的卫星。以碳卫星牧场监测为例，冯春萍表示，双方合作空间广阔，“未来乳业太空实验室”项目的全面启动，既是航天技术赋能产业应用的有益探索，更是助力国民健康营养升级的重要尝试。发布会现场，空间生物领域专家分享了航天技术特别是空间生物方面取得的科研成就，以及研发成果在国民健康领域贡献的重要力量。据了解，伊利集团与国际交流中心共同启动“未来太空创想计划”后，将打造弘扬航天精神的新型阵地，通过产品创意拓展航天文化传播的创新形式。中国航天“太空创想”将不断扩宽“航天+”理念，开创航天文化创意领域的新局面，更好地承担起航天科技文化大使的角色与使命。

2022年7月24日，中国人的太空家园首次在有航天员在轨驻留的状态下迎来航天器的到访。那天，中国空间站问天实验舱“搭乘”长征五号B遥三运载火箭一飞冲天，准确进入预定轨道。随后成功对接于天和核心舱组合体前向端口。这可是一个发射重量达到23吨的“大家伙”。“这块头和分量，相当于北京地铁13号线列车的一节车厢。”航天科技集团五院问天实验舱总体系统主任设计师张峤为它精准画像。的确，它是全世界现役在轨最重的单舱主动飞行器。包括工作舱、气闸舱和资源舱三大舱段，总长17.9米，直径4.2米。可别看它块头大，这个“大家伙”可是一位集平台功能与试验载荷功能于一身的灵动的“全能型”选手。论平台功能，问天实验舱与天和核心舱互为备份，关键平台功能一致，可以完全覆盖空间站组合体工作要求。张峤说：“这就好比天和核心舱‘想休息’了，问天实验舱能立刻顶上，‘带你一起飞’！”论试验载荷功能，问天实验舱装载了多个实验机柜与舱外载荷适配器，把一个个大型科学实验室搬到了太空。由于空间站能够提供长期的微重力、辐射等特殊研究环境，科学家或将发现在地球上被重力掩盖的物质本质规律。而且有“快递小哥”天舟货运飞船在天地间往返运输，以后，中国人能在太空开展大规模空间科学实验了！但太空中的科学实验室可真不一般。作为中国空间站第二舱段的首个科学实验舱，问天实验舱内有多个宽约1米、高1.8米、深0.8米的科学实验柜，包括生命生态实验柜、生物技术实验柜、变重力科学实验柜，还有科学手套箱、低温存储柜等。每一个科学实验柜就是一个综合实验室。“就相当于把地面上数十平方米实验室的实验设备高度集成到一个2立方米的实验柜空间里。”载人航天工程空间应用系统副总设计师、中国科学院空间应用中心集成技术中心主任王珂说。“未来，问天实验舱将以生命科学和生物技术研究为主，在空间生命科学与生物技术、微重力物理科学、空间材料科学、空间新技术与应用试验等领域开展研究，探索未知。”载人航天工程空间应用系统副总设计师、中国科学院空间应用中心研究员吕从民告诉记者。问天实验舱里还有一个“更衣间”，在外方内圆、空间大且性能优越的气闸舱。有了它，航天员在作出舱准备和舱外返回时将更加从容、舒展。未来，这里将成为整个空间站系统的主要出舱通道。与天和核心舱相似，问天实验舱外也搭载了一个机械臂。这个机械臂小巧且精度高，方便进行精细操作，它还可以与核心舱大机械臂形成组合臂，开展更多舱外操作。“届时，组合臂能够在空间站的天和、问天、梦天三舱组合体之间爬行，‘机甲战士’控制的舱外范围更大了。”张峤透露，未来10年，在空间站搭载的科学实验载荷将通过机械臂精准投送到对应的标准载荷接口位置，这样，就实现了“即插即用，不再需要航天员出舱进行人工操作”。“全能型”的问天实验舱还有一个新使命——“太空新教室”，新的太空授课将在这里进行。按照任务时间表，中国空间站的另一个20吨级的航天器——梦天实验舱将在今年10月择机发射。到那时，天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱三舱将形成“T”字基本构型，中国空间站在轨建造将最终完成。更加令人期待的是，今年年底神舟十四号、十五号航天员乘组的首次“太空会师”。那一刻，属于中国人的温馨舒适、安全高效、前沿尖端的太空家园将带给我们更多振奋与感动。

近年来，近地轨道卫星和太空碎片数量一直在增长，预计还在加剧。尤其自2019年美国太空探索技术公司（SpaceX）发射了第一组由数千颗卫星组成的“巨型星座”以来，近地轨道上的卫星数量增加了一倍多。每一颗新卫星都会增加它撞击另一个绕地球轨道运行物体的风险，产生更多碎片，连锁反应下，由“级联碰撞”产生越来越小的碎片。这些太空垃圾的威胁，近年来被提到过多次，但这一次，科学家将视角聚焦在碰撞本身之外。最新一期英国《自然天文学》发表了一系列文章，专门探讨了人造卫星和空间碎片对夜空亮度的影响。不断增加的“太空垃圾”云，将光反射回地球，这导致了天文学界的严重忧虑：光污染的潜在影响，及它对地面望远镜和空间望远镜的潜在干扰。“明亮的夜空”致天文数据损失在一篇评论文章中，意大利光污染科学与技术研究所科学家法比奥法尔奇团队表示，地面和来自近地轨道卫星的光污染正在增加。他们说，由于光污染，地球现在几乎已经没有什么偏远之地能满足安放天文台的标准了，即没有光污染、晴空数量多、视野效果好。这组科学家提出，对抗光污染和太空污染是一个社会政治问题而非技术问题，他们认为应当引入约束机制，停止夜间人工照明和卫星集群的迅速增加。美国暗夜咨询有限公司的约翰布兰特尼及其同事在一篇观点文章中，计算了近地轨道卫星和太空碎片增加的总体影响，他们认为，这导致全球夜空亮度潜在上升，造成面天文数据损失，因为宇宙信号可能在噪音里丢失，也可能减少地面发现和一些观察项目的机会。最新建模研究显示，在未来十年内，夜空最暗的部分将变得更亮，而天文台能够看到的恒星数量减少约7.5%。天空正在飞速变化尽管可能很难注意到，但我们的天空正在以天文数字的速度变化。地面上的光污染与天空中卫星和碎片相结合，意味着天文学家正慢慢“耗尽”真正黑暗的地方来研究星体。斯洛伐克科学院研究人员米洛斯拉夫科奇法吉团队提出了一个模拟夜空亮度的新方法。他们解释说，夜空建模通常使用米氏理论对光散射的理解。这种方法提出了夜空中光散射的一个简单的物理图景，易于计算。但研究团队发现这一方法可能对真实世界情形过于简化，可能导致低估天空辉光。美国旧金山大学天文学家阿帕娜温卡特珊在一篇全球视点文章中，讨论了近地轨道日益拥挤的特征，并强调了这对天文观察和全世界黑暗天空的消极影响。她认为，人类从先辈那里继承了太空的美好，亦应将美好传承下去，太空“通过科学、叙事、艺术、起源故事和文化传统连接我们彼此——而现在它岌岌可危。”从地面到天空的光污染在这次讨论之前，科学界早已展开过光污染对天文学领域影响的研究，不过，主要针对地面光源。在地球陆地表面的很大一部分，天空在日落后很长一段时间内继续散发着人造暮光。这种“天光”是对环境有严重影响的光污染形式，会影响昼夜活动的动物，会破坏人类文化遗产的重要组成部分，更会对观星和天文学产生负面影响。今年年初发表在《科学》杂志上的一项研究报告指出，在城市环境中，星星从人类视线中消失的速度是惊人的，星星能见度的变化可用每年7%—10%的天空亮度增加来解释。如果继续以这种速度发展，一个出生时能看到250颗星星的孩子，在18岁生日时只能看到100颗星星。这是2011年至2022年间50000多次肉眼观察夜空的分析结果，它表明“污染”人们视野的，除了光学光源，其实还有各种无线电源，如手机、无线互联网发射器、GPS卫星等。尽管人们对光污染的认识在不断提高，但目前的照明政策还没有带来任何改善，至少在陆地层面上如此。人们希望在太空层面，一切还来得及。

