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　　4月6日凌晨，搭載著19位“特殊乘客”的“實(shí)踐十號(hào)”返回式科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星開始了為期15天的太空之旅?，F(xiàn)在，旅程已過大半，這些“特殊乘客”在太空還適應(yīng)嗎？它們的實(shí)驗(yàn)任務(wù)進(jìn)行得怎么樣？這些實(shí)驗(yàn)到底有什么用？……

　　我們從“實(shí)踐十號(hào)”給你帶來了三堂太空實(shí)驗(yàn)課。

　　第一堂課：太空中如何讓液體“聽指揮”？

　　我們知道，在地球上由于重力作用，水往低處流，隨形而變。而在太空中，由于重力消失，水會(huì)以球體狀態(tài)懸浮在空中，在容器里的液體會(huì)順著容器壁往上爬。

　　未來我國(guó)要建設(shè)空間站，宇航員在太空長(zhǎng)期生活，要喝水、洗衣服，但水在太空中“不聽話”怎么辦？這就涉及空間流體管理，而“實(shí)踐十號(hào)”上的“熱毛細(xì)對(duì)流實(shí)驗(yàn)”對(duì)流體管理問題的探索就是要嘗試解決這個(gè)問題。

　　什么是熱毛細(xì)對(duì)流？“實(shí)踐十號(hào)”載荷主任設(shè)計(jì)師、中科院力學(xué)所研究員段俐介紹說，在地球上由于重力作用，浮力對(duì)流是自然對(duì)流的主要形式，而在太空中，由表面張力驅(qū)動(dòng)的熱毛細(xì)對(duì)流是自然對(duì)流的主要形式。其實(shí)在我們生活中熱毛細(xì)對(duì)流也很常見，比如粥在冷卻后表面形成的渦胞結(jié)構(gòu)就是它引起的。

　　段俐說，空間流體管理除了宇航員的生活需要，還有太空中飛行器需要液體燃料進(jìn)行驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)變軌、調(diào)姿、對(duì)接等，液體燃料貯箱如何設(shè)計(jì)才能保證液體燃料推進(jìn)，就需要對(duì)熱毛細(xì)對(duì)流進(jìn)行研究。

　　研究熱毛細(xì)對(duì)流還有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，例如晶體優(yōu)質(zhì)生長(zhǎng)。受到浮力對(duì)流等影響，晶體在地面上生長(zhǎng)會(huì)產(chǎn)生缺陷，那么太空中能否長(zhǎng)出完美晶體？

　　“國(guó)內(nèi)外已開展了多次空間晶體生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)，雖然基本克服了浮力對(duì)流等不利影響，但生成的晶體質(zhì)量仍然不那么盡如人意，其原因就在于太空熱毛細(xì)對(duì)流的不穩(wěn)定性?！倍卫f，“這就需要開展實(shí)驗(yàn)研究，對(duì)空間和地面的晶體生長(zhǎng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)?！?/p>

　　據(jù)介紹，這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)是在一個(gè)環(huán)形液池中進(jìn)行，液池中盛放硅油，通過不同的溫度梯度來產(chǎn)生熱毛細(xì)對(duì)流。原計(jì)劃共進(jìn)行15次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)條件都不一樣，有的是加溫方式不一樣，有的是液體體積比不一樣，其中13次在返回前進(jìn)行，其余在留軌艙進(jìn)行。

　　從紅外熱像儀拍攝的畫面看，環(huán)形液池中的液體像花瓣一樣，不斷發(fā)展變幻?！斑@說明熱毛細(xì)對(duì)流表面波在不斷變化?！倍卫f。

　　“從目前已經(jīng)完成的實(shí)驗(yàn)看，實(shí)驗(yàn)結(jié)果非常漂亮，原定目標(biāo)已經(jīng)全部實(shí)現(xiàn)，在國(guó)際上首次取得了熱毛細(xì)對(duì)流體積效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果?！倍卫f，與地面實(shí)驗(yàn)相比，我們觀察到很多不同，比如說液體表面波不一樣，溫度振蕩現(xiàn)象也比地面規(guī)律得多，但其機(jī)理還需要全部實(shí)驗(yàn)完成后進(jìn)行分析研究。

　　第二堂課：蠶寶寶去了太空，還能長(zhǎng)成家蠶嗎？

　　還記得小時(shí)候放在桑葉上養(yǎng)的“白胖子”嗎？現(xiàn)在，“實(shí)踐十號(hào)”把家蠶胚胎帶上了太空，通過實(shí)驗(yàn)看看在微重力、失重情況下，家蠶的生長(zhǎng)會(huì)發(fā)生哪些變化？

