不久前，神舟十六號(hào)載人飛船返回艙順利返回，帶回了22種科學(xué)實(shí)驗(yàn)樣品。中國(guó)空間站第五批實(shí)驗(yàn)樣品交付給科學(xué)家之后，將會(huì)展開(kāi)哪些科學(xué)實(shí)驗(yàn)？這些在空間站展開(kāi)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)又有怎樣的發(fā)現(xiàn)呢？

生物學(xué)暴露實(shí)驗(yàn)樣品

探索太空對(duì)機(jī)體影響

中國(guó)空間站夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙艙外的生物學(xué)暴露實(shí)驗(yàn)裝置由大連海事大學(xué)設(shè)計(jì)，并聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心共同研制，隨著第五批實(shí)驗(yàn)樣品的返回交付，也標(biāo)志著該裝置順利完成了艙外安裝—實(shí)驗(yàn)—回收艙內(nèi)—再出艙及第一批樣品返回的全流程工作。

在大連海事大學(xué)環(huán)境系統(tǒng)生物研究所，記者看到科研團(tuán)隊(duì)正在對(duì)不久前獲得的實(shí)驗(yàn)樣品進(jìn)行對(duì)比分析，包括4個(gè)線蟲實(shí)驗(yàn)盒、1個(gè)微生物實(shí)驗(yàn)盒和3個(gè)植物種子實(shí)驗(yàn)盒。其中線蟲樣品盒共含有野生型和10多個(gè)不同突變株的秀麗隱桿線蟲。這種線蟲最大僅僅能長(zhǎng)到1毫米，因其個(gè)體小、生活周期短、后代數(shù)量多、易于空間搭載培養(yǎng)、便于進(jìn)行遺傳操作等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是空間生命科學(xué)研究中的重要模式生物，可以用來(lái)探索太空環(huán)境對(duì)機(jī)體的生長(zhǎng)、發(fā)育、生殖、運(yùn)動(dòng)、衰老等方面的影響與作用機(jī)制。

大連海事大學(xué)環(huán)境系統(tǒng)生物學(xué)研究所副教授 王?。哼@次也是首批回來(lái)的樣品實(shí)現(xiàn)了在軌長(zhǎng)達(dá)五個(gè)半月的暴露，返回地面之后，首先我們要看它能不能夠存活下來(lái)，再一個(gè)是根據(jù)各個(gè)科學(xué)的目標(biāo)去分析這些樣品，去看它在經(jīng)過(guò)這么長(zhǎng)期并且是一個(gè)綜合性的空間環(huán)境回來(lái)之后會(huì)是什么樣的狀態(tài)。

大連海事大學(xué)環(huán)境系統(tǒng)生物學(xué)研究所教授 趙磊：課題組主要關(guān)心的是在長(zhǎng)期的艙外暴露條件下，我們看這個(gè)空間輻射對(duì)這個(gè)秀麗隱桿線蟲它的一些損傷效應(yīng)、修復(fù)機(jī)制，以及我們?nèi)绾问褂靡恍┧幬锶ゾ徑馑膿p傷。

趙磊介紹，通過(guò)研制艙外暴露平臺(tái)并進(jìn)行一系列暴露實(shí)驗(yàn)，目的就是要實(shí)現(xiàn)空間輻射損傷評(píng)估與預(yù)警，并研發(fā)新型抗輻射藥物，來(lái)降低空間輻射損傷及健康風(fēng)險(xiǎn)等。

大連海事大學(xué)環(huán)境系統(tǒng)生物學(xué)研究所教授 趙磊：我們還發(fā)現(xiàn)在這個(gè)秀麗隱桿線蟲的體內(nèi)出現(xiàn)了明顯的DNA的損傷以及相關(guān)分子的變化。除此之外，我們?cè)谶@個(gè)基礎(chǔ)上也篩選到了一種抗輻射的藥物，我們用了這個(gè)抗輻射藥物之后，就發(fā)現(xiàn)它壽命和生殖的改變，它的損傷效應(yīng)會(huì)出現(xiàn)一些緩解現(xiàn)象。

空間輻射暴露實(shí)驗(yàn)可實(shí)現(xiàn)在軌監(jiān)測(cè)

向外太空探索是人類追求的目標(biāo)，艙外的暴露科學(xué)實(shí)驗(yàn)就顯得尤為重要。今年6月，中國(guó)空間站首次開(kāi)展艙外輻射生物學(xué)暴露實(shí)驗(yàn)。利用這個(gè)生物學(xué)暴露實(shí)驗(yàn)裝置，究竟可以展開(kāi)哪些科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)兀?/p>

空間輻射生物學(xué)暴露實(shí)驗(yàn)裝置可用于開(kāi)展空間粒子輻射、微重力等環(huán)境要素對(duì)不同物種產(chǎn)生的生物學(xué)效應(yīng)機(jī)制的研究，裝置內(nèi)設(shè)計(jì)了13個(gè)裝載生物材料樣品的實(shí)驗(yàn)單元，可適用于植物種子、微生物孢子、休眠的小型動(dòng)物等生物樣品的長(zhǎng)期暴露實(shí)驗(yàn)。裝置還通過(guò)創(chuàng)新技術(shù)，在世界上首次實(shí)現(xiàn)了在軌觀測(cè)不同線蟲個(gè)體全生命周期在空間的生長(zhǎng)、發(fā)育、組織器官及分子標(biāo)志物的變化。