p 　　我国成功发射的长征五号B运载火箭搭载的新一代载人飞船试验船，成功完成太空中连续纤维增强复合材料的3D打印实验，这在国际上尚属首次。 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202005/uepic/8048c4c5-db7a-4a11-bcdd-f219a91ca784.jpg" title=" 打印机本体.png" alt=" 打印机本体.png" / /p p style=" text-align: center " 打印机本体& nbsp & nbsp 引自央视新闻 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202005/noimg/e177139b-2c3a-4a94-88ff-26f75e770ce8.gif" title=" CASC标志.gif" alt=" CASC标志.gif" / /p p style=" text-align: center " CASC(中国航天科技集团有限公司)标志& nbsp 引自央视新闻 /p p 　　在这次任务中，该系统自主完成了连续纤维增强复合材料的样件打印，并验证了微重力环境下复合材料3D打印的科学实验目标。碳纤维增强复合材料是当前国内外航天器结构的主要材料，因其重量轻、强度高、耐高低温环境、空间打印过程安全、打印所需空间小，是未来空间3D打印最有前景的材料之一。因为太空是失重的环境，材料的成形和打印的精度控制起来都比地面要大；而3D打印机在解锁、打印、录像、跳转、锁定等整个过程中各项操作都是程序自主控制、无人干预。 /p p 　　随着太空3D打印技术快速发展，实现航天器零部件的“自给自足”正在成为可能，未来甚至可以通过太空3D打印实现按需制造以及空间站的在轨扩建。 /p p 　　 br/ /p

天宫二号11月13日电,大家好!今天(11月11日)是神舟十一号飞行乘组进入组合体第二十四天。我是新华社太空特约记者、航天员景海鹏。　　听说有很多网友关心我们在天宫种植的生菜，今天我就具体和大家讲一讲。　　【航天员中心环控生保研究室副研究员王隆基解说：选择栽培生菜有以下原因：一是生菜的生长周期是一个月，这一次在轨时间恰好是30天 二是生菜在地面上的种植技术比较成熟 三是生菜可食用，在后续的在轨实验中可以作为食材 四是生菜是老百姓比较常见的植物，有利于进行科普宣传。】　　今天做的是一些常规照料工作，主要是检测栽培基质的含水率、养分含量，灯光照射以及用注射器往基质推入空气。我们有一个仪器检测含水率，如果显示指数低，就说明需要给生菜浇水了。注入空气是为了让生菜的根部呼吸到新鲜空气，有利于植物的成长。我们就像是太空的“农民”，每天至少都要花10分钟的时间来照料生菜。　　另外，在太空种生菜使用的基质和地面的土壤是不一样的，我们用的是蛭石。　　【王隆基解说：蛭石是一种矿物质，它的吸水性非常好，水分在其中传导非常均匀，即使是在地面有重力的情况下，向上吸附都非常流畅 另外它密度小质量轻，便于携带上天。】　　植物栽培是在我们进入组合体的第二天开始的，首先我们需要安装栽培装置，就像是搭积木一样，把装置的各个部件组装成一个白色箱体。　　【王隆基解说：白色装置的固件是3D打印的，都是尼龙性材料，比较轻便，白色和绿色形成了一个鲜明的对比，视觉效果也很好。它上面有两个器件，一个用来测量土壤中的水分和养分参数，另一个用来在植物生长后期在封闭情况下测量植物光合作用。】　　接着我们就会浇水、播种。在上天之前，有一部分种子已经放入白色的单元格里面，这些种子是经过特殊处理的丸粒化种子。由于生菜的种子比芝麻粒还小，为了方便我们播种，专家们特意在外面做了一层包衣，使它和绿豆粒差不多大，方便直接手拿。包衣在吸饱水后会裂开，但在后面的成长过程中，我们发现，包衣对种子发芽的速度会有细微的影响。　　在天上播种的方式和地面不同，地面一般是先播种后浇水，但由于我们带入太空的白色单元格是硬质材料，只有吸水软化后，种子才能放进去，所以我们是先浇水后播种。　　播种完后，我们会在装置里铺上一层保鲜膜，就和种庄稼的地膜一样。它的作用是保护植物，防止水分流失。　　在进入组合体的第五天早上，我们发现种子发芽了。当时我和陈冬兄弟都非常高兴，第一时间把这个好消息告诉了地面工作人员。我们拍了很多照片，还跟生菜芽合影留念了。　　种子发芽后，我们就会拿掉地膜，把安装在白色装置顶端的灯打开，给生菜提供光照。灯光是由红、蓝、绿三种颜色组合而成的，主要偏红色。　　【王隆基解说：生菜对红光吸收效率非常高，在红光照射下生长得很好 采用绿光是因为它照射到生菜叶上，视觉效果非常好 蓝光则是对植物形态舒展具有较强作用。】　　生菜进入成长期后，在光照的作用下，就开始变绿了。　　我们第一次给生菜间苗和补水是播种后第六天。间苗那天，我和陈冬兄弟发现生菜长得特别新鲜，看着比地面的要绿一些。　　我们间苗用的是镊子，主要是把长得相对差一些的生菜连根拔出来，在每个单元格里保留两棵菜苗。因为菜苗都非常嫩，所以我们得非常小心，一不留神就会把保留的生菜苗损坏。　　过了3天后，我们开始了第二次间苗和浇水，这时每个单元格就只有一棵菜苗了。浇水其实不是每天都需要做的，专家为我们设定了5次浇水，每次浇水使用的是注射器，将水注入生菜根部。　　除了播种、间苗、浇水，我们还需要每天对生菜进行观察、拍照，检查基质的含水率、养分含量等。　　到今天为止，在我们亲手照料下的生菜，已经长得很好了。我们看着它们一天天成长，很有满足感。　　有网友提问，在太空，生菜生长的方向会发生变化吗?长得怎么样了?　　在这里，我要告诉这位网友，我们种植的生菜和地面是一样的，也是向上生长的，而且长得好像比地面更高一些。　　【王隆基解说：虽然太空是失重环境，但是因为植物有趋光性，所以它依然是朝上长 同时植物还具有趋水、趋肥性，它的根部就会朝着富有水分和养分的基质生长。】　　下周二，是我们在轨种植蔬菜的最后一天，到时候我们会进行植物采样，把生菜的叶子和根茎剪掉，放到低温储蓄装置中，再把它们带回。　　听说有网友很好奇，种出来的生菜能吃吗?　　这次我们种的蔬菜是用来做实验的，暂时不食用。我相信经过研究，以后我们在太空种的各种蔬菜，肯定是可以吃的。我也期待着在太空吃上自己种出来的蔬菜。　　【王隆基解说：这次是我国首次在太空人工栽培蔬菜，暂时不让航天员食用。我们要把植物采样带回来，进行生物安全性检测，比如检测植物表面的微生物是否超标。只有检测合格后，我们才会在下次实验中考虑让航天员食用栽培的蔬菜。在轨植物栽培技术，是未来长期太空载人活动、深空探测等必不可少的一项技术，将来我们还会做其他物种的大面积栽培实验，通过几轮实验，逐步掌握植物在太空生长的规律，便于以后在空间站种植种类更多、面积更大的植物。】

