5月11日8時14分，天舟十號貨運飛船在中國文昌航天發射場成功發射。飛船上，搭載了將前往中國空間站的實驗載荷、實驗單元及樣品、實驗耗材、備品備件等67件產品，總重量為768.2公斤。這些物資將支持空間生命科學與生物技術、微重力物理科學、空間應用新技術、空間天文與地球科學等四大領域，共計41項空間科學實驗項目的在軌研究。其中，就包括了溫室氣體高分辨率監測、太空胚胎發育等多項備受矚目的空間科學實驗。

首次開展“人工胚胎”太空實驗

5月10日深夜，天舟十號任務節點臨近，中國科學院動物研究所研究員于樂謙和幾位團隊成員一起，以人類干細胞為原材料，專心制備即將飛天的“人工胚胎”樣本。

臨場制備，能確保生命科學樣品“活力”十足地抵達空間站。幾厘米見方的小盒子里，設計了兩種不同的“人工胚胎”模型，一種貼附在子宮細胞上，模擬胚胎在子宮“安家”的過程；一種住在微流控芯片的小單間里，模擬早期胚胎由囊胚形成原腸胚的發育過程。

“這不是真正的人類胚胎，不具備發育成完整個體的能力，但模擬的兩種場景，代表了在生命誕生之初，細胞生長、分化的典型過程。”于樂謙說。

隨著航天事業的發展，人類在太空的飛行距離越來越遠、停留時間越來越長。但空間微重力、輻射等極端環境因素，對人類在太空長期駐留、生存、繁衍等問題提出了前所未有的挑戰。此前，國內外科學家圍繞哺乳動物空間生命孕育的研究，仍局限在嚙齒類動物小鼠和大鼠上。

發射前12小時，“人工胚胎”樣本才被送往發射塔架，在天舟十號細胞上行生保支持裝置內安家。

這是世界首次“人工胚胎”空間發育研究任務，將建立起“人工胚胎”空間發育研究的技術體系。“在空間站，‘人工胚胎’將在航天員的守護下，完成5天的發育過程。每天，預先設計好的自動化系統都會為它們更換新鮮的培養液。”于樂謙介紹，空間站能提供真實的空間背景輻射和長時間的微重力環境。待實驗周期完成后，樣本將在軌凍存并擇機下行，后續回到地面實驗室進行分析。

“生命究竟如何從一顆受精卵開始，一步步‘知道’自己該變成什么、該往哪里去？每次在顯微鏡下觀察到細胞生長、遷移、分化的瞬間，我都能感受到一種敬畏，那是生命本身的力量，也是科學探索的價值所在。”于樂謙說，希望通過此次太空和地面實驗樣本的發育比對，深入探索空間環境對人類胚胎重要發育事件的影響，為解決人類空間繁衍問題邁出第一步。

太空胚胎研究體系將構建

“人工胚胎”太空實驗只是此次天舟十號上行的5項空間生命科學實驗之一。

此次，中國空間站生物技術實驗柜將迎來3種小鼠細胞胚胎“住戶”。“小小的早期胚胎，承載著的卻是一個完整的生命。”中國科學院深圳先進技術研究院研究員雷曉華表示，太空環境像一個天然的“高靈敏度放大鏡”，能放大胚胎發育中的各類損傷隱患，快速定位在地面常規環境中難以發現的致畸風險基因、胚胎發育異常調控通路等。“空間生命科學研究絕非遙不可及，每一組胚胎損傷數據、每一條發育調控通路，最終都能落地轉化為臨床醫療方案，服務于人、守護生命、賦能民生。”

這已不是我國首次送小鼠胚胎飛天。早在2016年，我國實踐十號衛星就搭載小鼠早期胚胎升空，在太空順利完成從小鼠2細胞到囊胚的全程發育，世界首次實現了哺乳動物胚胎太空發育。后續實驗發現，這些胚胎存在囊胚發育率低、質量下降、遺傳物質損傷等現象，但其原因尚未得到解析。

人類的存在依賴于地球給予的“保護傘”——大氣層與地磁場。一旦離開這把“傘”，我們將面臨什么？中南大學湘雅公共衛生學院教授黃瑞雪帶領團隊開展的“空間輻射敏感組織損傷和致癌早期事件的機制及防護靶點研究”，正試圖回答這個問題。

實驗的對象是“微型大腦”——僅相當于米粒大小的腦類器官。它由人多能干細胞經定向分化培養而成，具備類似大腦皮層的神經元分層和突觸連接，并能產生自發的神經電活動，在微電極上呈現出類似早期腦電圖的節律。雖然復雜度和成熟度仍遠不及真實大腦，但它已是迄今最接近人腦的體外三維模型。

“航天科技的進步，一直是推動人類醫學發展的隱形引擎。航天員走過的每一步，最終都會化作普通人生活中的每一分福利。”黃瑞雪說。

斑馬魚胚胎和小鼠成骨細胞也將在空間站生長，助力航天飛行導致的失重生理效應研究。研究結果不僅能為航天員健康保障提供科學依據，還有望用于針對性開發藥物，實現“天為地用”，為地面相關人群的骨丟失問題提供解決方案。

用太空之眼“看”碳排放

在空間天文與地球科學領域，天舟十號搭載了輕小型高分辨率溫室氣體點源協同探測載荷。這臺載荷由香港科技大學牽頭研制，能精準測量全球中低緯度重點排放源的二氧化碳和甲烷濃度，這是香港科學家第一次參與空間站空間應用科研項目。

二氧化碳和甲烷是最常見的兩種溫室氣體，它們的排放量升高，是導致地球氣候變暖的主要原因之一。香港科技大學土木與環境工程學系講座教授蘇慧介紹，該載荷是全球首款能夠在百米尺度同時監測這兩種溫室氣體的儀器，具備高解析度和高精準度，能在近400公里的太空“看到”特定范圍內的二氧化碳和甲烷排放濃度數據，進而反演出近實時的碳排放通量。這將為我國“雙碳”行動提供有力的數據支撐，也為應對全球氣候變化貢獻中國智慧。

此外，在微重力流體物理與燃燒科學領域和空間材料科學領域，空間可重構液基軟超材料、微重力變壓變氧環境潔凈氣體滅火劑與擴散火焰作用規律、多組元生物玻璃空間制備與性能研究等空間科學實驗也隨天舟十號上行，有望在軟物質與復雜流體研究、空間微重力下材料制備過程機理研究、重要應用新材料和制備技術研究等方面取得突破。

來源：北京日報客戶端

徐州廣電編輯：蔣曉琛