　　據(jù)中科院上海生命科學(xué)研究院植物生理生態(tài)研究所黃勇平介紹，家蠶是真核生物，胚胎期都在卵殼里發(fā)育，對(duì)生長(zhǎng)環(huán)境要求相對(duì)穩(wěn)定，且胚胎期12天剛好適合“實(shí)踐十號(hào)”返回式衛(wèi)星的設(shè)計(jì)時(shí)間。

　　“已有研究表明空間環(huán)境能夠誘變家蠶。但是，誘變過程中哪些基因發(fā)生了變化？”黃勇平說，這次由返回式衛(wèi)星帶上天的家蠶胚胎培養(yǎng)箱里，有12盒家蠶胚胎樣品，在空間連續(xù)培養(yǎng)12天，溫度控制系統(tǒng)每?jī)商鞎?huì)將2個(gè)試管溫度降到不再生長(zhǎng)的5攝氏度，將家蠶胚胎的生長(zhǎng)狀況分階段固定下來，等衛(wèi)星返回地面后研究不同生長(zhǎng)時(shí)期里基因表達(dá)的差異，例如是否會(huì)在某一階段基因發(fā)生突變等。

　　“胚胎階段的基因變化，對(duì)以后家蠶的生長(zhǎng)發(fā)育很重要?！痹诮忉寣?shí)驗(yàn)意義時(shí)黃勇平說，經(jīng)過億萬年的進(jìn)化，自然界生物有一些很“機(jī)智的做法”。在家蠶胚胎生長(zhǎng)階段，會(huì)把以后成長(zhǎng)為“幼蟲”、“蛹”、“成蟲”等階段的基因都表達(dá)一遍，這是一個(gè)預(yù)先篩選檢測(cè)過程，如果發(fā)現(xiàn)有缺陷后發(fā)育就會(huì)當(dāng)即停止。

　　因此，經(jīng)歷過太空空間培養(yǎng)的家蠶，胚胎期基因表達(dá)與突變檢測(cè)有著很重要的意義。等返回地球，這些經(jīng)過太空之旅的胚胎樣品是否還能長(zhǎng)成家蠶？實(shí)驗(yàn)結(jié)果令人期待。

　　第三堂課：“上過天”的神經(jīng)干細(xì)胞能量會(huì)變大嗎？

　　施工時(shí)高空墜落、遭遇突發(fā)車禍……日常生活中一旦發(fā)生這些意外，如果損傷了中樞神經(jīng)，康復(fù)幾率十分渺茫。在“實(shí)踐十號(hào)”返回式科學(xué)衛(wèi)星上，搭載著這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置，正在為未來更好的修復(fù)神經(jīng)損傷而做著基礎(chǔ)研究。

　　神經(jīng)干細(xì)胞被看作神經(jīng)系統(tǒng)的“種子”細(xì)胞，是一類具有分化和自我更新能力的母細(xì)胞。如果人們神經(jīng)系統(tǒng)出現(xiàn)損傷，神經(jīng)干細(xì)胞可以變成神經(jīng)元或是膠質(zhì)細(xì)胞來修補(bǔ)損傷。

　　那么進(jìn)入太空之后，在微重力環(huán)境下，神經(jīng)干細(xì)胞的增殖和分化有沒有變化？

　　微重力環(huán)境是一種特殊的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所再生醫(yī)學(xué)研究中心副研究員韓津介紹，他們希望能在“太空微重力”的環(huán)境下，發(fā)現(xiàn)促進(jìn)神經(jīng)干細(xì)胞高效定向分化的機(jī)制，為地面研究提供更多的信息，誘導(dǎo)神經(jīng)干細(xì)胞分化成為更多可用于治療疾病的神經(jīng)元，使其更好地為人們所用。

　　“目前這些細(xì)胞在太空的生長(zhǎng)情況良好，等回收后我們會(huì)分析蛋白質(zhì)表達(dá)、基因表達(dá)情況?！敝袊?guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所再生醫(yī)學(xué)研究中心主任戴建武研究員說，未來，希望神經(jīng)干細(xì)胞能夠更多的變成我們需要的神經(jīng)元，以修補(bǔ)神經(jīng)系統(tǒng)的損傷。