“實(shí)踐十號(hào)”衛(wèi)星將在太空做哪些新奇有趣的實(shí)驗(yàn)？

新華社酒泉4月6日新媒體專電(記者喻菲 王聰榮啟涵)中國6日發(fā)射的實(shí)踐十號(hào)返回式衛(wèi)星上，將在未來兩周進(jìn)行19項(xiàng)新奇又有趣的實(shí)驗(yàn)，既尋找人類未來宇宙生存之法，又助人類在地球上的生活更美好。

這顆衛(wèi)星的首席科學(xué)家、中科院院士胡文瑞說：“實(shí)踐十號(hào)上開展的科學(xué)實(shí)驗(yàn)都是全新探索，都是國外沒有開展過的，每個(gè)都具有創(chuàng)新性和很強(qiáng)的科學(xué)研究價(jià)值，將孕育學(xué)術(shù)上重大問題的突破。”

這19項(xiàng)實(shí)驗(yàn)包括：

1、微重力條件下哺乳動(dòng)物早期胚胎發(fā)育研究

這一研究將展示哺乳動(dòng)物早期胚胎在太空環(huán)境下的發(fā)育情況，揭示太空環(huán)境下哺乳動(dòng)物早期生命活動(dòng)規(guī)律，為保障人類太空活動(dòng)中生殖發(fā)育健康提供科學(xué)依據(jù)。

在國內(nèi)外，迄今尚未見到在空間微重力實(shí)驗(yàn)條件下，成功進(jìn)行哺乳動(dòng)物早期胚胎發(fā)育體外研究的報(bào)道。這一實(shí)驗(yàn)首次在太空進(jìn)行哺乳動(dòng)物早期胚胎發(fā)育研究，觀察太空環(huán)境中小鼠早期胚胎的發(fā)育過程，并探討太空環(huán)境對胚胎發(fā)育的作用機(jī)制。

2、微重力條件下造血與神經(jīng)干細(xì)胞三維培養(yǎng)與組織構(gòu)建研究

人類要想在宇宙空間中長期生存，就需要研究解決一系列空間生命課題，如失重、真空、宇宙輻射、高溫(或低溫)等宇宙環(huán)境因素對生命過程的影響。

這一實(shí)驗(yàn)是國際上首次開展微重力條件下造血與神經(jīng)干細(xì)胞三維培養(yǎng)研究，揭示微重力下細(xì)胞三維生長的基本規(guī)律及其對自我更新、分化與功能的影響，探索解決目前干細(xì)胞非分化性增殖、高效定向分化、三維組織構(gòu)建等世界性難題的新途徑。

3、微重力條件下人骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的骨細(xì)胞定向分化效應(yīng)及其分子機(jī)制研究

從干細(xì)胞水平研究微重力造成骨細(xì)胞生成減少的生物學(xué)效應(yīng)以及分子機(jī)制，是探討空間微重力影響骨質(zhì)變化的重要內(nèi)容之一。實(shí)驗(yàn)有助于了解長期空間飛行和失重情況下造成的人骨量丟失的原因，為將來開發(fā)相關(guān)藥物或預(yù)防措施提供科學(xué)基礎(chǔ)。

4、空間輻射誘變的分子生物學(xué)機(jī)制

實(shí)驗(yàn)將研究空間輻射環(huán)境引起基因組不穩(wěn)定生物學(xué)效應(yīng)機(jī)制；挖掘?qū)臻g輻射環(huán)境敏感的生物分子和空間環(huán)境引起生物學(xué)效應(yīng)的誘因，將為載人航天中的深空探測任務(wù)和艙外暴露試驗(yàn)打下技術(shù)基礎(chǔ)。

5、空間輻射對基因組的作用和遺傳效應(yīng)研究

實(shí)驗(yàn)通過檢測太空旅行前后小鼠細(xì)胞和果蠅的樣本，定量研究空間輻射對基因組穩(wěn)定性改變的效應(yīng)，尋找新的空間輻射敏感標(biāo)志生物分子，為太空輻射的風(fēng)險(xiǎn)和防護(hù)研究提供新的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和檢測手段。

6、空間環(huán)境對家蠶發(fā)育的影響與變異機(jī)理的研究

長期微重力狀態(tài)、空間輻射、超真空等不同于地面的因素對動(dòng)物生命活動(dòng)是否產(chǎn)生影響，以及影響的程度和機(jī)理都是人們迫切需要了解的問題。

已有研究表明空間環(huán)境能夠誘變家蠶。但是，誘變過程中哪些基因發(fā)生了變化，蛋白的種類和豐度都是未知因素。這一實(shí)驗(yàn)在空間連續(xù)培養(yǎng)家蠶胚胎12天，研究空間條件下家蠶胚胎基因表達(dá)的特征，并將這些研究結(jié)果和方法推廣到其他的生物研究之中。

7、微重力下細(xì)胞間相互作用的物質(zhì)輸運(yùn)規(guī)律研究

科學(xué)家已發(fā)現(xiàn)進(jìn)行空間活動(dòng)的宇航員有骨質(zhì)流失、肌肉萎縮、免疫功能下降和心血管系統(tǒng)異常等一系列生理改變，足以影響宇航員的生活質(zhì)量和工作能力，尤其是長期飛行，甚至可能引起不可逆的變化。這一實(shí)驗(yàn)將為了解宇航員空間生理變化的機(jī)理，并為尋找應(yīng)對措施提供科學(xué)與技術(shù)支撐。