11月18日凌晨，神舟八号飞船搭载的生物培养箱在神八落地后几乎是刻不容缓地被送回北京。据介绍，培养箱中装载样品33种，开展了17项空间生命科学实验。如今实验有了什么进展?我们就从中选取几项实验，介绍给您—— 　　神八实验揭秘 　　线虫的太空之旅 　　我是一条线虫,但不是你想象中的寄生虫，你可以叫我的英文名字：C.elegans。我坐着神八飞船，在太空进行了长达十六天半的旅行。 　　自然状态下，我生活在泥土中，以细菌为食。成年后身长约1毫米，人类在显微镜下才能看清。我通体透明，长得不好看。可大连海事大学环境系统生物学研究所孙野青教授和同事们，却常夸我是“可爱美丽的小天使”，还给我起了个好听的名字：秀丽隐杆线虫。 　　不是吹牛，我是天生的“航天员”。在空间生命科学领域，我的家族可谓声名远播。从1975年开始，我的同类就先后搭载美国国家航空航天局的航天飞机邀游太空。 　　为什么选择我们呢?一是因为我们在-80℃长期冻存后仍能恢复活力，是目前已知的唯一能低温冻存的多细胞真核动物。我在逆境时进入休眠期，像熊冬眠一样，不发育、不吃东西，时间可以长达2个月左右。二是我们基因组很小，仅为人类基因组的3%，但有约40%的基因与人类同源。据科学家们说，我们身上很多调控发育的基因和人类很相似，一旦研究清楚在空间辐射环境或空间辐射和微重力同时存在的环境下，我们的这些基因是如何变化的，将给航天医学及空间辐射损伤预警做出巨大贡献。 　　因此，我们在太空中要接受辐射，再把这些辐射损伤的印记带回来。所以我们在地面不能有任何损伤，坐飞机时都不能过安检，临上太空前还要在航天城“集训”两周，看我们能否顺利登舱。 　　这次上太空，我的“房子”是德国航空航天中心DLR研制的SIMBOX(生物支持系统实验盒)内的38个小盒子之一，大约18ml。这么小的空间，却住了十万伙伴。SIMBOX可不简单，它的里面安装了1g的离心装置，模拟地球的引力。我们分成两组，分别被装入在1g的离心机上和附近固定的房子里，有些伙伴只接受空间辐射，有的既接受空间辐射又感受微重力的。当返回地球后，我们就可以被比较分析变化的差别。我们屏住呼吸，停止发育，把空间环境影响的印记尽量留在身上。 　　接下来我们将继续配合孙教授课题组，给人类带来更多惊喜，大家拭目以待吧! 　　放线菌勇闯无重力空间 　　放线菌是“神八”的另一位旅客，它们比缝衣针尖还要小100倍，却是中科院微生物所黄英教授的心肝宝贝们。 　　别小瞧了放线菌!知道抗生素吧?70%是放线菌产生的。它们还是环境保卫者——难降解的塑料、化学除草剂、杀虫剂，可能都是放线菌的“美餐”，只要很短的时间，它们就能消灭这些顽固有机物。 　　黄英说，这次送上太空的有三种微生物，第一种是放线菌里的经典“美人”，它产生的色素像天空般蔚蓝，因此叫天蓝色链霉菌，正是出于颜色易于观察的原因，它是这次上太空的首选“模特” 第二种是放线菌里的“新人类”，它生命力旺盛，产生抗生素的能力又强又稳定，它有个暂定的名字叫卷须链霉菌C 第三种不是放线菌，叫枯草芽孢杆菌，有些洗衣粉里的酶，就是从它的分泌物中提取的。这次，它的命运是被两个同伴杀死，从而测试它们在太空环境下的抑菌能力。 　　放线菌被小心翼翼地放进通用生物培养箱，箱子保持23℃恒温和恒定的湿度，连空气成分都是照搬地球的，并且准备了充分的营养物。 　　送上太空，为什么又模拟地球环境呢?这叫微重力效应实验。地球引力对生物的影响，经常被人们忽视，但确实存在。比如，树木之所以能将根深深扎进土地里，就是因为地球引力的影响。对于放线菌而言，没有了地球引力，又会发生什么样的变化?这就是送放线菌上太空的原因所在。 　　此前科研人员曾在地面模拟微重力效应实验，结果发现它们产生抗生素的周期从1周缩短到4—5天，抗生素的产量也有所增加。 　　将它们送入太空，就是要看看在真实的微重力环境中，它们会发生什么变化。事实证明，在太空的微重力环境下，放线菌的生长和模拟微重力效应环境下相似，甚至效果更好一些。天蓝色链霉菌和卷须链霉菌C在太空中肆无忌惮的生长，杀死了更多的枯草芽孢杆菌，这说明它们释放出的抗生素浓度高于地球上的同类。 　　中科院微生物所接下来的工作，是进一步比对这些从太空中回来的“贵客”们的细微模样和抑菌能力，分析它们的基因性状，抓紧让它们“传宗接代”，看看下一代中会不会出现更美更壮的“佼佼者”。 　　太空中长出蛋白质 　　大约10厘米长、4厘米宽、5厘米厚——这个小黑盒就是由神八携带的、用于蛋白质晶体生长研究的“秘密武器”。打开这个“秘密武器”，可以看到120个排列整齐、大小一致的“小抽屉”，中科院生物物理所研究员仓怀兴解释说，每个“小抽屉”都装满了实验溶液，实验溶液中“漂浮”着一根内径1毫米、长12毫米的玻璃毛细管，毛细管里装着蛋白质溶液。“我们这个实验的主要目的，就是要在太空环境中让蛋白质溶液与实验溶液发生反应，看看能不能生长出质量更好的蛋白质晶体。” 　　蛋白质是生命的物质基础，没有蛋白质就没有生命。蛋白质分子是由氨基酸构成的，氨基酸的不同排列方式、也就是蛋白质分子的不同结构导致其产生不同的功能。 　　“要想知道哪种蛋白质有何功能，必须先了解它的结构。”仓怀兴说：“研究蛋白质分子的结构有两种方法，一是让其长出晶体，再用X射线照射 二是用核磁共振。”但当蛋白质分子比较大时，“比如一些病毒的蛋白质结构，核磁共振就看不到了。” 　　研究蛋白质分子结构是国际学界的热点。“近些年比较热门的应用是生物制药领域，因为很多病毒的外壳都是蛋白质。”仓怀兴介绍说，美、日、欧盟等发达国家早就将蛋白质分子送入太空，以便获得质量更好的蛋白质晶体，从而更加精细地了解蛋白质的结构。“据我了解，到目前为止，大概有25种蛋白质分子的高分辨率结构，是利用在空间实验中获得的蛋白质晶体取得的。我相信还有更多，不过很多制药公司都将其视为机密，在新药研制成功之前不会对外宣布。” 　　虽然有120个“小抽屉”，但此次实验只携带了14种蛋白质溶液。仓怀兴解释说：“蛋白质是种很奇怪的物质，不是说两种溶液相反应就必然能得到晶体，因此我们都做了充分的‘后备’。”仓怀兴说，得到的晶体已经被研究人员带到上海同步辐射光源进一步研究，“很快就会有结果了!” 空间微重力样品 　　神八里的绿色植物 　　“我们利用神八搭载水稻种子，进行高等植物在空间的代谢生物学研究。”中科院植物所的温晓刚说。水稻是空间生命支持系统中重要的食物来源，也是高等植物研究的模式植物，这是“神八”选择水稻种子的原因。 　　这些水稻种子被放置在植物生长容器中，以透光、透气、不透水的生物膜覆盖。“这些水稻种子在太空中萌发，生长成水稻幼苗。”温晓刚说，这些情况与地面上同一温度、湿度情况下生长的水稻种子进行对比，中科院植物所的研究人员就能够分析水稻幼苗在空间环境下的生长发育情况，考察空间飞行对植物代谢过程的影响。 　　温晓刚说：“经过空间飞行，水稻幼苗生长状态良好，发芽率达到91%以上，与地面实验一致。初步的光合生理实验结果显示，水稻幼苗在微重力等空间环境下，其光合系统的活性受到一定程度的影响，其中对光系统Ⅰ的影响大于对光系统Ⅱ的影响。”温晓刚解释，空间微重力会造成高等植物光合机构叶绿体中的类囊体膜结构发生改变，比如类囊体膜垛叠的基粒组分减少等，这种变化可能对植物光合系统的功能造成一定的影响。“实验结果正在进行进一步研究分析中。”接下来科学家们将深入分析得到的光合生理数据，并进行水稻幼苗叶片和根尖的亚显微结构分析，以及水稻叶片的蛋白质组学研究，同时研究空间飞行对水稻幼苗蛋白质组学的影响，特别是与光合作用相关的代谢过程以及与光合能量传递相关的蛋白的影响，分析空间环境下植物光合系统的变化规律。 　　神八中的“生物圈” 　　如果能在飞船密闭的空间里，建立这样一个“生物圈”：让食物产生、氧气供给、二氧化碳去除和废物再循环都变成现实，那宇航员们长期居住太空将不再是梦想。神八里就有一项空间简单密闭生态系统探索研究，我国科学家迈出了在太空自主建立受控生态生命保障系统(简称CELSS)的重要一步。 　　CELSS是生命科学、空间科学、环境科学、自动化和遥感科学诸多高新技术的集成。首先要在空间飞行器上进行模型实验，积累基本数据。神八飞船上，中科院水生生物研究所的科学家们构建了一个简单水生态系统，以纤细裸藻和小球藻作为主要生产者，澳洲水泡螺作为主要消费者，同时以自组织形式共培养细菌作为分解者。在硬件设计上，除了提供藻类生长与产氧所需的光源外，还增加了藻类生长密度检测装置，即时传送生长状态数据进行监控 并以特定的技术进行系统内的气体传质分布，增进气体在不同腔室的传递，以期在系统中实现气体、食物与废物处理的良性循环。中科院水生生物研究所的李小燕介绍，从目前得到的数据来看，藻与螺的生长都符合预期目标和已知规律，系统中的各要素基本实现自循环、自组织的功能。同时从神舟八号返回的样品中，可以在生物的空间飞行效应、空间共培养系统的物种相互关系，空间封闭生态系统的结构与功能三个方面剖析出重要的科学信息。

