中國空間站步入其全面運(yùn)營第三個(gè)年頭，科學(xué)探索成果豐碩。據(jù)最新數(shù)據(jù)顯示，空間站已實(shí)施超過180項(xiàng)科學(xué)與應(yīng)用項(xiàng)目，運(yùn)送了近2噸的科學(xué)物資，并成功帶回近百種空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)樣品，一系列原創(chuàng)性科學(xué)成果相繼問世。那么，當(dāng)前空間站內(nèi)正在進(jìn)行哪些實(shí)驗(yàn)？地面的科研人員又有哪些新進(jìn)展？讓我們一同走進(jìn)這些前沿探索。
在中國科學(xué)院生物物理研究所的實(shí)驗(yàn)室中，科研人員正緊鑼密鼓地分析果蠅在中國空間站的最新監(jiān)控視頻。果蠅，這種以水果為食的小型蠅類昆蟲，作為研究歷史悠久的模式動(dòng)物，于去年11月15日隨天舟八號(hào)貨運(yùn)飛船進(jìn)入太空?？蒲腥藛T發(fā)現(xiàn)，在太空微重力環(huán)境中，果蠅不僅完成了求偶、交配、繁育后代等生命周期行為，還展現(xiàn)出與地面截然不同的行為模式。例如，地面上的果蠅會(huì)爬行和飛行，而在太空中，它們則呈現(xiàn)出飄浮甚至翻跟頭的狀態(tài)?？蒲腥藛T正借助先進(jìn)的視頻處理技術(shù)和人工智能對(duì)這些行為進(jìn)行深入分析。
據(jù)悉，在中國空間站的嚴(yán)格溫濕度、光照周期和氣體循環(huán)條件下，果蠅已成功繁育出三代。航天員對(duì)每一代果蠅都進(jìn)行了采樣收集，科研團(tuán)隊(duì)通過連續(xù)視頻監(jiān)控，已獲取超過4TB的果蠅在軌視頻數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)對(duì)于研究果蠅在空間環(huán)境中的生長發(fā)育及其行為特征至關(guān)重要。
在另一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中，中國空間站的科研人員首次觀察到了反“巴西果”效應(yīng)。在顆粒動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中，科研人員將大小顆?；旌衔镏糜诳臻g站的變重力柜中，探索其在不同重力條件下的振動(dòng)行為。通常情況下，在搖晃的容器中，大顆粒會(huì)上升到頂層，小顆粒則下沉，這種現(xiàn)象被稱為“巴西果”效應(yīng)。然而，在太空微重力環(huán)境下，科研人員首次觀察到大顆粒下沉的反常現(xiàn)象，即反“巴西果”效應(yīng)。這一發(fā)現(xiàn)不僅驗(yàn)證了重力在顆粒介質(zhì)行為中的關(guān)鍵作用，也為未來的太空探索提供了寶貴的理論支撐。
中國空間站還規(guī)劃了包括空間生命與人體研究、微重力物理科學(xué)、空間天文與地球科學(xué)、空間新技術(shù)與應(yīng)用在內(nèi)的四大研究領(lǐng)域，涵蓋32個(gè)研究主題，并已在軌實(shí)施了180余項(xiàng)科學(xué)與應(yīng)用項(xiàng)目。在空間生命科學(xué)領(lǐng)域，中國科學(xué)家取得了多項(xiàng)突破性成果，如首次實(shí)現(xiàn)了從種子到種子的水稻全周期培養(yǎng)，并在地面成功種植返回的樣品；同時(shí)，還開展了斑馬魚和金魚藻的二維生態(tài)系統(tǒng)研究，為脊椎動(dòng)物研究奠定了基礎(chǔ)。在新材料研究方面，科研人員利用太空無容器材料實(shí)驗(yàn)條件，研究了難熔合金等關(guān)鍵材料，為開發(fā)未來航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片材料等重要合金材料提供了可能。
據(jù)《中國空間站科學(xué)研究與應(yīng)用進(jìn)展報(bào)告》（2024）顯示，中國空間站作為國家太空實(shí)驗(yàn)室，計(jì)劃在軌穩(wěn)定運(yùn)行十年以上，并將在未來10到15年內(nèi)陸續(xù)開展千余項(xiàng)研究項(xiàng)目。在空間生命科學(xué)領(lǐng)域，科研人員計(jì)劃開展小鼠的空間生命孕育研究；在新材料研究、空間天文研究領(lǐng)域，也將有一系列新舉措。例如，在新材料研究方面，將規(guī)劃高熵合金、功能晶體等材料的研發(fā)和制備；在空間天文方面，未來將上行巡天空間望遠(yuǎn)鏡、高能宇宙輻射探測(cè)設(shè)施等旗艦型重大設(shè)施，以期在宇宙起源與演化、生命起源與演化、系外行星搜尋等前沿問題上取得中國人的貢獻(xiàn)。
