中國實驗項目首訪國際空間站：完全自主研發製造

北京時間4日清晨5時07分，美國太空探索技術公司「獵鷹9」火箭騰空而起，從佛羅里達州卡納維拉爾角39A發射台再次將「龍」飛船送往國際空間站。

此次前往國際空間站的各類「乘客」中有一位遠道而來的「客人」：北京理工大學教授鄧玉林科研團隊研發的空間環境基因實驗項目將成為第一個完全由科學家自主設計、研發和製造的科學搭載首次「到訪」國際空間站，並將由美國宇航員在空間環境進行兩次實驗。

從設想到升空用了好幾年

這並非一次「說走就走的旅行」。受阻於美國國會於2011年通過的「沃爾夫條款」，美中兩國之間任何與美國航天局有關或由白宮科技政策辦公室協調的科研合作均遭到限制，其涉及範圍廣泛，界限模糊，即使中美民間科學項目合作有時也會受到影響。

此次自主研製的實驗項目通過商業合作模式前往國際空間站頗受關注。美國太空網評論說，這一合作或將融化中美太空合作的「堅冰」。美國多位太空政策專家則認為，這開拓了一種全新商業合作模式，將可能成為中美兩國未來聯合開展工作的重要一步。

事實上，從2011年初具實驗設想，到選擇合作方，2014年提出相關合作意向，到2015年通過各項審查，獲得美國航天局批准，與負責運營國際空間站科學研究平台的納諾拉克斯公司簽署協議，直至載荷於5月31日清晨通過最終測試和安全性評估，被順利交付美國航天局，並最終於6月4日搭乘「獵鷹9」升空……用鄧玉林的話說，「其間經曆數次推遲，過程中有太多障礙和困難」。

「小基因」多次飛上太空

據介紹，此次科學載荷包括名為「空間環境下在PCR反應中DNA錯配規律研究的科學載荷」的實驗，其搭載體積為4個U（400×100×100mm），重量3.5公斤。

在科技部重大科學儀器開發專項和國防科工局民用航天專項支持下，鄧玉林教授團隊研製的系列空間生命科學研究曾在2011年「神舟八號」搭載、2016年「長征七號」首飛搭載，以及2017年「天舟一號」搭載中先後實現「太空之旅」。

項目團隊人員向記者展示了用於地面對比的「綠色盒子」。其設計極為精巧，實驗板上共有6個晶元，每個晶元內有5個通道，每個通道內有一到三種不同的基因。同樣的，前往國際空間站的科學搭載共有兩組，搭載將對20個基因在空間輻射及微重力環境下在軌開展抗體編碼基因的突變規律研究。

據介紹，本次載荷從關注航天員生命健康切入，採用微型微流控PCR儀，對抗體DNA片段進行在軌飛行狀態下的基因擴增，來模擬人類生命的延續與發展。在空間飛行結束后，實驗團隊將分析基因突變規律，進而探討空間輻射及微重力環境下的基因誘變機理。

美國佛羅里達航空局商業發展部負責人托尼·甘農說：「科學探索是全人類的事業，我們歡迎更多來自的科研院校將他們的科學實驗從這裡送往國際空間站。」

文並圖/新華社

訪談

為什麼要在空間環境操作實驗？

項目團隊負責人、北京理工大學教授、國際宇航科學院院士鄧玉林當天接受記者專訪時說，「我們以科學的名義，將自主設計和研製的實驗第一次送去國際空間站，科學家做的是純粹的科學實驗，成果將造福全人類。」

空間站可獲知地面上難了解的知識

為什麼一定要在空間環境操作實驗？鄧玉林解釋說，「作為一個絕佳的試驗平台和創新平台，空間站可以為我們提供難得的條件來了解地面上難以了解的知識。比如，人類長期在地面進化，但實際上，有很多生命科學現象在進化過程中被掩蓋了。因此，如果離開地球，到空間環境開展科學實驗，就有可能發現在地面上不了解和難以發現的現象和知識。」

在被「獵鷹9」送到國際空間站之前，鄧玉林團隊研製的系列空間生命科學研究，還曾受到科技部重大科學儀器開發專項和國防科工局民用航天專項支持，在2011年「神舟八號」搭載、2016年「長征七號」首飛搭載，以及2017年「天舟一號」搭載中，先後實現「太空之旅」。

在「神舟八號」載荷實驗的研究中，他們發現了一些令人吃驚的現象。「當時，我們帶了幾種不同類型的基因上去進行擴增，有反應神經功能的、代謝功能的，也有反應免疫功能的，但當載荷返回地面進行測定時，我們發現幾種基因有很大的差別，代表神經、代謝系統功能的基因變化很少，而代表反應免疫的基因變化卻很多。」鄧玉林說。

通過這些在空間環境中DNA變異的新現象，研究團隊推斷，空間環境之於基因突變可能與生物分子進化有著重要的聯繫。鑒於抗體是人體中較為保守的重要生物學元素，鄧玉林團隊提出了大膽的創新設想，即將抗體編碼基因片段作為研究空間環境對分子進化影響的模型，並由此設計、研製了此次空間實驗。

依照計劃，該實驗載荷將被帶入國際空間站的美國實驗艙，由美國宇航員在空間環境進行兩次實驗。其間，美國負責運營國際空間站科學研究平台的納諾拉克斯公司將受北京理工大學委託，在得克薩斯州休斯敦與宇航員進行「天地通話」，以保證實驗順利進行。載荷預計將於7月回收。實驗數據將傳回北京理工大學供科研人員進行後續研究。

本次科學搭載作出多種新探索

與此前搭載不同，本次科學搭載不僅具有理論上的創新，在技術上也作出了多種新的探索。鄧玉林介紹說，這項名為「空間環境下在PCR反應中DNA錯配規律研究的科學載荷」的實驗，體積為4個U（400×100×100mm），重約3.5公斤。搭載共有兩組、12塊晶元，60個通道，將對20個基因在空間輻射及微重力環境下，在軌開展抗體編碼基因的突變規律研究。「能在體積如此嚴苛的載荷條件下，實現20種基因的突變規律研究，這一技術在國際上也是領先的。」他說。

本次空間載荷從關注航天員生命健康切入，延展到空間環境影響微（分子）進化的探索。鄧玉林說，「這是一項基礎性生命科學研究，具有重大的科學意義，其潛在應用價值十分廣泛。」

儘管此前也曾有科學家參與在國際空間站上的實驗項目，但「這是第一個科學家獨立設計、製造的項目，也是第一個來自的生命科學項目」，鄧玉林說。

新華社記者 郭爽 林小春 郭一娜