p style=" text-align: center " img title=" 1.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201709/insimg/1d5b8edb-bcc7-4a5d-a7a9-a82c4fa3a4ce.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 为了弄清太空环境对于人体的影响，最近科学家开展了一项研究，对18名曾经在国际空间站上长期执行任务的俄罗斯宇航员血液样本中的蛋白质成分进行了分析 /strong /p p style=" text-align: center " img title=" 2.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201709/insimg/325967a0-c448-4c74-84e5-995fbbcdc02f.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 此前的研究早已发现太空环境会对人体的新陈代谢，热调节，心脏节律，肌肉紧张度，呼吸系统以及其他生理指标产生影响，只是在微观分子层面上的机制尚不能明确 /strong /p p style=" text-align: center " strong img title=" 3.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201709/insimg/f0d1525b-ae5e-4daf-89c1-e1fcd7ffe9c4.jpg" / 　 /strong 　 /p p style=" text-align: center " strong 美国的凯利兄弟是同卵双胞胎，且都是宇航员，为了观察太空环境对人体的影响。其中一位飞往太空并停留340天，返回后与他的兄弟做对比，观察太空环境对人类身体的改变 /strong /p p & nbsp & nbsp & nbsp 长期太空旅行可能对人体造成影响，这一点并不让人感到意外。但这种影响究竟在分子层面上的机制是如何的?这一点长期以来一直未能得到明确，为了弄清这个问题的答案，最近科学家开展了一项研究，对18名曾经在国际空间站上长期执行任务的俄罗斯宇航员血液样本中的蛋白质成分进行了分析。 /p p 　　结果显示，长期的太空环境让人体的免疫系统在面临不熟悉威胁时“开启了所有可能的防御机制”，这导致了整个人体诸多方面的改变，从器官到组织一直到细胞。 /p p 　　20世纪中叶开始的研究早已发现太空环境会对人体的新陈代谢，热调节，心脏节律，肌肉紧张度，呼吸系统以及其他生理指标产生影响，只是在微观分子层面上的机制尚不能明确，因此，来自俄罗斯和加拿大两国的研究人员决定对宇航员血液样本内的蛋白质成分进行分析，因为蛋白质在人体环境适应机制中占有重要地位。 /p p 　　借助质谱仪的帮助，研究组采集了18位俄罗斯航天员血液样本内125种蛋白质的浓度，血样采集方式分别是在他们升空之前30天采一次血，返回地球之后立即采一次血，在地球上修整7天之后最后再采一次血。 /p p 　　这样的做法让他们能够观察在此期间航天员们血液内蛋白质成分含量的波动，并观察人体需要多长时间才能重新将各项指标调整回原先的水平。 /p p 　　在俄罗斯斯科尔科沃科技学院和莫斯科物理技术学院任职的叶夫根尼· 尼古拉耶夫(Evgeny Nikolaev)教授表示：“为了这项研究，我们采集了一系列蛋白质-非感染性疾病生物标记物。分析结果显示，在失重环境下，人体免疫系统的反应类似人体遭受感染后的反应，这是因为人体并不清楚该如何面对这种不熟悉的环境，因此便开启了全部可能的防御系统。” /p p 　　研究人员发现某些类型的蛋白质在整个过程中始终保持着稳定水平，另外一些蛋白质水平则出现了变化，但也很快恢复正常，但也有一部分蛋白质的浓度水平恢复过程较慢。 /p p 　　目前世界上各大航天机构都在积极谋划更加长期的深空载人飞行计划，此时此刻加深对于长期太空旅行可能对人体产生的影响就显得至关重要，这项研究结果显示人体似乎并不具备应对太空飞行的相应机制，因此必须竭尽全力尝试适应。 /p p 　　接下来，研究组打算继续深入分析，并针对更多特定的蛋白质进行研究，以便了解其背后的深层次机制。尼古拉耶夫教授指出：“在这项研究中，我们使用了定量蛋白质组学来对航天员血液样本进行分析，因此我们不仅能够检测到蛋白质的存在，它们的浓度也都能测定。”他说：“我们未来将用这种方法针对更多不同类型的蛋白质进行分析，观察它们与人体适应太空环境之间的对应联系。而为了更好地开展研究，未来还计划让航天员们在太空执行任务期间进行血液采样分析。” /p p /p

