第一個(gè)完全由中國(guó)自主設(shè)計(jì)、研制的科學(xué)實(shí)驗(yàn)3日搭乘美國(guó)太空探索技術(shù)公司的“龍”貨運(yùn)飛船飛往國(guó)際空間站。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、北京理工大學(xué)教授、國(guó)際宇航科學(xué)院院士鄧玉林當(dāng)天接受新華社記者專訪時(shí)說(shuō),“我們以科學(xué)的名義,將中國(guó)自主設(shè)計(jì)和研制的實(shí)驗(yàn)第一次送去國(guó)際空間站,中國(guó)科學(xué)家做的是純粹的科學(xué)實(shí)驗(yàn),成果將造福全人類。”

鄧玉林

為什么一定要在空間環(huán)境操作實(shí)驗(yàn)?鄧玉林解釋說(shuō),“作為一個(gè)絕佳的試驗(yàn)平臺(tái)和創(chuàng)新平臺(tái),空間站可以為我們提供難得的條件來(lái)了解地面上難以了解的知識(shí)。比如,人類長(zhǎng)期在地面進(jìn)化,但實(shí)際上,有很多生命科學(xué)現(xiàn)象在進(jìn)化過(guò)程中被掩蓋了。因此,如果離開(kāi)地球,到空間環(huán)境開(kāi)展科學(xué)實(shí)驗(yàn),就有可能發(fā)現(xiàn)在地面上不了解和難以發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象和知識(shí)。”

在被“獵鷹9”送到國(guó)際空間站之前,鄧玉林團(tuán)隊(duì)研制的系列空間生命科學(xué)研究,還曾受到中國(guó)科技部重大科學(xué)儀器開(kāi)發(fā)專項(xiàng)和國(guó)防科工局民用航天專項(xiàng)支持,在2011年“神舟八號(hào)”搭載、2016年“長(zhǎng)征七號(hào)”首飛搭載,以及2017年“天舟一號(hào)”搭載中,先后實(shí)現(xiàn)“太空之旅”。

在“神舟八號(hào)”載荷實(shí)驗(yàn)的研究中,他們發(fā)現(xiàn)了一些令人吃驚的現(xiàn)象。“當(dāng)時(shí),我們帶了幾種不同類型的基因上去進(jìn)行擴(kuò)增,有反應(yīng)神經(jīng)功能的、代謝功能的,也有反應(yīng)免疫功能的,但當(dāng)載荷返回地面進(jìn)行測(cè)定時(shí),我們發(fā)現(xiàn)幾種基因有很大的差別,代表神經(jīng)、代謝系統(tǒng)功能的基因變化很少,而代表反應(yīng)免疫的基因變化卻很多。”鄧玉林說(shuō)。

通過(guò)這些在空間環(huán)境中DNA變異的新現(xiàn)象,研究團(tuán)隊(duì)推斷,空間環(huán)境之于基因突變可能與生物分子進(jìn)化有著重要的聯(lián)系。鑒于抗體是人體中較為保守的重要生物學(xué)元素,鄧玉林團(tuán)隊(duì)提出了大膽的創(chuàng)新設(shè)想,即將抗體編碼基因片段作為研究空間環(huán)境對(duì)分子進(jìn)化影響的模型,并由此設(shè)計(jì)、研制了此次空間實(shí)驗(yàn)。

依照計(jì)劃,該實(shí)驗(yàn)載荷將被帶入國(guó)際空間站的美國(guó)實(shí)驗(yàn)艙,由美國(guó)宇航員在空間環(huán)境進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn)。其間,美國(guó)負(fù)責(zé)運(yùn)營(yíng)國(guó)際空間站科學(xué)研究平臺(tái)的納諾拉克斯公司將受北京理工大學(xué)委托,在得克薩斯州休斯敦與宇航員進(jìn)行“天地通話”,以保證實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行。載荷預(yù)計(jì)將于7月回收。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)將傳回北京理工大學(xué)供科研人員進(jìn)行后續(xù)研究。

與此前搭載不同,本次科學(xué)搭載不僅具有理論上的創(chuàng)新,在技術(shù)上也做出了多種新的探索。鄧玉林介紹說(shuō),這項(xiàng)名為“空間環(huán)境下在PCR反應(yīng)中DNA錯(cuò)配規(guī)律研究的科學(xué)載荷”的實(shí)驗(yàn),體積為4個(gè)U(400x100x100mm),重約3.5公斤。搭載共有兩組、12塊芯片,60個(gè)通道,將對(duì)20個(gè)基因在空間輻射及微重力環(huán)境下,在軌開(kāi)展抗體編碼基因的突變規(guī)律研究。“能在體積如此嚴(yán)苛的載荷條件下,實(shí)現(xiàn)20種基因的突變規(guī)律研究,這一技術(shù)在國(guó)際上也是領(lǐng)先的。”他說(shuō)。

本次空間載荷從關(guān)注航天員生命健康切入,延展到空間環(huán)境影響微(分子)進(jìn)化的探索。鄧玉林說(shuō),“這是一項(xiàng)基礎(chǔ)性生命科學(xué)研究,具有重大的科學(xué)意義,其潛在應(yīng)用價(jià)值十分廣泛”。

盡管此前也曾有中國(guó)科學(xué)家參與在國(guó)際空間站上的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,但“這是第一個(gè)中國(guó)科學(xué)家獨(dú)立設(shè)計(jì)、制造的項(xiàng)目,也是第一個(gè)來(lái)自中國(guó)的生命科學(xué)項(xiàng)目,”鄧玉林說(shuō)。