光亮日报记者 章文

　　人类，终将走出地球母亲的怀抱，投向无垠太空。

　　在中国空间站周全建成两周年之际，中国载人航天工程办公室日前初次宣布《中国空间站科学研究与应用进展申报》（2024年）（以下简称《申报》），对两年来中国空间站的科学研究与应用进展进行了体系性总结，集中回应社会各界对中国空间站扶植成长的关怀等待。个中，在中国空间站开展的系列科技项目尤其惹人注目。本期，让我们走进中国空间站这座国度太空实验室，看看那些在太空开展的科学研究和应用，毕竟有何不一般？

　　弗成多得的太空实验室

　　中国空间站由天和核心舱、问天实验舱和梦天实验舱构成，是我国自力自立设计的“太空之家”。这三个舱段均有自力的电源、控制、推动和测控体系。中国航天科技集团有限公司第五研究院空间站体系总设计师杨宏院士介绍，经由过程交会对接和在轨平面转位完成组装建造，中国空间站与载人飞船、货运飞船等合营构成百吨级载人空间站，应用信息收集技巧融合应用各航天器功能与资本。

　　这三个舱段各有何妙用？杨宏介绍，天和核心舱负责空间站的同一治理和控制；问天实验舱开展空间科学实（试）验，同时具有能源治理、信息治理、控制体系和载情面况等关键功能备份；梦天实验舱重要开展空间科学实（试）验。

　　中国空间站的建成，标记住我国自力控制了近地轨道大年夜型航天器在轨组装建造技巧，具备了开展空间经久有人介入科学技巧实（试）验的才能。今朝，在中国空间站开展的首批空间科学、应用实验与技巧实验项目进展顺利、成果丰富，具有必定的前沿性和立异性。

　　此次宣布的《申报》从今朝已下行样品、取得研究数据、完成在轨实验、获得凸起进展的科学与应用项目中，择优遴选了34项代表性科学研究与应用成果予以介绍。可以看到，这些代表性成果，实现多个国表里“初次”。

　　《申报》显示，今朝，中国共筹划了空间生命与人体研究、微重力物理科学、空间天文与地球科学、空间新技巧与应用四大年夜研究范畴、32个研究主题。截至2024年12月1日，已在轨实施181项科学与应用项目，上行近2吨科学物质，下行实验样品近百种，获取科学数据跨越300TB。这些成果周全展示了我国在空间科技范畴的才能水平和立异精力，同时也为后续空间科学研究取得冲破性科学机理认知、加快成果转化和取得广阔应用效益总结了有益经验。

　　聚焦空间站内微生物安然，中国科学家初次体系性开展空间微生物防控技巧体系全链条在轨实验验证。研制的国际首个高通量在轨微生物腐化实验装配，实现了航天材料微生物腐化在轨评价，支撑了型号义务的航天器材料选型应用。

　　《申报》还显示，我国在国际上初次冲破空间冷原子干涉陀螺技巧，相干指标处于国际领先程度，为成长中国空间量子惯性传感技巧奠定基本。据介绍，空间量子惯性传感技巧有望应用于引力波探测、暗物质探测、重力卫星、重力梯度卫星等各项空间科学和应用义务。

　　凭借经久微重力、宇宙辐射等独特情况前提，以及航天员亲自介入、寰宇往返运输等凸起优势，中国空间站已然成为一座弥足名贵的国度太空实验室。

　　打开人类地外生计的摸索之门

　　多个国表里“初次”造福大年夜众

　　在空间生命科学与人体研究范畴，中国科研团队完成了水稻“从种子到种子”的全生命周期空间培养，在国际上初次获得空间发育的水稻和再生稻新的种质资本，并在样品返回地面后实现了大年夜田栽种，证实在空间站发育的水稻种子具有活力和滋长才能。

　　在斑马鱼实验中，科研团队研制的空间水生生态体系在空间站稳定运行43天，实现了中国在太空培养脊椎动物的冲破，获得了国际上空间水生生态体系在轨运行的最长记载。科学家还经由过程寰宇比较发明，斑马鱼在轨出现背腹面倒置泅水、扭转活动、转圈等空间活动行动异常现象。为后续应用斑马鱼作为动物模型进行航天员空间健康研究建立了实验平台，为将来构建空间生态体系供给了优胜的生物元件。

　　令人欣喜的是，应用生物技巧实验柜开展的空间微重力下的人胚胎干细胞的早期造血分化实验，初次在轨实现人多能干细胞分化出造血干细胞/前体细胞，揭示微重力经由过程影响整合素旌旗灯号来促进早期造血分化的分子机制，为解决地面人多能干细胞造血分化效力低的问题供给了新思路。

　　因为在太空微重力情况下，航天员可能会见临骨损掉及肌肉萎缩的问题，科研人员针对经久掉重导致骨损掉难题，在国际上初次分析了经久飞翔航天员骨代谢影响糖脂代谢的规律及机制，自立研发出了骨损掉对抗仪等举措措施，经由过程短时、高频、低幅的直接力刺激感化于下肢胫骨，有效促进成骨细胞活性，克制骨损掉，这些科研成果不仅办事于航天员在轨健康保障，也将应用于大年夜众健康。

