北京时间2022年7月24日14时22分，我国在海南文昌航天发射场成功发射空间站“问天”实验舱。

在太空中能否种出粮食？太空辐射会使细胞变异吗？接下来，将在“问天”实验舱开启的科学实验有助于我们寻找答案。

中国科学院上海技物所研制的迷你实验室，已“装修完毕”，可“拎包入住”。

上海技物所空间生命科学仪器研制团队

【在太空养鱼，和地球上的水族箱大为不同】

“我们这次研制的生命生态和生物技术科学实验柜，有望在未来10年持续支持在空间环境下开展多类型、规模化、系统性的生命科学实验和研究。”上海技物所空间生命科学仪器研制团队负责人张涛说。

两个科学实验系统由上海技物所研制，中科院空间应用工程与技术中心供图

与国际上类似的科学实验装置相比，生命生态实验柜科学实验系统不仅可用于植物，还能用于微生物、蛋白质和小型动物，培养空间更大，可实施密闭的水生生态和辐射生物实验，还能进行定性和部分定量的微生物检测。

其中，细胞组织实验模块是一台全自动的装置，航天员只需在实验前放入样品、实验结束后取出样品，大大降低了航天员在轨的劳动强度；只需更换培养单元，便可实现不同类型的实验，还可适应不同培养周期的生物样品培养与检测。“这就相当于房子已经装修完毕，就等着培养单元拎包入住了。”结构工程师张寅介绍，该装置能同时容纳36个培养单元，满足不同实验的需求。

在太空微重力环境下如何给植物浇水？生命生态科学实验系统主任设计师郑伟波介绍，既不能让植物“渴”，也不能使其“淹”，需要进行专门的设计。“在太空养鱼，也和地球上的水族箱大为不同，需要用到各种不同的传感器。”结构工程师田清介绍，藻类、水草和斑马鱼共同构成了一个小型的水生生态系统，藻类和水草产生氧气提供给鱼，鱼呼出的二氧化碳又供给水草和藻类进行光合作用。这一系统为未来建设月球或火星基地，提供了前瞻性的研究平台。

“斑马鱼-水草-微生物”小型受控生命生态系统构建（地面模拟实验）

【对于空间生物实验中的微生物，可在轨进行定性和定量检测】

中国空间站已实现长期驻留，将持续开展生命科学实验，微生物污染问题需要引起重视。此前，在和平号空间站和国际空间站，均发现微生物污染现象。微生物不仅会影响生命科学实验的有效性甚至成败，而且有些微生物会影响结构材料、仪器设备等。无疑，快速检测和预防是应对空间微生物影响或污染生命科学实验的有效手段。

“对于空间微生物的检测，国际空间站是采取在轨抗原检测和返回地面复核的方法，而对于生命科学实验中可能存在的微生物，我国可以做到在轨进行培养法定性检测和核酸法定性检测。”生物技术科学实验系统副主任设计师刘方武说。

近日，日本在“隼鸟2号”采集的小行星样本中检测到20多种氨基酸，这是首次在地球以外确认“生命之源”氨基酸的存在。生命究竟如何起源？人类已无法回到几十亿年前的原始地球环境中去追根溯源，而微重力、强辐射等极端空间环境正是生命种子产生的本源环境，也提供了一个类似原始地球的环境。“我们作为空间科学仪器的研制方，也将助力科学家通过实验来探索生命起源和进化。”电子学工程师丁昆介绍。

拟南芥生长（地面模拟实验）

此外，上海技物所研制的光学显微成像系统，也将在记录空间细胞培养过程中大显身手。“即使无人在轨状态下，也可大范围、自动对焦搜索微米尺度的细胞样品。”生物技术科学实验系统副主任设计师孙浩说。

题图来源：视觉中国 图片编辑：笪曦

除署名外，内图由上海技物所提供

来源：作者：黄海华