长得像巧克力的实践十号为啥要飞上去又飞回来

寿命15天,带去19项科学实验,其中有一项来自浙大

发布时间:2016-04-07来源:钱江晚报


    北京时间4月6日凌晨1时38分,中国首颗微重力科学实验卫星——实践十号返回式科学实验卫星,由长征二号丁运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。
    
    总设计寿命15天的实践十号,将在太空中完成19项微重力科学和空间生命科学实验后,利用我国成熟的返回式卫星技术按预定程序返回地球。
    
    来点接地气的解释。
    
    当昼夜不再是24小时周期,当世界不再有四季的变化,未来将要进行星际穿越、移民的地球人,会在其他行星上遇到什么样的挑战?
    
    给15天先。
    
    未来15天,小鼠的早期胚胎会在太空微重力环境中经历最艰难的生物早期发育过程。这段特殊的生命活动规律,将为保障人类太空活动中生殖发育健康提供科学依据;
    
    未来15天,在微重力状态、空间辐射、超真空环境中生活的家蚕胚胎,将通过基因表达的变化,告诉人类,生物在太空会发生哪些基因突变;
    
    ……
    
    15天之后,中国科学家将揭开一系列的奥秘,帮助积累和增进人类未来在宇宙的生存之道。
    
    为了人类未来在宇宙谋生 中国科学家准备烧上几把火
    

    这颗重量约3.4吨的返回式卫星,造型像一个巨型的酒心巧克力,上面一个小直径的圆柱体,是返回舱,舱内空间主要做生命科学领域的实验;下面连通的一个粗壮的圆柱体,是留轨舱,承担物理、材料科学等领域的研究。
    
    昨天,浙江大学航空航天学院的金仲和教授告诉记者,实践十号体格跟我国的一系列载人飞船的返回舱差不多,大约有一层楼高。
    
    这颗卫星上天后,会像回娘家的小媳妇儿一样,给太空带去一“麻袋”科研价值赛过金银细软的地球物品——等待开花的水稻、拟南芥(拟南芥的基因组是目前已知植物基因组中最小的,很有研究价值)、体态轻盈的果蝇、上千只蚕卵(其中一部分将长期留在太空中孵化)、细小的线虫、小鼠的胚胎……
    
    在太空旅行过程中,这些“乘客”将进行各自的太空实验。15天后,它们随卫星返回舱重返地球,着陆在内蒙古四子王旗,将帮助科学家揭示微重力环境和空间辐射对生命的影响。
    
    为什么这颗卫星要专门上一趟天,去做这些科学实验?
    
    “地球上的物理现象,都受到地球重力的制约,比如浮力、沉降、压力梯度等。在微重力环境下,在地面上被重力掩盖的因素就开始变得重要。所以微重力环境能观察到很多地球上不可能观测到的独特现象。”金仲和解释道,实践十号卫星是专门为科学而设计的卫星,虽然这个实验室场地远不能和未来的空间站相比,但是它可为实验提供比空间站更低的重力,对一些实验更加有利。
    
    “返回式卫星有着独特的优势,不少生物实验、生命科学实验和科学搭载实验,在轨实验后都需要返回地面来直接分析资料。此外,样本在太空停留时间不能太长,而要在未来空间站进行,返回一次时间较长,所以这种短期、需实物的实验用返回式卫星非常合适。”金仲和说。
    
    “此外,在返回式卫星上做实验,比空间站的机动性更好。比如一些实验样本装到卫星上的时间需要离发射越近越好,像生命实验中的干细胞、骨髓样品、胚胎等,都是在临发射前几个小时才装入卫星。在实验结束后,样品能随返回舱尽快回收,取出分析。”实践十号首席科学家、中科院院士胡文瑞说。
    
    同时,实践十号既有返回舱还有留轨舱,一些空间站上不敢做的实验,就可利用留轨舱来完成。据悉,中国科学家准备在实践十号里烧上几把火,观察液滴如何蒸发,以及沸腾的液体中冒出的泡泡……
    
    除了未来为人类在宇宙谋生想法子,实践十号的科学实验也将脚踏实地地帮助目前还在地球生活的人类拥有更美好的生活,例如:如何更高效地开采石油;减少燃煤污染。
    
    实践十号带去19项科学实验
    
    有一项来自浙大,和骨头有关
    
    
在搭载实践十号卫星飞天的19项科学实验中,有一个项目来自浙江大学生命科学学院王金福教授的团队。
    
    昨天,记者跟王金福教授通上电话的时候,他正在西安转机。
    
    从酒泉到杭州,需要先到嘉峪关机场,经停西安再飞回杭州。
    
    王金福领衔的这个科学实验,学术名字叫“微重力条件下骨髓间充质干细胞的骨细胞定向分化效应及分子机制研究”。
    
    在地球上,人类每时每刻都在经历骨钙的生成和丢失这两个过程。
    
    “如果是健康的人,这一进一出的过程是保持平衡的。如果骨钙生成多于丢失,就会骨质增生;如果丢失多于生成,就是骨质疏松。”王金福说, 骨钙的生成,主要由骨质干细胞分化而来。
    
    但是当人体进入太空微重力环境,会出现很明显的骨质变化。
    
    今年3月2日,美国宇航局(NASA)宇航员斯科特•凯利返回地球,此前他已经在国际空间站连续待了340天。
    
    研究人员认为,在重力如此小,且辐射很强烈的环境中停留这么长的时间,斯科特的骨骼可能会更脆弱,而且他的动作技能和视力会受损。
    
    在斯科特回到地球后,美国科学家用斯科特的身体数据,与他在地球上的同卵双胞胎哥哥进行了一系列的实验比对。这其中很重要的一项研究内容,就是验证微重力环境下人类骨质疏松的情况。
    
    昨天发射前,浙大团队将一定量健康人体骨髓中的干细胞,从航天城运送到发射场,然后装舱。这些干细胞进入太空中后,会在微重力环境下,经历分化实验。
    
    15天后返回式卫星飞回时,科学家就能够观察到干细胞的形态变化,并验证在空间微重力条件下,干细胞向骨细胞分化的能力,以及导致这种变化的分子机制。
    
    这是全世界首次在太空条件下,开展干细胞定向分化及其分子机制研究。“搞清楚这个问题,我们就有可能研发相关的药物,防止人们到太空环境后发生这类疾病。”王金福说。
    
    (2016-4-7)