8、空間微重力條件下光周期誘導(dǎo)高等植物開花的分子機(jī)理研究

當(dāng)?shù)厍蛑参镲w向太空后，晝夜不再是24小時(shí)周期，也不再有四季的變化，如國際空間站上每24小時(shí)中有16次的日出與日落，也沒有了重力，植物沒有上下方向。那么，植物的生長發(fā)育和代謝活動(dòng)會(huì)有怎樣的變化？其內(nèi)在的遺傳機(jī)制會(huì)怎樣適應(yīng)地球上從未有過的微重力新環(huán)境？國內(nèi)外在空間已進(jìn)行了多次的植物生長試驗(yàn)，但還并沒有完全闡明微重力對植物生長發(fā)育的影響，尤其對于微重力條件下光周期誘導(dǎo)開花途徑，目前尚未見報(bào)道。

這一研究將從一個(gè)全新角度為認(rèn)識(shí)重力在高等植物開花調(diào)控中的作用機(jī)制提供重要依據(jù)。實(shí)驗(yàn)在國際上首次使用在軌微重力條件下熱激啟動(dòng)基因表達(dá)并通過實(shí)時(shí)熒光圖像觀察的方法與技術(shù)。所得數(shù)據(jù)將應(yīng)用于載人航天受控生命生態(tài)支持系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并為空間植物培養(yǎng)提供理論依據(jù)。

9、微重力植物生物學(xué)效應(yīng)及其微重力信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)研究

實(shí)驗(yàn)將為培育適宜空間栽培的轉(zhuǎn)基因植物新品種尋找線索。

10、微重力下煤燃燒及其污染物生成特性研究

煤炭在中國能源消費(fèi)中占很高的比例，帶來較大的污染。在微重力環(huán)境下，觀察煤炭燃燒和污染物生成的基本規(guī)律，有望獲得一些地面無法得到的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，發(fā)展更完善的煤燃燒理論和模型，幫助人類更好地利用煤炭資源。

11、典型非金屬材料在微重力環(huán)境中的著火及燃燒特性研究

在載人空間飛行過程中，航天器艙內(nèi)的火災(zāi)事故是最令人恐懼、危害最嚴(yán)重的一種。防火安全是載人航天器設(shè)計(jì)和運(yùn)行中必須妥善解決的最重要問題之一。

為最大程度預(yù)防航天器艙內(nèi)火災(zāi)的發(fā)生，首先需要掌握所使用的非金屬材料的防火特性，建立材料選用和使用規(guī)范，對不得不使用的可燃材料，根據(jù)其燃燒特性制定相應(yīng)的火災(zāi)預(yù)防辦法。

12、微重力環(huán)境電流過載下導(dǎo)線絕緣層著火煙的析出和煙氣分布規(guī)律

研究可為解決中國載人飛船及空間站防火等國家重大戰(zhàn)略需求提供不可替代的技術(shù)支撐。

13、空間熔體材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)將研究微重力環(huán)境下晶體生長和凝固過程，獲得地面重力場中難以生長的高質(zhì)量材料。

14、微重力條件下石油組分熱擴(kuò)散特性的研究和Soret系數(shù)的測量

熱擴(kuò)散效應(yīng)也叫Soret效應(yīng)，與石油開采有關(guān)。要想盡可能準(zhǔn)確地預(yù)測油田中的氣油界面和組分分布，需要Soret系數(shù)的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。然而，在地面常重力條件下無法獲得不受對流干擾的理想熱擴(kuò)散過程，也難以得到Soret系數(shù)的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。

中歐合作的這一項(xiàng)目是國際上一系列相關(guān)研究之一，在衛(wèi)星上搭載雙方共同研制的儀器設(shè)備。實(shí)驗(yàn)有望獲得包括中國石油樣品在內(nèi)的石油不同組分的Soret系數(shù)的精確數(shù)據(jù)，幫助預(yù)測油田中石油組分分布和油氣界面位置，進(jìn)而指導(dǎo)石油的開采并降低開采成本。

15、熱毛細(xì)對流表面波空間實(shí)驗(yàn)研究

為滿足現(xiàn)代微電子工業(yè)等對高質(zhì)量半導(dǎo)體和合金材料的需要，晶體生長已成為空間微重力環(huán)境的一個(gè)重要應(yīng)用前景。國內(nèi)外已開展了多次空間晶體生長實(shí)驗(yàn)，但生成的晶體質(zhì)量仍不盡如人意。其原因是由于毛細(xì)對流的不穩(wěn)定性。如何抑制振蕩毛細(xì)對流的產(chǎn)生，從而避免條紋缺陷，有必要對毛細(xì)對流開展深入研究。

16、膠體有序排列及新型材料研究

實(shí)驗(yàn)有望獲得大尺寸高品質(zhì)金屬納米晶體。

17、蒸發(fā)與流體界面效應(yīng)空間實(shí)驗(yàn)研究

實(shí)驗(yàn)將為載人航天等航天工程中的空間熱流體設(shè)備的設(shè)計(jì)開發(fā)提供理論依據(jù)。

18、微重力沸騰過程中的汽泡熱動(dòng)力學(xué)特征研究

實(shí)驗(yàn)有助于加深理解沸騰傳熱內(nèi)在機(jī)理，成果可服務(wù)于航天，尤其是載人航天事業(yè)。

19、顆粒物質(zhì)運(yùn)動(dòng)行為－顆粒流體氣液相分離空間實(shí)驗(yàn)研究

這是首次在有系統(tǒng)的長微重力時(shí)間下振動(dòng)激振顆粒運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)，有望獲得團(tuán)簇形成與分聚和冷卻行為等顆粒動(dòng)力學(xué)重要實(shí)驗(yàn)結(jié)果。