6月17日18时48分，聂海胜、刘伯明、汤洪波先后进入天和核心舱，这标志着中国人首次进入了自己的空间站！ 随后，航天员在核心舱内工作的更多影像资料流出，东西繁多但井然有序的舱室，鲜艳的中国国旗以及大大小小方方正正的包裹。可以看到，湘仪太空离心机已经进入了使用阶段，帮助宇航员们更好的完成工作——开展空间科学实验和技术试验，进行空间应用任务实验设备的组装和测试，按程序开展空间应用、航天医学领域等实(试)验，以及有关科普教育活动。（太空离心机研发人员）（湘仪离心机组织员工观看直播）

进驻天和核心舱的航天员陈冬（中）、刘洋（右）、蔡旭哲两个实验舱担负任务各不同中国载人航天工程新闻发言人、中国载人航天工程办公室副主任林西强4日在神舟十四号载人飞行任务新闻发布会上表示，神舟十四号飞行任务期间将全面完成以天和核心舱、问天实验舱和梦天实验舱为基本构型的天宫空间站建造，建成国家太空实验室。其中，问天实验舱主要面向空间生命科学研究，梦天实验舱主要面向微重力科学研究。林西强表示，作为国家太空实验室，中国空间站舱内可以部署25台科学实验柜，每台实验柜都是一个小型的太空实验室，可以支持开展单学科或多学科交叉的空间科学实验，整体达到国际先进水平。林西强说，问天实验舱主要面向空间生命科学研究，配置了生命生态、生物技术和变重力科学等实验柜，能够支持开展多种类植物、动物、微生物等在空间条件下的生长、发育、遗传、衰老等响应机理研究，以及密闭生态系统的实验研究，并通过可见光、荧光、显微成像等多种在线检测手段，支持分子、细胞、组织、器官等多层次生物实验研究，还支持开展不同重力条件下生物体生长机理的对比研究。林西强介绍，梦天实验舱主要面向微重力科学研究，配置了流体物理、材料科学、燃烧科学、基础物理以及航天技术试验等多学科方向的实验柜，支持开展重力掩盖下的多相流与相变传热、基础燃烧过程、材料凝固机理等物质本质规律研究以及超冷原子物理等前沿实验研究。同时，在天宫二号空间冷原子钟的基础上，将建立世界上第一套由氢钟、铷钟、光钟组成的空间冷原子钟组，构成在太空中频率稳定度和准确度最高的时间频率系统，开展引力红移、精细结构常数测量等前沿的科学研究。此外，还在舱外安排了材料舱外暴露试验装置和元器件与组件舱外通用试验装置，用于开展舱外实验项目。后续，还将发射与空间站共轨飞行的巡天空间望远镜研究设施，开展广域巡天观测。依托上述舱内科学实验机柜、舱外试验装置和巡天空间望远镜，在空间站建造阶段，共安排了近百项实验研究项目。空间站转入常态化运营后，还将实施较大规模科学研究，预期将有力推动暗物质与暗能量、星系形成演化、物质本质规律、生命现象本质和人在太空的响应变化规律，以及地球可持续发展等重大前沿科学问题的突破，为未来我国开展近地以远的载人空间探索提供深厚的科学和技术积累。

中国载人航天工程新闻发言人、中国载人航天工程办公室副主任林西强4日在神舟十四号载人飞行任务新闻发布会上表示，神舟十四号飞行任务期间将全面完成以天和核心舱、问天实验舱和梦天实验舱为基本构型的天宫空间站建造，建成国家太空实验室。其中，问天实验舱主要面向空间生命科学研究，梦天实验舱主要面向微重力科学研究。林西强表示，作为国家太空实验室，中国空间站舱内可以部署25台科学实验柜，每台实验柜都是一个小型的太空实验室，可以支持开展单学科或多学科交叉的空间科学实验，整体达到国际先进水平。林西强说，问天实验舱主要面向空间生命科学研究，配置了生命生态、生物技术和变重力科学等实验柜，能够支持开展多种类植物、动物、微生物等在空间条件下的生长、发育、遗传、衰老等响应机理研究，以及密闭生态系统的实验研究，并通过可见光、荧光、显微成像等多种在线检测手段，支持分子、细胞、组织、器官等多层次生物实验研究，还支持开展不同重力条件下生物体生长机理的对比研究。林西强介绍，梦天实验舱主要面向微重力科学研究，配置了流体物理、材料科学、燃烧科学、基础物理以及航天技术试验等多学科方向的实验柜，支持开展重力掩盖下的多相流与相变传热、基础燃烧过程、材料凝固机理等物质本质规律研究以及超冷原子物理等前沿实验研究。同时，在天宫二号空间冷原子钟的基础上，将建立世界上第一套由氢钟、铷钟、光钟组成的空间冷原子钟组，构成在太空中频率稳定度和准确度最高的时间频率系统，开展引力红移、精细结构常数测量等前沿的科学研究。此外，还在舱外安排了材料舱外暴露试验装置和元器件与组件舱外通用试验装置，用于开展舱外实验项目。后续，还将发射与空间站共轨飞行的巡天空间望远镜研究设施，开展广域巡天观测。依托上述舱内科学实验机柜、舱外试验装置和巡天空间望远镜，在空间站建造阶段，共安排了近百项实验研究项目。空间站转入常态化运营后，还将实施较大规模科学研究，预期将有力推动暗物质与暗能量、星系形成演化、物质本质规律、生命现象本质和人在太空的响应变化规律，以及地球可持续发展等重大前沿科学问题的突破，为未来我国开展近地以远的载人空间探索提供深厚的科学和技术积累。新华社酒泉6月4日电（记者李国利、张瑞杰）