大連海事大學(xué)環(huán)境系統(tǒng)生物學(xué)研究所副教授 鐘潤(rùn)濤：對(duì)于線蟲的控制，還有對(duì)線蟲進(jìn)行拍照錄像，所有的這些指令都可以在地面進(jìn)行操作，根據(jù)我們的實(shí)驗(yàn)流程來(lái)開(kāi)展在軌的實(shí)驗(yàn)。

大連海事大學(xué)環(huán)境系統(tǒng)生物學(xué)研究所副教授 王?。何覀兙驮O(shè)計(jì)了一個(gè)既可以在軌觀測(cè)這個(gè)生物樣品生長(zhǎng)發(fā)育的系統(tǒng)，同時(shí)還可以實(shí)時(shí)傳回地面的這樣一個(gè)數(shù)據(jù)。我們直接就可以天地實(shí)時(shí)地去控制，并且可以去發(fā)現(xiàn)它們會(huì)有什么樣的生物學(xué)變化。

專家介紹，利用空間站暴露平臺(tái)進(jìn)行生物學(xué)實(shí)驗(yàn)，將為人體生物體輻射損傷、遺傳變異、輻射防護(hù)藥品制備，以及輻射風(fēng)險(xiǎn)生物學(xué)評(píng)估提供技術(shù)支撐，對(duì)我國(guó)航天員在軌長(zhǎng)期生存、載人登月等具有重要意義，還可以對(duì)核醫(yī)學(xué)、放射醫(yī)學(xué)等研究提供重要支撐。

大連海事大學(xué)環(huán)境系統(tǒng)生物學(xué)研究所教授 孫野青：空間的輻射實(shí)際上是一個(gè)復(fù)雜的環(huán)境，比如說(shuō)像核電站的泄漏，它在環(huán)境中也是一個(gè)長(zhǎng)時(shí)間暴露，這種暴露往往就拿不到地面對(duì)照的樣品。但是空間實(shí)驗(yàn)就可以做成長(zhǎng)時(shí)間在空間輻射環(huán)境暴露，以及跟它地面對(duì)照進(jìn)行比較，這樣你拿到的這個(gè)數(shù)據(jù)就能完全反演到地面，一旦出現(xiàn)這樣的事故，我們?cè)趺礃尤シ雷o(hù)，怎么樣預(yù)警，對(duì)于將來(lái)地面的輻射風(fēng)險(xiǎn)防護(hù)是有用的。

艙外暴露實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)有何特點(diǎn)？

空間站艙外環(huán)境具有溫差大、高真空、高能輻射等特點(diǎn)，這就要求艙外暴露實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)首先能夠維持很強(qiáng)的穩(wěn)定性，同時(shí)還要能夠?yàn)閮?nèi)部所搭載的生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)提供一系列的生命安全保障條件，可以說(shuō)是一個(gè)系統(tǒng)性的工程。這個(gè)裝置的設(shè)計(jì)有何特點(diǎn)？能夠提供怎樣的實(shí)驗(yàn)條件？實(shí)驗(yàn)樣品的選擇又有何講究呢？

大連海事大學(xué)環(huán)境系統(tǒng)生物學(xué)研究所副教授 王巍：首先就是要選適合空間搭載的科學(xué)實(shí)驗(yàn)樣品，尤其是抗逆性比較強(qiáng)的，就比如說(shuō)植物種子、孢子類，它沒(méi)有太多的生命安全保障要求，可以長(zhǎng)期滿足實(shí)驗(yàn)的。第二個(gè)層次就是說(shuō)我們要去比較常規(guī)的在實(shí)驗(yàn)室里面做實(shí)驗(yàn)的條件，以及在我們外太空暴露時(shí)候裝置所提供的這樣的一個(gè)條件之間是不是能夠匹配、能夠滿足，這樣的話才能夠?qū)悠钒l(fā)送到外太空去進(jìn)行后續(xù)的實(shí)驗(yàn)。

大連海事大學(xué)環(huán)境系統(tǒng)生物學(xué)研究所副教授 張萌：從這次神舟十六號(hào)返回的樣品盒我們也看到，我們的樣品盒都經(jīng)受住了火箭的上下行以及在飛船中的長(zhǎng)期暴露，我們的樣品裝置可以保證樣品在5到20℃的這個(gè)范圍內(nèi)。當(dāng)上天之后，我們還可以更精確地來(lái)控制它的溫度，氣壓也是在1到0.8個(gè)大氣壓之間，使得對(duì)我們地球上的生物更加友好，讓我們更多的實(shí)驗(yàn)可以在暴露平臺(tái)上來(lái)開(kāi)展。

空間輻射生物學(xué)暴露裝置雖然體積不大，但卻是一個(gè)系統(tǒng)性工程，包含生物培養(yǎng)、輻射測(cè)量、在線觀測(cè)等多個(gè)子系統(tǒng)，各系統(tǒng)協(xié)調(diào)配合，確保在軌實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行。

大連海事大學(xué)環(huán)境系統(tǒng)生物學(xué)研究所教授 孫野青：實(shí)際上每一年都根據(jù)上行的飛船會(huì)有上行不同的科學(xué)樣品，所以實(shí)際上根據(jù)咱們這個(gè)技術(shù)的發(fā)展，它還可以更新。目前做模式動(dòng)物只做了線蟲，那么我將來(lái)是不是還可以用其他的模式動(dòng)物，可以實(shí)時(shí)在軌監(jiān)測(cè)，都是有條件可以更新的，如果登月球的話，需要重量更低、功耗更小的、更自動(dòng)化的，那都可以在這地方做驗(yàn)證的。