　　中国科研团队还将人工血管芯片送入太空，这是中国首个“太空器官芯片”研究项目，亦是国际上初次开展太空人体血管研究的器官芯片项目，为科学有效对抗航天员器官毁伤和防护办法供给了理论和实验根据。该项目标成功开展注解我国已具备在轨开展器官芯片相干项目实验研究的才能，将空间生物医学实验从2D细胞晋升到3D组织器官实验。

　　此外，空间站双光子显微镜（基于双光子效应的道理而成像的显微镜）在国际上初次实如今轨正常运行，冲破了小型化、微重力实用性、抗振动冲击等多项技巧，获取了航天员不合部位皮肤的高精度三维影像数据，在细胞和分子程度上在轨及时无创检测了机体应激反响信息，为航天员在轨健康监测供给了新的基于双光子显微成像技巧的筹划。如今，这项技巧已经完成家当转化。

　　与此同时，中国科研团队应用燃烧科学实验柜开展了微重力部分预混火焰的驻定、升举及吹熄实验，在国际上初次揭示低流量部分预混火焰的升举及吹熄特点，发明微重力部分预混火焰熄灭过程中的双钩状构造。有望推动我国在干净燃烧、节能减排、空天推动动力燃烧技巧、火焰合成材料等方面的技巧进步。

　　聚焦微重力引诱心血管功能障碍的凸起问题，科研团队开展了人尿液细胞重编程多能干细胞分化心肌细胞的在轨研究，在国际上初次实现人心肌细胞钙荧光旌旗灯号在轨及时监控和分析，获得心肌细胞适应性改变表型，解析代谢重塑调控心肌细胞微重力效应分子机制。将来经由充分评估和论证后，有望经由过程调控硫胺酸摄取和代谢改良航天员的微重力适应性，加快太空飞翔后心血管功能恢复，并有望在人体其贰心理体系的微重力效应中拓展应用。

　　借助空间站强大年夜的太空实验资本，空间站里对人类在地外经久生计的摸索还有很多。

　　在微重力物理科学范畴，中国科学家在国际上初次发清楚明了低热流密度下重力主导池沸腾传热机能的临界值，且在重力主导下的传热机能随重力进步不升反降，弥补了国际上关于重力持续变更时低热流密度池沸腾传热过程中准稳态实验数据的缺掉，丰富了对池沸腾传热重力标度行动的认知，并为将来月球、火星探测等义务先辈热控、流体治理技巧研发供给指导。

　　在空间新技巧与应用范畴，我国在天舟五号货运飞船舱外完成了国内初次空间氢氧燃料电池在轨实验，验证了氢氧燃料电池在轨运行的安然性和靠得住性。这一成果可有效指导空间燃料电池的设计和研制，后续可应用于月面驻留、移动等月面义务，也可应用于深空探测及其他宇航高比能量供电义务，同时还能推广应用于水劣等特别应用处景。

　　应用航天基本实验机柜供给的支撑资本，科研团队初次揭示了液态金属管内对流的层流—湍流转捩特点，弥补了过渡区实验数据的空白，其在轨实验获得的相干成果已应用于平易近用工业范畴功率器件小型液态金属散热回路装配的研发，有望实现液态金属高效散热技巧在平易近用范畴的应用冲破。

　　作为航天器电源体系新技巧，斯特林热电转换体系具有构造简单、效力高、质量轻、启动快、振动小及噪声低等长处，是将来深空探测等不依附太阳能的空间义务的技巧路线，具有广阔的应用前景。中国科研团队在国内初次开展了空间用百瓦级斯特林热电转换技巧在轨验证应用，效力（一致温比前提下）等综合技巧指标达到了国际先辈程度。解决了空间高效自由活塞斯特林热电转换技巧在轨应用难题，进步自由活塞斯特林热电转换技巧的成熟度和空间适应性，该验证成果为将来空间高效同位素电源等不完全依附太阳能义务的能源技巧应用奠定基本，可应用于月球科考站、木星系及太阳系边际探测等义务，知足我国将来空间义务对于先辈空间电源体系的急切需求。

　　值得存眷的是，空间微藻培养与熟化关键技巧研究初次应用靶向加热技巧实现了空间液态微藻由“生”变“熟”，为太空经久驻留及特别场景下的食物供给供给了新的技巧筹划。科研团队成功研制了实用于微重力情况的微波熟化模块，成功实现了空间培养微藻的在轨原位熟化过程。科学家还经由过程分析返回样品的心理特点及多组学特点，评估了空间发展微藻与地面培养微藻在熟化前后的功能和养分变更，证实了其作为空间食物质源的安然性。

　　另据介绍，中国空间站将在往后10年到15年的运营中陆续开展千余项研究，积极开展科学普及和国际合作，广泛凝集国表里高程度科学团队。这些精心遴选的高程度科学研究项目将促进我国空间科学、空间技巧、空间应用的快速成长，也将为推动科技强国、航天强国扶植作出更大年夜供献。

　　本疆土片均为新华社发

　　《光亮日报》（2025年01月09日 16版）

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