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實踐十號科學(xué)載荷“高等植物箱”中的擬南芥,在太空成功開花,科研人員在處理花枝。
直升機帶著返回艙來到預(yù)定地點。
直升機飛走后,工作人員將實踐十號衛(wèi)星返回艙運送至載荷交接現(xiàn)場。
浙江大學(xué)教授王金福(中)現(xiàn)場回收“骨髓培養(yǎng)箱”,重點研究微重力空間中人的骨細胞分化能力。
從返回艙卸下的載荷——生物輻射盒,里面裝有經(jīng)過太空之旅的植物種子和線蟲。
我國首顆微重力科學(xué)實驗衛(wèi)星“實踐十號”的回收艙已于4月18日成功回收。實踐十號傍晚從太空滿載而歸,科學(xué)家們忙著拆箱看寶貝,直到深夜。想看看實踐十號衛(wèi)星從太空淘回哪些寶貝嗎?請看《經(jīng)濟日報》記者從內(nèi)蒙古回收現(xiàn)場發(fā)回的報道。
收獲1:
各項在軌實驗數(shù)據(jù)理想
在軌運行期間,實踐十號衛(wèi)星利用太空中微重力等特殊環(huán)境,開展了19項空間科學(xué)實驗,主要研究、揭示微重力條件和空間輻射條件下物質(zhì)運動及生命活動的規(guī)律,這些實驗進展如何?
在軌段12天,19項科學(xué)實驗按照既定在軌實驗實施細則有序開展,遙測、數(shù)傳數(shù)據(jù)完整。衛(wèi)星下傳的科學(xué)實驗數(shù)據(jù)主要包括視頻、圖像以及科學(xué)實驗參數(shù),同時也得到了與科學(xué)實驗相關(guān)的衛(wèi)星參數(shù),如衛(wèi)星留軌艙和返回艙的3軸統(tǒng)計微重力水平、衛(wèi)星艙內(nèi)溫度等。
實踐十號衛(wèi)星科學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)副總工程師、中科院動物研究所研究員段恩奎接受記者采訪時說,依據(jù)對衛(wèi)星下傳數(shù)據(jù)中已獲得的空間實驗結(jié)果初步分析,實踐十號返回式微重力衛(wèi)星科學(xué)實驗進展順利,總體達到了預(yù)期的科學(xué)實驗要求,取得了預(yù)期的科學(xué)實驗結(jié)果,“一些新實驗現(xiàn)象已超越國際上對微重力環(huán)境下其結(jié)果的預(yù)言”。
此外,有10個項目的科學(xué)家依據(jù)對衛(wèi)星下傳的科學(xué)實驗結(jié)果的及時處理、分析和判斷,提出了優(yōu)化調(diào)整需求,通過與技術(shù)、工程團隊的通力合作,利用預(yù)案變更途徑和應(yīng)急注入等手段,對其后期在軌科學(xué)實驗進行了多次優(yōu)化與調(diào)整,改變了空間實驗參數(shù),獲得了更為理想的實驗結(jié)果。
收獲2:
首次實現(xiàn)哺乳動物胚胎在太空發(fā)育
在衛(wèi)星回家之前,我國科學(xué)家已通過實踐十號衛(wèi)星下傳的實驗圖像看到一項重大科研成果。
“我們在全球首次實現(xiàn)了哺乳動物胚胎在太空的發(fā)育?!毙l(wèi)星中搭載的胚胎培養(yǎng)箱負責(zé)人段恩奎非常高興地告訴記者,團隊在全球第一次于地面上得到了小鼠胚胎在太空發(fā)育的清晰照片。
實驗團隊的“微重力條件下哺乳動物早期胚胎發(fā)育研究”項目,攜帶著數(shù)千枚2細胞小鼠早期胚胎,于4月6日搭乘實踐十號衛(wèi)星升空。衛(wèi)星上天十幾小時后,從發(fā)回的照片上,研究人員發(fā)現(xiàn)小鼠細胞開始分裂發(fā)育,從2細胞到4細胞、8細胞、16細胞……到60小時后,有些小鼠細胞已發(fā)育成囊胚。
哺乳動物在太空環(huán)境中能否正常繁衍是科學(xué)家們一直探索的前沿課題,這關(guān)系著人類未來能否進行長期太空旅行,在太空中繁衍生息。
段恩奎介紹說,太空中的動物繁衍實驗,此前只做成過果蠅、金鳉魚等非哺乳類動物,但哺乳動物胚胎在太空發(fā)育的研究,一直未獲成功。1996年,美國NASA在哥倫比亞號航天飛機上曾搭載了49枚小鼠2細胞和8細胞胚胎,但等衛(wèi)星回收后再觀察,這些胚胎沒有一個發(fā)育。2006年,中國的實踐八號衛(wèi)星在完成主要任務(wù)航天育種實驗的同時,順帶加上了段恩奎參與的小鼠胚胎發(fā)育實驗。這次實驗讓我國建立起一套太空胚胎成像系統(tǒng),照片順利傳回地面,但沒有看到小鼠胚胎細胞在太空中的發(fā)育。
