光明日报记者 王好意思莹

　　在天际，科学试验正在进行。中国科学院空间应用工程与时代中心高等工程师、应用发展室副主任巴金先容，中国空间站在轨起始的两年间，已实施180余项科学与应用技俩，上行科学与应用任务近两吨试验模块、单位及样品等科学物资，下行空间科学试验样品近百种，获取科学数据卓绝265TB。经国内百位院士、千余位行家的多年论证，开展了包括空间人命科学与东说念主体辩论、微重力物理科学、空间天文与地球科学、空间新时代与应用4个界限、32个辩论主题的联系辩论，竖立了具有国外先进水平的20余个舱内科学试验柜和3个舱外裸露试验平台，正在研制具有国外竞争力的2米口径空间站巡天际间千里镜（CSST）等法子。

　　1.天际种粮不是梦

　　插足空间微重力环境，植物是否大概平常孕育呢？空间站提供了专有的微重力环境，好多迫切的农业性状——株型、根系的差异、叶的夹角、植株的高矮、茎秆的强度等齐受到重力影响。中国科学院分子植物科学迥殊变调中心试验师王丽华先容，空间站微重力环境为揭示地球重力在植物孕育发育中的作用实质提供了新的视角和路线。

　　空间站孕育的铟硒半导体晶体。中国科学院供图

　　早在2002年，中国科学院分子植物科学迥殊变调中心辩论员郑慧琼课题组开展了从空间细胞会通到气象植物全人命周期培养的系列试验。在中国空间站开展的“微重力下愚弄着花基因调控植物着花时代的分子路线”技俩主要辩论内容包括：分析相比微重力在植物着花经由中的作用；获取微重力调控植物着花的分子基础与舛误基因的抒发变化；判辨永恒空间微重力条款下，植物着花基因抒发的调控会聚机制在植物对空间环境适当性中的作用机理。

　　在微重力条款下高等植物着花调控的分子机理试验技俩中，科研东说念主员愚弄在轨及时图像和复返的拟南芥试验材料，取得了不同着花时代拟南芥反应微重力的孕育发育表型数据，和全国比对转录组数据。王丽华先容，这些数据不仅为潜入判辨植物通过调度着花时代，适当空间微重力的分子机理提供了全新的视角，也为愚弄联系的转录调控元件，东说念主为为止空间植物的着花时代、培育具有较强空间环境适当才调的植物，提供了新的路线。

　　“中国空间站实考表现注解了微重力条款再生稻出产的可行性，通过一次教会屡次收货，不错提高空间愚弄率，也为异日空间人命生态生保系统愚弄水稻进行食粮出产提供新的念念路。”王丽华默示。

　　辩论团队还完成了水稻“从种子到种子”的全人命周期空间培育，在国外上初度取得空间发育的水稻和再生稻新的种质资源，并在样品复返大地后已毕了大田教会。如今，收货的稻种已繁育到了第三代。

　　2.初度已毕斑马鱼空间产卵

　　天际鱼类繁衍不仅有助于辩论空间环境对脊椎动物孕育发育与行为的影响，还不错为异日天际生涯提供更多可能性。举例，为地外东说念主类径直提供动物性卵白食品，以及为永恒天际基地的生态轮回系统缔造打下基础。

　　当作四大气象生物之一，斑马鱼因基因与东说念主类基因相似度高且体形小、孳生快、发育周期短，成为人命科学界限气象生物的略胜一筹，被称为“水中小白鼠”。

　　我国初度在轨建立的空间自轮回水生生态系统。中国科学院供图

　　2024年4月至6月，空间先进水生生保系统随神舟十八号飞船告捷放射插足中国空间站，并安装在问天舱人命生态柜，开展空间试验，初度已毕了斑马鱼空间产卵，并完成了斑马鱼在轨转运安装、3次汲水样、1次鱼卵网罗、1次更换鱼食、试验终局后样品灭活毁掉等航天员操作。

　　这次斑马鱼天际试验各项监测办法平常，系统起始平常，圆满完成各项任务地方。通过全国对比发现，斑马鱼在轨出现背腹面倒置拍浮、旋转携带、转圈等空间携带行为特殊征象。金鱼藻在试验时代也有明白孕育，生物量算计加多了1.5倍独揽。

　　“这批斑马鱼创下了天际存活43天的世界记载，这亦然中国空间站第一次迎来水活泼物。”中国科学院水生生物辩论所辩论员王高鸿默示。在中国空间站开展的斑马鱼试验，创造了国外上迄今水生生态系统空间起始的最长时代，已毕了我国在空间培养脊椎动物的阻挠，并判辨空间环境对脊椎动物孕育发育与行为的影响，为空间密闭生态系统物资轮回辩论提供表面复古。

　　王高鸿回忆，辩论团队于2011年头度将包含小球藻、水泡螺等仅有洋火盒大小的试验安装奉上天际，在天际遨游了17天，只可进行“暗箱试验”。如今，装载4尾斑马鱼和4克金鱼藻的天际试验安装，容量已达1.2升，且在“天际水族箱”配备了录像探头、自动喂食、温度为止、光照为止等丰富的开辟。

