多系統協同 中國空間站第五批實驗樣品正展開研究

不久前，神舟十六號載人飛船返回艙順利返回，帶回瞭22種科學實驗樣品。中國空間站第五批實驗樣品交付給科學傢之後，將會展開哪些科學實驗?這些在空間站展開的科學實驗又有怎樣的發現?下面我們就跟隨記者一起去看一看。

　　中國空間站夢天實驗艙艙外的生物學暴露實驗裝置由大連海事大學設計，並聯合中國科學院國傢空間科學中心共同研制。隨著第五批實驗樣品的返回交付，也標志著該裝置順利完成瞭艙外安裝—實驗—回收艙內—再出艙及第一批樣品返回的全流程工作。

　　在大連海事大學環境系統生物研究所，記者看到科研團隊正在對不久前獲得的實驗樣品進行對比分析，包括4個線蟲實驗盒、1個微生物實驗盒和3個植物種子實驗盒。其中，線蟲樣品盒共含有野生型和10多個不同突變株的秀麗隱桿線蟲。這種線蟲最大僅僅能長到1毫米，因其個體小、生活周期短、後代數量多、易於空間搭載培養、便於進行遺傳操作等優點，被認為是空間生命科學研究中的重要模式生物，可以用來探索太空環境對機體的生長、發育、生殖、運動、衰老等方面的影響與作用機制。

　　大連海事大學環境系統生物學研究所副教授 王巍：這次首批回來的樣品實現瞭在軌長達五個半月的暴露，返回地面之後，首先我們要看能不能夠存活下來，再一個是根據各個科學的目標去分析這些樣品，去看在經過長期並且是綜合性的空間環境下，它回來之後會是什麼樣的狀態。

　　大連海事大學環境系統生物學研究所教授 趙磊：課題組主要關心的是在長期的艙外暴露條件下，空間輻射對秀麗隱桿線蟲的一些損傷效果、它的修復機制，以及如何使用一些藥物去緩解損傷。

　　趙磊介紹，通過研制艙外暴露平臺並進行一系列暴露實驗，目的就是要實現空間輻射損傷評估與預警，並研發新型抗輻射藥物，來降低空間輻射損傷及健康風險等。

　　大連海事大學環境系統生物學研究所教授 趙磊：我們還發現在秀麗隱桿線蟲的體內出現瞭明顯的DNA損傷以及相關分子變化。除此之外，我們在這個基礎上也篩選瞭一種抗輻射的藥物，我們用瞭抗輻射藥物之後，就發現它的壽命和生殖的改變，損傷效應會出現一些緩解現象。

　　空間輻射暴露實驗可實現在軌監測

　　向外太空探索是人類追求的目標，艙外的暴露科學實驗就顯得尤為重要。今年6月，中國空間站首次開展艙外輻射生物學暴露實驗。利用這個生物學暴露實驗裝置，究竟可以展開哪些科學實驗呢?

　　空間輻射生物學暴露實驗裝置可用於開展空間粒子輻射、微重力等環境要素對不同物種產生的生物學效應機制的研究，裝置內設計瞭13個裝載生物材料樣品的實驗單元，可適用於植物種子、微生物孢子、休眠的小型動物等生物樣品的長期暴露實驗。裝置還通過創新技術，在世界上首次實現瞭在軌觀測不同線蟲個體全生命周期在空間的生長、發育、組織器官及分子標志物的變化。

　　大連海事大學環境系統生物學研究所副教授 鐘潤濤：對於線蟲的控制，還有對線蟲進行拍照、錄像，所有的這些指令都可以在地面進行操作，根據我們的實驗流程來開展在軌的實驗。

　　大連海事大學環境系統生物學研究所副教授 王巍：我們就設計瞭一個既可以在軌觀測生物樣品生長發育的系統，同時還可以實時傳回地面的數據，直接可以天地實時地去控制，並且可以去發現它們會有什麼樣的生物學變化。

　　專傢介紹，利用空間站暴露平臺進行生物學實驗，將為人體生物體輻射損傷、遺傳變異、輻射防護藥品制備，以及輻射風險生物學評估提供技術支撐，對我國航天員在軌長期生存、載人登月等具有重要意義，還可以對核醫學、放射醫學等研究提供重要支撐。

　　大連海事大學環境系統生物學研究所教授 孫野青：空間的輻射實際上是一個復雜的環境，比如像核電站的泄漏，它在環境中也是一個長時間的暴露，往往就拿不到地面對照的樣品。但是空間實驗就可以做成長時間在空間輻射環境暴露，以及跟它地面對照進行比較，這樣拿到數據就能完全反演到地面，一旦出現這樣的事故，我們怎麼樣去防護、怎麼樣預警，對於將來地面的輻射風險防護是有用的。

　　多系統協同 確保生物學暴露實驗順利運行

　　空間站艙外環境具有溫差大、高真空、高能輻射等特點，這就要求艙外暴露實驗裝置的設計首先能夠維持很強的穩定性，同時還要能夠為內部所搭載的生命科學實驗提供一系列的生命安全保障條件，可以說是一個系統性的工程。那麼這個裝置的設計有何特點?能夠提供怎樣的實驗條件?實驗樣品的選擇又有何講究呢?再來聽專傢的介紹。

　　大連海事大學環境系統生物學研究所副教授 王巍：首先就是要選適合空間搭載的科學實驗樣品，尤其是抗逆性比較強，比如說植物種子、孢子類，它沒有太多的生保(生命安全保障)要求，可以長期滿足實驗的。第二個層次就是我們要去比較常規的在實驗室裡面做實驗的條件，以及在外太空暴露時候裝置所提供的條件之間是不是能夠匹配、能夠滿足?這樣才能夠將樣品發送到外太空去進行後續的實驗。

　　大連海事大學環境系統生物學研究所副教授 張萌：從這次神舟十六號返回的樣品盒我們也看到，樣品盒都經受住瞭火箭上下行以及在飛船中長期暴露，我們的樣品裝置可以保證樣品在5℃—20℃的范圍內。上天之後，我們還可以更精確地來控制溫度，氣壓也在1到0.8個大氣壓之間，使得對地球上的生物更加友好，讓我們更多的實驗可以在暴露平臺上開展。

　　空間輻射生物學暴露裝置雖然體積不大，但卻是一個系統性工程，包含生物培養、輻射測量、在線觀測等多個子系統，各系統協同配合，確保在軌實驗順利進行。