為了本次搭載實驗,研究人員歷經(jīng)10年,用了幾萬枚胚胎做了上百次的實驗,研制出一套適合胚胎在太空發(fā)育的密閉培養(yǎng)系統(tǒng)。技術(shù)人員也提供了更優(yōu)良的條件,中科院上海技術(shù)物理所的張濤等人將設(shè)備齊全的“實驗室”濃縮成一個17公斤重、僅有家用微波爐大小的培養(yǎng)箱。衛(wèi)星發(fā)射流程也進行了優(yōu)化,小鼠的2細胞胚胎樣品是在衛(wèi)星發(fā)射前8小時安裝進去的,最大程度保障了實驗不受地面因素干擾。
現(xiàn)在,衛(wèi)星已經(jīng)返回地面,段恩奎表示,將把收回的樣本迅速送到實驗室,進一步分析,判斷太空環(huán)境是促進還是抑制了胚胎的發(fā)育,其機理又是什么。
收獲3:
一大波重要成果向我們涌來
實踐十號衛(wèi)星有兩個艙:回收艙和留軌艙?;厥张摲祷睾?,衛(wèi)星留軌艙繼續(xù)在軌工作。目前留軌艙全部8個項目的空間實驗計劃已排定。煤燃燒實驗按照預(yù)定的方案主要在留軌段完成;其他實驗項目各有1~2次的空間實驗機會,完成預(yù)定的科學(xué)實驗以及開展部分拓展實驗。衛(wèi)星留軌段讓我們有機會開展危險性、拓展性的科學(xué)實驗,它將是對前期在軌段實驗的有益補充。期間,科學(xué)實驗結(jié)果仍通過衛(wèi)星原遙測、數(shù)傳發(fā)射機下傳。
而搭載實踐十號衛(wèi)星回收艙返回地球的科學(xué)樣品涉及11項空間科學(xué)實驗,其中2項為微重力科學(xué)實驗,剩余9項為空間生命科學(xué)實驗,涉及領(lǐng)域包括:微重力流體物理、空間材料科學(xué)、空間輻射生物學(xué)效應(yīng)、重力生物學(xué)效應(yīng)、空間生物技術(shù)等。
這些實驗的負責(zé)人都已經(jīng)迫不及待地來到內(nèi)蒙古回收現(xiàn)場,接收他們的寶貝成果。
回收“植物培養(yǎng)箱”的上海生命科學(xué)研究院植物生理生態(tài)研究所研究員蔡偉明說,他們培養(yǎng)的是模式植物,項目屬于重力生物學(xué)范疇,研究植物怎么感受失重,怎么把這種物理刺激變成生物化學(xué)信號傳下去,會產(chǎn)生什么影響。“已經(jīng)發(fā)現(xiàn),植物細胞壁會受微重力環(huán)境影響,變得松弛。植物在地球上從沒接觸過微重力環(huán)境,面對新環(huán)境,它產(chǎn)生了新的適應(yīng)。這個新發(fā)現(xiàn)為我們研究生物適應(yīng)性提供了新依據(jù),我們還將根據(jù)回收樣品做進一步分析研究。”蔡偉明說。
浙江大學(xué)教授王金福此次來回收“骨髓培養(yǎng)箱”,這是浙江大學(xué)和中科院空間科學(xué)院的合作項目?!坝詈絾T進入太空后回來,骨質(zhì)變化很厲害,一個宇航員在太空一個月丟失的骨質(zhì)相當于孕婦一年丟失的骨質(zhì)?!蓖踅鸶Uf,這次研究的目標,就是在真實空間,看人的骨細胞分化能力與地面比較,會有什么變化?導(dǎo)致分化能力變化的原因是什么?關(guān)鍵的細胞信號分子是什么?這樣可以有針對性地開發(fā)出新藥物,促進骨細胞生殖,維持骨質(zhì)平衡。
中科院力學(xué)研究所研究員徐升華來回收中歐合作項目“Soret實驗箱”和“Soret控制箱”,這是一個研究微重力環(huán)境下石油組分熱擴散效應(yīng)的實驗,對石油開采有應(yīng)用價值,“一個深海油田的油井,打井費用上億元。在微重力環(huán)境下對石油組分熱擴散效應(yīng)進行研究,可以排除地面重力因素干擾,精確測量相應(yīng)的Soret系數(shù),進而幫助建立模型,對地底石油組分分布和油氣界面位置進行精確預(yù)測,提高石油開采效率,減少開采成本”。
無論是回收艙還是留軌艙,這19項實驗將有不少后續(xù)處理和研究分析工作,它們將帶來一大波具有自主知識產(chǎn)權(quán)的重大創(chuàng)新科技成果,幫助科學(xué)家們突破生物技術(shù)、高新材料和生命科學(xué)等領(lǐng)域的難題。
?。ㄔd于《經(jīng)濟日報》 2016-04-20 10版)
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