　　“该辩论将为后续愚弄斑马鱼当作脊椎动物气象生物，开展全面系统的空间生物学表面辩论和空间水产开发提供了迫切辩论平台。”王高鸿走漏，异日还要已毕斑马鱼在天际“从卵到卵”的全人命周期繁衍，后续可愚弄现存水生生保系统平台，开展骨丢失、肌肉萎缩、内分泌庞杂、免疫和养分代谢等辩论。

　　3.防治肌肉萎缩等“天际病”

　　航天失重会对东说念主体产生诸多的生理影响，骨骼肌的败落是天际微重力环境下迫切的生理变化之一。因此，保险永恒飞行中航天员的健康、开展航天医学辩论止境迫切。

　　基于中国空间站的“生物时代试验柜”和“手套箱及低温存储柜”功能，中国科学院上海养分与健康辩论所和上海时代物理辩论所勾搭，已毕了小鼠骨骼肌细胞的在轨培养和分化，不雅察到了细胞会通和肌管变成等征象。在国外上初度愚弄骨骼肌细胞自噬荧光叙述系统，通过全国比对分析，发现了空间微重力环境影响骨骼肌细胞自噬的法例。

　　职责主说念主员搜检中国空间站第七批空间科学试验样品转运包状态。新华社发

　　“科研东说念主员愚弄载东说念主空间站提供的永恒微重力条款，辩论了空间微重力对骨骼肌细胞的影响，重心怜惜了细胞的孕育、分化等情况。”中国科学院上海养分与健康辩论所副辩论员李俞莹先容。

　　2022年11月，细胞样品上行，愚弄生物时代试验柜告捷已毕了小鼠骨骼肌细胞的在轨培养和分化，不雅察到了细胞会通和肌管变成等征象，并初度在轨检测到微重力环境下肌细胞的自噬征象，网罗了真正微重力条款下的肌细胞样品和相应的培养液。完成在轨试验后，样品于2023年6月由神舟十五号载东说念主飞船复返舱带回大地。

　　“更迫切的是，咱们愚弄高通量测序取得了空间骨骼肌细胞基因抒发图谱，发现了空间微重力环境通过影响自噬导致肌萎缩的可能机制及潜在分子靶标。”李俞莹说，这不仅有望匡助航天员看护肌肉量、改善他们的健康现象，也将为肌少症患者寻找新的调节法子，辩论后果可实施应用于大地的肌少症患者及永恒卧床病东说念主。

　　4.半导体性能在“玉阙”优化

　　铟硒半导体，不错辗转、扭转、压缩而不易落空，不仅具有传统半导体材料优异物感性能，还可像金属相同塑性变形和机械加工。但铟硒晶体颓势密度极高，严重影响半导体器件性能和材料应用。空间微重力环境下产生的“非战争效应”和雄厚的固液界面可处分这一繁难。

　　空间环境联系的微重力条款，为半导体材料制备和联系机理辩论提供了专有的平台和条款。“以非战争效应为例，在空间站微重力条款下，晶体材料和石英坩埚之间不错变成疏忽，幸免熔体和容器径直战争，进而排斥应力对材料孕育的影响。”中国科学院上海硅酸盐辩论所辩论员刘学超解释说。

　　北京航天飞行为止中心拍摄的天舟八号货运飞船与空间站组合体完成交会对接的模拟图像。新华社发

　　上海硅酸盐所致密研制了材料界限的两个安装——无容器科学试验柜和高温材料科学试验柜中枢试验模块。2022年10月31日，高温材料科学试验柜随梦天舱告捷放射入轨时，其内存放着首批科学试验样品。200余天后，包括铟硒晶体在内的部分样品侍从神舟十五号航天员复返地球。

　　“历经70小时，在空间站高温材料试验柜中，辩论团队奏凯完成铟硒半导体晶体孕育试验，取得齐备的晶体样品。”刘学超先容，在我国空间站高温材料试验柜大地镜像系统，辩论团队开展了铟硒样品的大地匹配试验，辩论了晶体孕育温度、晶体孕育速率、温度梯度等对晶体孕育的影响。

　　辩论团队发现，在微重力条款下，空间晶体的位错密度比大地着落了几十倍，致使在孕育初期存在近零位错区域。刘学超分析说念：“淌若不错攻克铟硒半导体颓势密度极高的瓶颈，它将有望制成世界上速率最快、能耗最低的晶体管。”

　　“咱们还发现晶体材料‘变胖’了！在微重力环境下，晶体结构可能发生了延迟征象。”刘学超默示，微重力环境中，晶体颓势密度大幅镌汰、结晶质料更好、晶体管器件性能擢升，这些征象将为在大地阻挠铟硒半导体舛误制备时代提供迫切复古。

　　异日，除了用更多不同试验法子分析已有材料的特质，刘学超团队还辩论开展微重力孕育掺杂铟硒晶体及性能辩论、附加旋转磁场孕育铟硒晶体及性能调控辩论、掺杂铟硒空间/大地晶体质料对等到半导体器件辩论等职责。

　　空间科学是探索迫切科学法例、取得显赫应用效益的阻挠口。中国空间站当作我国隐敝空间科学联系学科界限最全、在轨复古才调最强，且兼备有东说念主参与和荆棘走时送等专有上风的国度天际试验室，为我国开展高水平空间科学与应用辩论提供了千载难逢的发展机遇，也将成为我国锚定2035年建成科技强国的迫切变调驱能源。

　　《光明日报》（2025年01月23日 16版）