欧洲空间局（ESA）即将发射其最新的欧几里得太空望远镜。该望远镜计划于7月1日从美国佛罗里达州卡纳维拉尔角发射升空，旨在帮助解开宇宙中最大的两个谜团：暗能量和暗物质。这两种“黑暗”成分构成了95%以上的宇宙，但人们看不见它们，对它们的构成也知之甚少，它们的名字由此而来。天文学家从人们所能看到的物质的行为推断出暗物质的存在，它们的行为就好像有一些额外的引力源把所有的东西聚集在一起。暗能量则具有相反的效果，导致整个宇宙加速膨胀。欧几里得太空望远镜携带两种科学仪器：一种是测量星系形状的可见光照相机，另一种是测量星系亮度和距离的近红外探测器。虽然它不是第一个使用这两种仪器的太空望远镜，但它的不同寻常之处在于计划观测大片空间，对10亿多个星系进行编目。“哈勃空间望远镜和詹姆斯韦布空间望远镜都非常棒，可以用非常高的灵敏度非常详细地观察很小的区域，但这有点像通过一根小吸管看天空。”欧几里得项目科学家、美国宇航局加利福尼亚喷气推进实验室的Mike Seiffert说，“借助欧几里得太空望远镜，我们更感兴趣的是对许多星系的一些性质进行测量，而不是单个星系和天体的特性。”研究人员将利用这些特性构建两种类型的宇宙地图。第一种将使用一种名为引力透镜的现象，在这种现象中，相对较近的物质会扭曲并放大其背后物体的光。这种扭曲远处物体表面形状的方式可以告诉人们充当透镜的附近物质的分布情况。欧几里得太空望远镜在其6年的任务中有望收集到大量数据，应该能使研究人员利用引力透镜现象绘制出宇宙中物质的分布情况，包括人们无法通过其他方式看到的暗物质。更精确地了解暗物质的分布将有助于人们弄清它的行为方式，并可能提供其真正构成的线索。另一种类型的地图利用的是宇宙物质分布的涟漪——重子声学振荡。这些涟漪最初是在大爆炸后不久以声波的形式形成的，当时宇宙是一个由粒子和辐射组成的炽热滚烫的“汤”。最终，“汤”冷却了，涟漪冻结在原地，保留为密度稍高的区域，随着宇宙膨胀，更多的星系倾向于在那里形成。绘制这些涟漪的异常密度图是一种研究宇宙膨胀如何以及为何膨胀的非常有效的方法。“观察早期宇宙中的涟漪是如何传播的，以及暗能量是如何影响这些涟漪的，将有助于我们理解宇宙的演化，以及宇宙是如何运作的。”Seiffert说。如果发射一切顺利，欧几里得太空望远镜应该很快就会开始揭开宇宙的奥秘。

问天实验舱24日成功发射，奔赴太空与中国空间站组合体“会合”。记者从中国科学院上海技术物理研究所(简称：上海技物所)方面了解到，科研人员对中国空间站科学实验系统中的微生物污染问题十分重视，问天实验舱也携带相关实验设备对微生物进行安全监测，其中一种方法便类似我们当下应对新冠病毒所采取的核酸检测法。 上海技物所生物技术科学实验系统副主任设计师刘方武在沪受访时称，空间站在轨运行的时候，形成一个密闭的有氧环境，这为航天员提供一个生存环境，但同时也为微生物提供了一个生存环境。 “在其他空间站上，人们发现空间站内的细菌、真菌有比较显著的生长变化过程，引起部分材料腐蚀，甚至一些病菌会影响航天员的身体健康。”刘方武说。 他介绍，科研人员对中国空间站科学实验系统的微生物安全监测有两种办法：一种是培养观察法，航天员可以擦拭实验系统重点区域，采集微生物，而后将其涂抹在培养基上进行培养，看看有没有菌斑长出来。另一种就是核酸扩增检测法，即：把采集到的样品装入微生物检测芯片中，通过仪器进行自动检测，这种方法一般约1个小时就可以出结果。 做完这些检测后，科研人员就可以了解空间站里的微生物污染情况，然后再考虑是否采取相应的去除措施。 上海技物所在此次任务中负责研制了生命生态科学实验系统和生物技术科学实验系统。上海技物所生物技术科学实验系统主任设计师张涛告知，航天员在太空要做很多事情，不仅是做实验，目前的实验系统工作模式有如下几种：其一，实验系统有非常强的自动化能力；其二，通过地面发送各种指令，来调整实验进程；其三，实验中有些简单操作，由航天员介入，系统设计人员从设计上也会尽量让操作简单、可靠。

NASA宇航员凯特鲁宾斯首次在太空利用MinION测序仪进行DNA测序。　　凯特鲁宾斯，2005年毕业于斯坦福大学医学院生物化学系及微生物学与免疫学系，获得癌症生物学博士学位，2009年进入NASA培训，成为一名合格的宇航员。英国牛津纳米孔公司提供的MinION测序仪，只有手掌大小。　　美国国家航空航天局(NASA)官网30日宣布，刚过去的周末，NASA宇航员凯特鲁宾斯在国际空间站内成功完成微重力条件下的DNA测序，这标志着人类已迎来“能对太空活体生物进行基因测序”的全新时代。　　刚完成测序任务的鲁宾斯表示，她与地面同事一起见证了基因和系统生物学研究来到了太空。“我们现在开启了一个全新的科学领域——太空基因组和系统生物学。”　　这次太空测序是“生物分子测序研究项目”的一部分。测序使用的是英国牛津纳米孔公司提供的MinION测序仪，只有手掌大小，既方便又快捷。测序原理是通过纳米孔施加电流，同时让含有检测样本的液体流经检测仪，不同的DNA分子会引起不一样的电流变化，通过电流变化就能识别出这种基因序列的生物。　　项目组将事先准备好的老鼠、病毒和细菌的DNA样本带到空间站，由鲁宾斯在太空进行检测，而地面团队成员同步对类似样本进行测序。比较后发现，太空和地球上的两种测序结果能完美匹配。　　项目主管、NASA微生物学家萨拉卡斯特罗-华莱士说：“下一步我们将把整个测序过程搬到太空，不再带样本到太空，而是直接在太空准备样本，然后进行基因测序。宇航员将不仅能对已知的生物测序，还能在太空完成取样、准备样本和测序整个过程，最终识别出未知的外星生命。”　　有了在太空中测序DNA的方法，就能识别出国际空间站内的微生物是否威胁宇航员的健康，帮助地面科学家随时了解宇航员们的生活环境，及时告知他们是否要做清洁或服用抗生素。太空DNA测序仪对未来造访火星等需要长时间待在空间站的宇航员来说，是保护他们健康的重要工具。　　另外，测序仪还会成为空间站其他科研的重要工具，比如直接检测绕轨飞行中遗传物质或基因表达的变异，而不用再像以前一样等几个月返回地球后才知道结果。

