人類，終將走出地球母親的懷抱，投向無垠太空。
在中國空間站周全建成兩周年之際，中國載人航天工程辦公室日前初次發布《中國空間站迷信研討與利用停頓陳述》（2024年）（以下簡稱《陳述》），對兩年來中國空間站的迷信研討與利用停頓停止了體系性總結，集中回應社會各界對中國空間站扶植成長的關心等待。此中，在中國空間站展開的系列科技項目尤其惹人注視。本期，讓我們走進中國空間站這座國度太空試驗室，了解一下狀況那些在太空展開的迷信研討和利用，畢竟有何紛歧般？
不成多得的太空試驗室
中國空間站由天和焦點艙、問天試驗艙和夢天試驗艙構成，是我國自力自立design的“太空之家”。這三個艙段均有自力的電源、把持、推動和測控體系。中國航天科技團體無限公司第五研討院空間站體系總design師楊宏院士先容，經由過程交會對接和在軌立體轉位完成組裝建造，中國空間站與載人飛船、貨運飛船等配合組成百噸級載人空間站，應用信息收集技巧融會應用各航天器效能與資本。
這三個艙段各有何妙用？楊宏先容，天和焦點艙擔任空間站的同一治理和把持；問天試驗艙展開空間迷信實（試）驗，同時具有動力治理、信息治理、把持體系和載人周遭的狀況等要害效能備份；夢天試驗艙重要展開空間迷信實（試）驗。
中國空間站的建成，標志著我國自力把握了近地軌道年夜型航天器在軌組裝建造技巧，具有了展開空間持久有人介入迷信技巧實（試）驗的才能。今朝，在中國空間站展開的首批空間迷信、利用試驗與技巧實驗項目停頓順遂、結果豐富，具有必定的前沿性和立異性。
《陳述》顯示，包養網比擬今朝，中國共計劃了空間性命與人體研討、微重力物文科學、空間地理與地球迷信、空間新技巧與利用四年夜研討範疇、32個研討主題。截至2024年12月1日，已在軌實行181項迷信與利用項目，下行近2噸迷信物質，下行試驗樣品近百種，獲取迷信數據跨越300TB。這些結果周全展現了我國在空間科技範疇的才能程度和立異精力，同時也為后續空間迷信研討獲得衝破性迷信機理認知、加快結果轉化和獲得遼闊利用效益總結了無益經歷。
憑仗持久微重力、宇宙輻射等奇特周遭的狀況前提，以及航天員切身介入、六合往復運輸等凸起上風，中國空間站已然成為一座彌足可貴的國度太空試驗室。
多個國際外“初次”造福民眾
此次發布的《陳述》從今朝已下行樣品、獲得研討數據、完成在軌試驗、取得凸起停頓的迷信與利用項目中，擇優遴選了34項代表性迷信研討與利用結果予以先容。可以看到，這些代表性結果，完成多個國際外“初次”。
在空間性命迷信與人體研討範疇，中國科研團隊完成了水稻“從種子到種子”的全性命周期空間培養，在國際上初次取得空間發育的水稻和再生稻新的種質資本，并在樣品前往空中后完成了年夜田蒔植，證實在空間站發育的水稻種子具有活氣和滋生才能。
在斑馬魚實包養網驗中，科研團隊研制的空間水生生態體系在空間站穩固運轉43天，完成了中國在太空培育脊椎植物的衝破，取得了國際上空間水生生態體系在軌運轉的最長記載。迷信家還經由過程六合對照發明，斑馬魚在軌呈現背腹面倒置泅水、扭轉活動、轉圈等空間活動行動異常景象。為后續應用斑馬魚作為植物模子停止航天員空間安康研討樹立了試驗平臺，為將來構建空間生態體系供給了傑出的生物元件。
令人欣喜的是，應用生物技巧試驗柜展開的空間微重力下的人胚胎干細胞的晚期造血分化試驗，初次在軌完成人多能干細胞分化出造血干細胞/前體細胞，提醒微重力經由過程影響整合素電子訊號來增進晚期造血分化的分子機制，為處理空中人多能干細胞造血分化效力低的題目供給了新思緒。
由于在太空微重力周遭的狀況下，航天員能夠會見臨骨喪失及肌肉萎縮的題目，科研職員針對持久掉重招致骨喪失困難，在國際上初次剖析了持久飛翔航天員骨代謝影響糖脂代謝的紀律及機制，自立研收回了骨喪失抗衡儀等舉措措施，經由過程短時、高頻、低幅的直接力安慰感化于下肢脛骨，有用增進成骨細胞活性，克制骨喪失，這些科研結果不只辦事于航天員在軌安康保證，也將利用于民眾安康。
中國科研團隊還將人工血管芯片送進太空，這是中國首個“太空器官芯片”研討項目，亦是國際上初次展開太空人體血管研討的器官芯片項目，為迷信有用抗衡航天員器官毀傷和防護方式供給了實際和試驗根據。該項目標勝利展開表白我國已具有在軌展開器官芯片相干項目試驗研討的才能，將空間生物醫學試驗從2D細胞晉陞到3D組織器官試驗。
