第一個完全由中國自主設計、研制的科學實驗3日搭乘美國太空探索技術公司的“龍”貨運飛船飛往國際空間站。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新華社記者專訪時說,“我們以科學的名義,將中國自主設計和研制的實驗第一次送去國際空間站,中國科學家做的是純粹的科學實驗,成果將造福全人類。”

鄧玉林

為什么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臺和創新平臺,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,鄧玉林團隊研制的系列空間生命科學研究,還曾受到中國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,先后實現“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,空間環境之于基因突變可能與生物分子進化有著重要的聯系。鑒于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,并由此設計、研制了此次空間實驗。

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臺的納諾拉克斯公司將受北京理工大學委托,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。載荷預計將于7月回收。實驗數據將傳回北京理工大學供科研人員進行后續研究。

與此前搭載不同,本次科學搭載不僅具有理論上的創新,在技術上也做出了多種新的探索。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(400x100x100mm),重約3.5公斤。搭載共有兩組、12塊芯片,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”。

盡管此前也曾有中國科學家參與在國際空間站上的實驗項目,但“這是第一個中國科學家獨立設計、制造的項目,也是第一個來自中國的生命科學項目,”鄧玉林說。