神舟十号载人飞船于近日成功发射后，教育部与中国载人航天办、中国科协共同主办了神舟十号航天员太空授课活动，这是我国首次太空授课，由中央电视台于6月20日10：04&mdash 10：55进行了现场直播，授课内容为太空环境下的科学实验。这是一次绝无仅有的授课活动。其意义不仅仅在于王亚平所站讲台的高度以及我国青少年因此得到的太空知识，更在于它向世界传递了我国在航天科技方面的独特探索&mdash &mdash 正如此次太空授课围绕&ldquo 微重力&rdquo 这一太空科学重大命题所设计的实验活动，既是航空科技的基础，也一直是各国太空科技竞赛的主题。 　　6月20日，神舟十号航天员在天宫一号为全国青少年进行太空授课。神舟十号航天员在天宫一号开展基础物理实验，展示失重环境下物体运动特性、液体表面张力特性等物理现象。 　　6月20日，来自北京16所学校的335名学生在中国人民大学附属中学设立的太空授课地面课堂现场等待太空授课开始。与此同时，全国8万余所中学6000余万名师生同步组织收听收看了太空授课活动实况。 　　这是航天员王亚平在演示失重环境下的物体运动。设备是物理课上常见的实验装置&mdash 单摆。王亚平沿切线方向轻推小球，奇妙的现象出现了，小球开始绕着T形支架的轴心做圆周运动&mdash 而在地面对比试验中，需要施加足够的力，给小球一个较大的初速度，才能使它绕轴旋转。原来，这也是因为在太空中重力消失，系统不具有回复力，在获得初速度后，单摆不会做往复运动而只做圆周运动。 　　这是在中国人民大学附属中学太空授课地面课堂，同学们举手向航天员王亚平提问。 　　这是航天员王亚平在演示太空质量测量。&ldquo 生活中如何测量质量？&rdquo 王亚平以提问的方式开始讲课。地面课堂的同学们有的说用天平，有的说用电子秤，还有人提到用&ldquo 曹冲称象&rdquo 的办法。但是，这些方法在太空失重的环境下都将&ldquo 失灵&rdquo ，那么航天员如何测体重？王亚平用天宫一号上的质量测量仪现身说法。他们从舱壁上打开一个支架形状的装置，聂海胜把自己固定在支架一端。王亚平拉开支架，一放手，支架便在弹簧的作用下回复原位。装置上的LED屏上显示出数字：74.0，这表示聂海胜的实测质量是74千克。王亚平解释说，质量测量仪的原理是通过弹簧产生力并测出力的加速度，然后根据牛顿第二定律计算出质量。 　　这是授课活动结束后，地面课堂的同学们和航天员们挥手道别。

随着航天技术的发展,人类对太空的探索日益深入。在太空环境中,宇航员的身体会发生一系列复杂的生理变化。为了更好地监测和保护宇航员的健康,利用前沿的生命科学技术来研究太空环境对人体的影响已成为一个重要课题。蛋白质是生命的基石，在一个有机体中执行所有的基本功能。在太空生物学研究中,蛋白质组学技术展现出巨大的应用潜力。Seer公司成立于2017年，是蛋白质组学分析领域的代表企业之一，拥有独特的纳米粒子技术，能够实现深度、快速、大规模的蛋白质组学分析，其提供的产品组合包试剂、耗材、自动化仪器和数据分析软件。Seer也陆续与高分辨质谱仪器供应商如赛默飞、布鲁克等达成合作，允许seer提供赛默飞Orbitrap和布鲁克timsTOF质谱系统作为整体工作流程的一部分，为用户提供完整的解决方案。本文摘录整理了Seer公司首席科学家Daniel Hornburg博士在the Medicine Maker的采访内容。文中与Hornburg博士就蛋白质组学技术在太空生物学研究中的应用进行讨论，重点关注其对于监测宇航员生理状态、找出生物响应机制等方面的意义。Seer公司正在对宇航员的蛋白质组学开展研究,希望这些发现能让科学家更多地了解蛋白质在太空环境下的工作方式以及如何应对疾病。Daniel Hornburg博士在蛋白质组学和生物标志物领域有着丰富的研究经验，他也是HUPO 2022蛋白质组科学与技术奖获得者，其在纳米-生物相互作用方面的跨学科研究奠定了Seer Proteograph产品的基本原理，并推动了跨学科研究和技术开发的进展。Daniel Hornburg博士问：你(和Seer公司)是如何对太空产生兴趣的?我一直被对理解世界运转机制的渴望所驱动。当我还小的时候,我想成为一名宇航员或科学家。作为一名科学家,我仍然对太空旅行和天文学充满着好奇,但我已经研究生物分子超过15年了,这些分子涵盖从肽到蛋白质再到脂质和代谢产物等生命的组成成分。在Seer,我的团队通过开发和使用新的技术来更快、更深入和更精确地检测成千上万种生物分子,推动跨学科研究。Seer正在构建定量探索蛋白质组的平台技术,我们认为这是生物学的下一个前沿。与基因组相比,蛋白质是动态调节的,生化复杂,并且更接近表型 因此,分析蛋白质组为我们提供了一个机会,可以以更详细、更直接的方式来理解人类健康和疾病。样本如血浆中的蛋白质,其丰度分布在多个数量级中。事实上,只有22种蛋白质构成了99%的血浆蛋白质质量。蛋白质丰度的有挑战性的动态范围使得无论是检测通量还是对低丰度部分蛋白质组的覆盖深度的扩展在技术上都面临很大的挑战。我们相信,大规模深入定量血浆蛋白质组将使科学界能够发现新的生物标志物,这些标志物可以提供受试者健康状态的信息,并与基因组信息一起扩展我们对疾病的机制理解。问：太空环境如何影响宇航员的蛋白质?迄今约有600人进入太空,这些宇航员科学家本身通常都会成为每次新任务的实验对象。宇航员数据集非常独特,包含详细的生理学信息。实验方法和技术每年都在发展,我们的认识也在不断深入。利用当前一些较新的数据定量工具,我们有一个非常好的机会来进一步研究人类蛋白质组。蛋白质是所有细胞的功能性构建块,并介导几乎所有的生物过程。与所有的生理反应一样,疾病中也都涉及到蛋白质的作用。例如,如果宇航员由于微重力而出现肌肉萎缩,那么很可能就涉及到降解其他蛋白质复合物的蛋白质。当压力导致炎症水平升高时,这一过程就会受到循环血液中的细胞因子等信号蛋白质的调节。即使是一个被打乱的昼夜节律也会与蛋白质组的改变有关。我们才刚刚开始理解诸如太空等环境是如何重编程我们的蛋白质组的。航天医学研究转换学院(TRISH)是一个由贝勒医学院、加州理工学院和麻省理工学院组成的学术联盟。TRISH与NASA紧密合作,开发和资助创新型健康研究和技术开发,具有两个目标:i)帮助宇航员保持健康 ii)将太空健康研究的知识和投资应用于惠及地球上的所有人。迄今,只有有限数量的记录在案的研究调查了太空飞行对人体蛋白质组的影响。由于技术限制,记录在案的少量人体研究所依赖的分析工具并未提供足够深入的洞察力。研究蛋白质组的子集确实提供了有价值的信息,但我们对极端环境如何影响人体生理学的系统级理解还存在一个空白。利用当前一些较新的数据定量工具,我们有一个非常好的机会来进一步研究人类蛋白质组。问：关于Seer与NASA、康奈尔医学院和SpaceX的合作,您能透露什么信息?Seer于2021年开始与SpaceX和TRISH合作,以了解人类在太空旅行期间会发生什么变化。Seer贡献的是利用我们开发的新型纳米颗粒工作流进行的深层血浆蛋白质组学探索,同时利用非标记质谱法进行检测。其他合作伙伴正在探索人类健康的不同分子层面 例如,康奈尔医学院正在研究宇航员的微生物组。最终,研究人员将结合分子层面得到一个更完整的图片,了解太空的力量如何影响人类。2021年9月,SpaceX发射了其激励4号任务,在近地轨道上度过了三天时间。我们的合作伙伴从四人乘员(两男两女)中采取了发射前和返回后样本。Seer目前正在分析这些样本,确定飞行如何改变了血液的分子组成。我们的纳米颗粒技术可以压缩并捕获血浆中极大的(及通常无法进入的)分子信息量所形成的所谓蛋白层,使其对下游检测器如质谱仪更易检测。 然后,我们使用机器学习来解释这些信号,这些信号告诉我们每个样本的分子组成,并揭示宇航员的生物分子状态。 然后,我们可以在四名宇航员之间比较飞行后分子信息,也可以与他们的飞行前分子信息进行比较。这告诉我们低重力、更高水平的辐射和太空的其他方面如何在分子水平上影响人体,这反过来又可以帮助我们为未来的太空任务做准备。问：理解生物学如何对极端环境做出反应,将如何有益于生物医学研究?生命很复杂,研究人体如何对太空的压力做出反应,不仅可以帮助我们为未来的任务做准备,而且还可以更好地理解一些生物分子的生理和病理作用。例如,与RNA分子或基因组相比,由于蛋白质与表型的联系更近,我们预期蛋白质将动态响应扰动,提供身体状态的快照及其如何适应变化环境。重要的是,以规范化和统一的方式向公开访问数据库贡献数据,为所有医学研究者设置了一个很好的先例,无论他们是研究太空适应还是正常人体生理学问：你们工作中面临的最大挑战是什么,如何应对这些挑战?我们的技术可以定量成千上万种蛋白质。一个关键挑战是,到目前为止,我们只研究了少数几个受试者,而且他们的人口统计学信息非常狭窄,且我们只在飞行前后采样了几个时间点。 有限的多样性和样本数量从统计学的角度来看提出了挑战。 一些变化将是微妙的,需要在任务期间进行更频繁的采样以及从更多的生物重复(宇航员)中才能变得明显。尽管我个人认为这是一个去太空的绝佳理由,但当前的研究将产生我们可以在地球上进行后续实验以验证的假设。 最终,我们会增加在太空进行的多组学研究的数据点和“多样性”,以便准确地从个体推广到人群,但我们必须从某个地方开始学习和进步。

