中國首顆微重力科學實驗衛星"實踐十號"上天要干哪些"大事"?
4月6日，搭載實踐十號衛星的長征二號丁運載火箭升空。 新華社記者金立旺攝
（記者榮啟涵、吳晶晶、余曉潔）６日１時３８分，搭載著１９個「特殊乘客」的實踐十號返回式科學實驗衛星開始了為期１５天的太空之旅。
這１９個「特殊乘客」就是裝載在衛星內部的１９個實驗載荷，它們會在太空利用地球上沒有的微重力實驗環境完成１９個創新實驗，涉及２８項科學實驗任務。實踐十號衛星工程常務副總指揮吳季說，這些實驗具有很強的潛在科研意義和應用意義。
——這位科學「實踐者」將在太空試驗場里辦哪些「大事」？先來一睹為快！
大事一：小鼠胚胎細胞在太空如何生長發育？
隨著人類走向太空，未來，哺乳動物能在太空正常繁衍嗎？
——為了回答這個疑惑，實踐十號把小鼠早期胚胎帶上了太空。它能否在空間環境下正常分裂、發育？其發育過程與地面有哪些不同？
「我們以小鼠細胞胚胎為研究對象，對其進行培養並顯微實時跟蹤觀察，看它在微重力環境中能否繼續分裂到８個細胞、１６個細胞……觀察在微重力情況下，哺乳動物胚胎能否和在地球上一樣正常發育。」中科院動物所研究員段恩奎說。
日本研究人員幾年前曾在美國網路科學雜誌《科學公共圖書館·綜合》上發表報告稱，在太空微重力等環境下，哺乳動物正常的胚胎髮育可能會受到阻礙，因此哺乳動物要在太空繁衍難度較大。
實踐十號衛星在軌模擬圖。 新華社發 中科院供圖
這一次，中國將利用返回式科學實驗衛星，以小鼠早期胚胎為研究對象，通過研究太空環境對哺乳動物早期胚胎生長發育的影響，揭示空間環境條件下動物早期生命活動規律，為未來長期太空飛行中保障人類生殖發育健康提供科學依據。
我們的太空「實踐者」還有望在世界上首次獲得空間小鼠早期胚胎是否能發育的實時攝影圖片。
大事二：向太空火災事故說「不」
載人空間飛行過程中，存在多種威脅航天器和航天員安全的潛在風險，其中航天器艙內火災事故是最嚴重的一種。這次「實踐者」要做的另一件「大事」，就是為今後載人空間飛行探索更安全的防火規範和材料選用、使用規範。
「內部起火是有氧環境衛星、飛船、載人航天器等面臨的最大威脅之一。」實踐十號衛星首席科學家胡文瑞院士說，俄羅斯的和平號空間站、美國的阿波羅號飛船都有過慘痛教訓。
微重力環境比地面更容易著火，而且著火點不易發現，很難撲滅。那麼，哪些材料能用，哪些材料不能用？如何發現火情？怎麼滅火？這一系列問題都要靠太空實驗去解決。
這次實踐十號計劃開展的「導線絕緣層著火實驗」和「典型非金屬材料著火實驗」，會在特殊的設備中通過大電流發熱或加熱絲進行引燃，觀察微重力條件下特定材料的著火和燃燒特性，了解環境流動、氧氣濃度和材料形狀等因素對火焰傳播的影響規律，並與重力條件下的燃燒進行對比。
實踐十號衛星科學應用系統總設計師康琦介紹，目前中國航天防火還不規範，主要是借鑒航空和地面的防火標準。現在中國航天器因為在軌時間短，這個問題還不突出，如果將來建空間站，沒有這方面的研究和標準，後果不堪設想。
大事三：當太空輻射遇上微重力，基因組會不會變？
《火星救援》被喻為一部太空生存指南，但細心的觀眾會發現，裡面對輻射的描述相對較少。並不是太空輻射問題已經破解，而是由於至今還沒有完備的手段能夠解決太空輻射的風險。
2015年9月8日拍攝的正在調試中的實踐十號衛星。 新華社發 中科院供圖
太空環境中，既有太陽耀斑和日冕物質拋射時產生的太陽高能粒子，也有長期存在的能量高、穿透性強的銀河宇宙射線，即使是數十厘米的鋁板也難以防護。
目前各國開展空間輻射生物學研究，主要是進行風險評估和尋找對策。這次實踐十號搭載了３個生物輻射盒，攜帶了水稻種子、擬南芥種子和線蟲等樣品，研究空間輻射引起生物基因組變化和空間輻射損傷的分子網路調控，建立輻射風險評估體系，為我國空間站輻射評估和防護提供基礎。
項目負責人、大連海事大學教授孫野青說，這一實驗將為載人航天中的深空探測任務和艙外暴露試驗提供技術基礎。
空間環境中的高放射性輻射和微重力是人類空間活動面臨的兩個有害因素。那麼在微重力環境下，輻射對人體基因組的損傷是疊加、抵消還是乘積作用？應如何評估風險？
中科院生物物理研究所研究員、實驗項目組負責人杭海英介紹，此次實踐十號將開展的「空間輻射對基因組的作用和遺傳效應研究」實驗，以小鼠細胞和果蠅為樣本，定量研究空間輻射對基因組穩定性方面的影響，就是希望解答這個問題。
「我們把小鼠細胞模型放置在培養裝置里，地面可以控制培養溫度、更換培養液。」杭海英表示，可以把細胞固定在某一個成長狀態，等到返回後專門研究不同時間點基因活動的改變。
杭海英說，必須對這兩個因素的危害性作出客觀評估並據此尋找恰當的應對方法，才能保證人類長期空間活動的順利進行。
大事四：地面看不見的「冷焰燃燒」，煤炭能實現嗎？
美國空間站十大成果之一，就是通過棉花團點燃觀察到「冷焰燃燒」，而這一低溫狀態下的燃燒是地面無法看到的。胡文瑞院士介紹，此次「煤燃燒及其污染物生成實驗」也期待看到微重力條件下煤的「冷焰燃燒」實驗效果。
2015年9月8日拍攝的正在調試中的實踐十號衛星。 新華社發 中科院供圖
實驗將選擇２至３種中國典型煤種，在實驗裝置中點燃，觀測不同爐溫、不同煤種、不同粒徑和環境氣體成分條件下的單個球形煤顆粒和煤粉顆粒群的燃燒全過程，記錄下單顆球形煤粒火焰形狀、顆粒表面變化、揮發和釋放現象及其變化規律等。——這樣的實驗放在地面聽起來普普通通，但放在遙遠的太空，卻意義大不同。
康琦說，煤炭是中國能源的主力，其燃燒帶來的污染較大。在地球上，受浮力、熱對流等因素影響，煤燃燒的係數無法準確測得。而在微重力環境下進行煤燃燒實驗，則可以避免這些干擾，有望獲得一些地面無法得到的基礎數據。這對完善煤燃燒理論和模型，幫助人類更好利用煤炭資源有重要意義。
這些只是實踐十號要乾的「大事」中的一部分。
我們期待在未來十五天里，這位科學「實踐者」通過１９項實驗，揭示微重力條件和空間輻射條件下不為人知的科學秘密——這不僅將加深人類對自身生命和物質的研究，同時將為未來空間站或在外星建立長期居住基地提供生態環境和生命保障體系研究的理論與技術準備。
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