此外，空間站雙光子顯微鏡（基于雙光子效應的道理而成像的顯微鏡）在國際上初次完成在軌正常運轉，衝破了小型化、微重力實用性、抗振動沖擊等多項技巧，獲取了航天員分歧部位皮膚的高精度三維記憶數據，在細胞和分子程度上在軌及時無創檢測了機體應包養網激反映信息，為航天員在軌安康監測供給了新的基于雙光子顯微成像技巧的計劃。現在，這項技巧曾經完成財產轉化。
與此同時，中國科研團隊應用熄滅迷信試驗柜展開了微重力部門預混火焰的駐定、升舉及吹熄試驗，在國際上初次提醒低流量部門預混火焰的升舉及吹熄特徵，發明微重力部門預混火焰熄滅經過歷程中的雙鉤狀構造。無望推進我國在乾淨熄滅、節能減排、空天推動動力熄滅技巧、火焰分解資料等方面的技巧提高。
聚焦微重力引誘血汗管效能妨礙的凸起題目，科研團隊展開了人尿液細胞重編程多能干細胞分化心肌細胞的在軌研討，在國際上初次完成人心肌細胞鈣熒光電子訊號在軌及時監控和剖析，取得心肌細胞順應性轉變表型，解析代謝重塑調控心肌細胞微重力效應分子機制。將來顛末充足評價和論證后，無望經由過程調控硫胺酸攝取和代謝改良航天員的微重力順應性，加快太空飛翔后血汗管效能恢復，并無望在人體其他心理體系的微重力效應中拓展利用。
翻開人類地外保存的摸索之門
借助空間站強盛的太空試驗資本，空間站里對人類在地外持久保存的摸索還有良多。
在微重力物文科學範疇，中國迷信家在國際上首包養網心得次發明了低熱流密度下重力主導池沸騰傳熱機能的臨界值，且在重力主導下的傳熱機能隨重力進步不升反降，補充了國際上關于重力持續變更時低熱流密度池沸騰傳熱經過歷程中準穩態試驗數據的缺掉，豐盛了對池沸騰傳熱重力標度行動的認知，并為將來月球、火星探測等義務進步前輩熱控、流體治理技巧研發供給領導。
《陳述》還顯示，我國在國際上初次衝破空間冷原子干預陀螺技巧，相干目標處于國際搶先程度，為成長中國空間量子慣性傳感技巧奠基基本。據先容，空間量子慣性傳感技巧無望利用于引力波探測、暗物資探測、重力衛星、重力梯度衛星等各項空間迷信和利用義務。
在空間新技巧與利用範疇，我國在天船五號貨運飛船艙外完成了國際初次空間氫氧燃料電池在軌試驗，驗證了氫氧燃料電池在軌運轉的平安性和靠得住性。這一結果可有用領導空間燃料電池的design和研制，后續可利用于月面駐留、變動位置等月面義務，也可利用于深空探測及其他宇航高比能量供電義務，同時還能推行利用于水劣等特別利用場景。
應用航天基本實驗機柜供給的支持資本，科研團隊初次提醒了液態金屬管內對流的層流—湍流轉捩特徵，彌補了過渡區試驗數據的空缺，其在軌實驗取得的相干結果已利用于平易近用產業範疇功率器件小型液態金屬散熱回路裝配的研發，無望完成液態金屬高效散熱技巧在平易近用範疇的利用衝破。
作為航天器電源體系新技巧，斯特林熱電轉換體系具有構造簡略、效力高、東西的品質輕、啟動快、振動小及噪聲高等長處，是將來深空探測等不依靠太陽能的空間義務的技巧道路，具有遼闊的利用遠景。中國科研團隊在國際初次展開了空間用百瓦級斯特林熱電轉換技巧在軌驗證利用，效力（劃一溫比前提下）等綜合技巧目標到達了國際進步前輩程度。處理了空間高效不受拘束活塞斯特林熱電轉換技巧在軌利用困難，進步不受拘束活塞斯特林熱電轉換技巧的成熟度和空間順應性，該驗證結果為將來空間高效同位素電源等不完整依靠太陽能義務的動力技巧利用奠基基本，可利用于月球科考站、木星系及太陽系邊沿探測等義務，知足我國將來空間義務對于進步前輩空間電源體系的急切需求。
聚焦空間站內微生物平安，中國迷信家初次體系性展開空間微生物防控技巧系統全鏈條在軌實驗驗證。研制的國際首個高通量在軌微生物腐化實驗裝配，完成了航天資料微生物腐化在軌評價，支持了型號義務的航天器資料選型利用。
值得追蹤關心的是，空間微藻培育與熟化要害技巧研討初次應用靶向加熱技巧完成了空間液態微藻由“生”變“熟”，為太空持久駐留及特別場景下的食品供應供給了新的技巧計劃。科研團隊勝利研制了實用于微重力周遭的狀況的微波熟化模塊，勝利完成了空間培育微藻的在軌原位熟化經過歷程。迷信家還經由過程剖析前往樣品的心理特徵及多組學特征，評價了空間發展微藻與空中培育微藻在熟化前后的效能和養分變更，證明了其作為空間食品資本的平安性。
另據先容，中國空間站將在今后10年到15年的運營中陸續展開千余項研討，積極展開迷信普及和國際一起配合，普遍凝集國際外高程度迷信團隊。這些特別遴選的高程度迷信研討項目將增進我國空間迷信、空間技巧、空間利用的疾速成長，也將為推進科技強國、航天強國扶植作出更年夜進獻。（記者 章文）