近日，美国科学家成功绘制出太空中等离子体波类似斑马线的波谱图，并证明了等离子体波是由围绕地球磁场线呈环状分布的质子激发产生的。等离子体波谱图的绘制可帮助科学家更准确地理解太空辐射和模拟太空环境，或有助于更好地保护宇航员和太空设备。　　20世纪60年代，加州大学洛杉矶分校研究生克里斯托弗拉塞尔在范爱伦辐射带(围绕地球的含有高能粒子的圆环)检测到了神秘的等离子体波，它们普遍存在于近地空间，但科学家却一直无法解释这些等离子体波是如何产生的。现在，这一谜题已被解开。　　据加州大学洛杉矶分校官网报道，该校地球物理学家尤里施普里茨领导的研究团队通过卫星观察到13个在太空中等间距分布的线，在赤道附近发现了结构稳定的类似斑马线的等离子体波波谱，根据上述结果绘制了等离子体波的模式图。研究人员还发现，围绕地球磁场线呈环状分布的质子能够为等离子体波提供能量，并证明等离子体波是由这些质子激发产生的。　　赤道附近的等离子体波能使范爱伦辐射带内的粒子加速到高能状态，并使这些粒子消失在大气层内。这一现象可能对地球磁层、电离层和中高层大气有重要影响，其对太空中电子和离子的加速和扩散可能造成卫星通讯故障甚至使之完全失效，还可能伤害宇航员的健康。　　施普里茨说：“等离子体波谱图的绘制有助于科学家更准确地理解太空辐射和模拟太空环境，以及更好地保护宇航员和太空设备。”　　现在已经是空间物理和行星学教授的拉塞尔说：“施普里茨的工作非常有意义。我在1966年观察到的神奇现象终于得到了合理解释。”

8月30日开播|类器官与器官芯片专场-第六届细胞分析大会国内首例太空器官芯片研究|国际上首例人工血管组织芯片研究8月19日，在载人航天工程空间应用与发展情况介绍会上，中国航天员系统副总设计师李莹辉表示，在中国空间站任务期间，科研团队完成了国内首例太空器官芯片研究（太空器官芯片在长期微重力条件下的培养实验），这也是国际上首例人工血管组织芯片研究。该太空血管组织芯片（Taikonaut-Blood-Vessels-on-a-Chip, Taikonaut）由东南大学苏州医疗器械研究院顾忠泽院长率领的研究团队、中国航天员科研训练中心、数字医学工程全国重点实验室及江苏艾玮得生物科技有限公司经过30多个月时间共同开发制作。作为国内首例太空器官芯片研究牵头单位之一，东南大学苏州医疗器械研究院的科学家们表示：太空器官芯片研究主要有两个目的，一是了解人体在太空微重力环境下血管组织结构的功能性变化，二是寻找治疗人类在衰老过程中心血管病变的治疗方法。12位嘉宾在线分享类器官和器官芯片干货知识|iCCA2023人体器官芯片，是生物医学工程的一个新的研究方向，可高仿真地模拟人体器官功能。比如，此次通过人体血管组织芯片的设计研究，可以了解失重环境对航天员以及未来的太空乘客的血管存在哪些影响，筛选药物以及采取有效的对抗防护措施，保障长期飞行中航天员的健康和乘客的健康具有重要的意义。该团队的工作，是类器官和器官芯片领域蓬勃发展的一个缩影，与此同时，国际和国内也有越来越多的相关研究机构和企业开发出越来越多的迷你人体芯片模型。相信这些迷你的人体替身，将更好的帮助人类解开疾病之谜，筛选出更好的新药和治疗方法，服务于人民健康事业。仪器信息网于2023年08月30日-09月01日举办第六届细胞分析网络会议（iConference on Cell Analysis，iCCA 2023）。大会首日8月30日，特设【类器官与器官芯片】专题会场，12位嘉宾在线分享类器官的构建及流式、细胞成像等表征分析技术的应用！类器官与器官芯片在细胞分析中的应用与发展陈早早 江苏艾玮得生物科技有限公司 副总经理、东南大学 副研究员【摘要】人体器官芯片并非电子产品，而是一种‘体外的活的人体器官’，简单的说，即科研人员利用人体自身的干细胞，在U盘大小的芯片上制作出微缩的人体器官，以模拟人体相应器官的功能，制造出要用显微镜才能观察到的体外迷你的‘心脏’、‘肝脏’、‘肾脏’等等。人体器官项目正逐渐从研发端走到应用端的“最后一公里”。不仅在药物发现、细胞分析、环境评估、精准医疗、航天医学方面都有器官芯片的应用。分会场设置日期上午下午08月30日类器官与器官芯片08月31日单细胞分析技术（上）：微流控/质谱单细胞分析技术（下）：测序/代谢组学09月01日细胞治疗产品的CMC质量控制分析细胞成像分析技术iCCA 2023 交流群8月30日|类器官与器官芯片主题日程