首次太空养鱼，未来还要养鼠？神舟十八号上要做哪些有趣实验

张伟

神舟十八号任务开始啦！这次又要在太空上做哪些新实验呢？这次我们带上去4个实验，第一个是我们的斑马鱼和金鱼藻的一个水生生态实验。这次是我们首次把斑马鱼带到太空当中，主要来研究,在太空环境下，斑马鱼和金鱼藻它们的一个共生共存的关系。比如说我们的金鱼藻通过光合作用来产生氧气，氧气提供给斑马鱼来呼吸,而斑马鱼产生二氧化碳来提供给我们的植物金鱼藻，进行光合作用。所以通过这么一个小型的水生生态系统，能够实现一个在太空当中对水生生态模型的一个验证。

当然我们这一次开展的是小型的水生生态系统的研究，未来还要开展陆生态系统的研究，有希望能够带上小鼠在太空开展实验。我们的小鼠在太空当中非常难养，比如说我们在地面，我们知道它会产生大量的废物，产生很浓厚的气息，让我们非常难以呼吸。所以说实际上我们在太空当中，首先要解决小鼠的臭气问题，我们要怎么进行过滤，怎么进行循环，然后我们小鼠的生活装置里面能够非常正常的呼吸，当然也不能把臭气排到空间站当中，这样会影响我们航天员，所以说它是一个封闭的装置，必须把它的臭气处理掉，把它的废物，它的排泄物及时的要处理掉，而且小鼠在太空当中养几十天有可能，所以说在这个过程当中。可能我们技术首先要攻克的技术就是废物的处理和废气的处理。

当然我们希望把这个装置能够研制出来送上去，这样我们就能够利用小鼠开展大量的。研究，比如说对太空微重力环境，对小鼠的骨骼，对它的肌肉、对它的神经，对它的免疫，对他大脑方方面面的影响。这些对我们人类。在太空长期的生存和适应具有非常重要的意义。

第二个实验就是生命起源的分子机制，中国的科学家赵一峰院士提出了蛋白和核酸共起源这么一个机制， 通过核苷酸氨基酸和磷进行反应，来验证无机分子如何生长为有机分子，这样一个分子机制的验证。

第三个实验，我我们要看在微重力条件下，植物干细胞如何发挥作用，微重力如何影响植物干细胞的调控，从而来影响它的生长和发育。

第四个实验就是我们的润滑实验，当然之前已经做过一些润滑实验，我们在舱外有一个暴露装置，专门做材料在空间条件下的一些暴露特性。

润滑材料应该就是非常简单的一个东西，但实际上在太空当中不一样，在太空当中高温在零上100多度，低温是零下100多度，在这300度的温差下面，同时还有辐射的作用。我们润滑材料寿命非常短，而且它就很多时候在高温的时候它可能挥发了，在低温的时候它可能冷冻了，所以说我们在太空要验证这些固液混合的材料，在太空条件下能不能相当于寿命更长，更好的发挥作用。

当然我们神舟18乘组进入太空以后，不只做这次神舟18号带上去的实验，还要做大量的之前带上去的一些实验。举一些例子，比如说在生命科学方面，我们还要做人骨干细胞的定向分化，就在研究微重力条件下，骨干细胞如何分化，如何是能够进对它进行调控，让它更好的生长。

我们还要进行一些，比如说在材料领域，我们要进行大量的材料的制备，比如说铁基超导的材料，还有铝基的材料，甚至纳米材料，还有一些特殊的材料要把它在太空当中，用我们的无溶剂实验柜，还有我们的高温材料实验装置把它们制备出来。同时还要在轨测试它的性能，我们来测它的热物理性质，测它的表面张力，测它的粘度，测它的密度等等。

当然非常有意思的是我们的燃烧实验。我们这次带上的是气体插件的燃烧实验，我们将要开展我们气体小火苗它的一个点火、火焰的传播和熄火的特性实验，还要揭示它一些本质的规律。因为在地面上我们知道燃烧是一种浮力对流驱动的燃烧，它是一种泪滴状的火焰，温度也比较高。但是在太空当中，由于浮力对流消失了，燃烧是一种扩散驱动，所以说它是一种球形的火焰，而且火焰的温度低，所以我们在太空当中通过研究这些特性来揭示它的本质规律，从而来指导我们地面开发更清洁的燃料，包括提高燃烧效率，这是主要的这一部分。

我们还有一些实验是流体实验。比如说在太空微重力条件下，由于浮力对流消失了，我们在地面是浮力对流驱动的，比如蒸发与沸腾，它有一些沸腾现象在太空当中，这沸腾现象就变了。比如说我们开水小气泡很多，然后慢慢有一个浮力对流，就整个水开了，在太空当中小气泡会越来越大，直到破掉，但是在顶面的水是很难开的，所以说我们在太空要研究蒸发与冷凝，沸腾与传热这些基础的现象。同时我们可能还要研究比如推进剂的管理，我们在太空当中推进剂在是非常特殊的一种形态，所以说我们需要在太空结合着这些特殊的对流现象，对整个流体的管理和流体的输运这些进行深入的研究。

本文为科普中国·星空计划扶持作品

作者名称：张伟

审核：周炳红中国科学院国家空间科学中心 研究员

出品：中国科协科普部

监制：中国科学技术出版社有限公司、北京中科星河文化传媒有限公司

来源: 星空计划

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