“神十八”科學實驗看點多

4月25日20時59分，搭載神舟十八號載人飛船的長征二號F遙十八運載火箭在酒泉衛星發射中心點火發射。約10分鐘后，神舟十八號載人飛船進入預定軌道，發射取得圓滿成功。

中國科學院空間應用工程與技術中心（以下簡稱空間應用中心）代表中國科學院牽頭負責載人航天應用系統的總體管理與技術集成。

《中國科學報》從空間應用中心獲悉，通過神舟十八號載人飛船，空間應用系統上行了“空間先進水生生保系統關鍵技術研究”“微重力環境調控植物干細胞功能和結構的分子網絡研究”“蛋白與核酸共起源及密碼子起源的分子進化研究”“空間用固液復合潤滑材料的設計、界面作用機理及艙外驗證”等空間生命科學及材料科學領域的4項科學實驗，上行樣品及裝置總重量約35公斤，擬南芥種子、斑馬魚、金魚藻、潤滑材料等實驗樣品及裝置將開始太空實驗。

構建小型水生生態系統

相關科研人員介紹，受控生命生態系統被認為是人類進行長期空間飛行和地外居留必需的生命支持系統。該系統可以長期低能耗可控運行，同時具有可循環等特點，一直是空間生物學研究的熱點和重點。水生生態系統具有生物適應性好、控制簡單、運行穩定等特點，近年來是受控生命生態系統研究的重要內容。

由中國科學院水生生物研究所、上海技術物理研究所負責的“空間先進水生生保系統關鍵技術研究”項目，將在軌搭建一個由斑馬魚和金魚藻組成的小型水生生態系統，研究空間環境對魚類生長發育、生態系統運行與物質循環的影響。

該項目將成功構建魚類的空間水生生態系統，實現我國在空間培養脊椎動物的突破；解析空間環境對脊椎動物生長發育與行為的影響，為空間密閉生態系統物質循環研究提供理論支撐。

探尋生命起源的分子密碼

生命的“合成砌塊”如何由簡單到復雜逐步組裝成具有基本功能的生物大分子？關于生命起源的諸多問題，人們不可能回到幾十億年尋找答案。科學家只能模擬原始地球環境或基于太空特殊環境，通過有機化合物亙古不變的化學性質及物質之間的相互轉化規律，來有效揭示生命本質及發現生命演化的重要線索。

磷元素是重要的生命元素，星際空間也廣泛存在著各種氨基酸、核苷等“生命的種子”。來自廈門大學等機構的科研人員，利用空間站長期微重力環境，以氨基酸、核苷和磷構建“三元反應體系”，建立了N-磷酸化氨基酸“分子演化系統”。

科研人員表示，他們計劃以此為基本生物化學模型，開展蛋白與核酸共起源及密碼子起源的分子進化研究，從分子水平上探究基本生化反應對微重力環境的響應特點，為生命的化學起源中蛋白核酸共起源理論體系提供重要的科學依據。

探究植物干細胞微重力影響

植物的莖、葉、花、果等地上部分器官都來自于莖尖干細胞，研究干細胞調控機理對于解析植物形態和器官的分化有重要意義。

由中國科學院遺傳與發育研究所/北京大學負責的“微重力環境調控植物干細胞功能和結構的分子網絡研究”項目，以模式植物擬南芥的植物莖尖干細胞為研究對象，解析植物在空間微重力環境中干細胞形態功能與基因表達的變化，為定向設計適應太空環境的空間作物提供理論支撐。

科研人員介紹，本項目上行了100余粒擬南芥種子，將在空間站進行為期4周左右的培育生長，后由航天員進行植株采集，并在零下80℃冷凍固定，最后隨神舟飛船返回，交付科學家開展地面研究。

太空“超潤滑”材料驗證

摩擦，無處不在，磨損相伴而生。摩擦磨損會加大能源消耗，損壞設備、器件。將摩擦和磨損降低至極限，是摩擦學研究的重要發展方向。

中國科學院蘭州化學物理研究所負責的“空間用固液復合潤滑材料的設計、界面作用機理及艙外驗證”項目，面向航空航天等重大工程裝備對更長壽命、更低摩擦與更低磨損潤滑材料的應用需求，設計開發了基于二硫屬材料的固體潤滑、基于聚合物涂層-潤滑油脂的固液復合潤滑材料體系，并利用空間摩擦學評價裝置進行艙外驗證試驗。

科研人員表示，這些試驗期望在嚴苛的空間環境中實現機械運動的“超潤滑”或近零磨損，在科學上揭示潤滑材料在真實空間環境中的潤滑演變過程和損傷機制；篩選和儲備未來空間潤滑材料，則將為實現空間超潤滑和近零磨損材料體系的設計與應用提供支撐。

科研人員介紹，本項目上行了球盤、軸承摩擦測試樣品和靜態艙外暴露樣品共20余件，經過半年左右的艙外暴露試驗后，隨神舟飛船返回，并交付科學家進行地面研究。