中國空間站建成兩週年，科研應用獲重大國際突破

【環球時報報道 記者 樊巍】2024年12月30日，在即將迎來中國空間站全面建成兩週年之際，中國載人航天工程辦公室首次公開發布《中國空間站科學研究與應用進展報告》（2024年）（以下簡稱《報告》）。該報告對兩年來中國空間站科學研究與應用進展進行了系統性總結。報告顯示，截至2024年12月1日，中國空間站已在軌實施181項科學與應用項目，取得的多項應用成果為國際首次。

成為珍貴的“國家太空實驗室”

2022年12月31日，中國空間站正式宣告建成。建成兩年來，我國先後組織完成4次載人飛行、3次貨運補給、4次飛船返回任務，5個航天員乘組、15人次在軌長期駐留，累計進行10次航天員出艙和多次應用載荷出艙，開展多次艙外維修任務，並刷新了航天員單次出艙活動時長的世界紀錄，完成包括2名港澳載荷專家的第四批預備航天員選拔、低成本貨物運輸系統擇優並啓動研製等工作。目前，中國空間站在軌運行穩定、效益發揮良好。

《報告》介紹稱，憑藉長期微重力、宇宙輻射等獨特環境條件，再結合航天員親身參與、天地往返運輸等突出優勢，我國空間站已然成為一座珍貴的“國家太空實驗室”。截至2024年12月1日，中國空間站已在軌實施181項科學與應用項目，上行近2噸科學物資，下行實驗樣品近百種，獲取科學數據超過300TB，應用成果極為豐碩。

據《環球時報》記者瞭解，在中國空間站已在軌實施的181項科學與應用項目中，包括68項空間生命科學與人體研究領域的項目，69項微重力物理領域項目，44項空間新技術與應用領域項目。其中包括多項“國際首次”，如國際上首次獲得空間發育的水稻和再生稻新的種質資源、國際上首次實現空間人胚胎幹細胞分化為造血幹/前體細胞、國際上首次實現空間微重力條件下的冷原子干涉陀螺、國際上首個建立高通量在軌微生物防控試驗平台、國際上空間水生態系統在軌運行最長時間等多項開創性成果。各領域科學團隊着眼國家重大需求進行深度挖掘，產出了系列原創性、前沿性、創新性成果，累計發表500多篇高水平SCI論文，獲得150多項專利，部分成果已實現轉移轉化和推廣應用，顯著推動我國空間科學與應用快速發展。

“太空水稻”已實現大田種植

自1992年立項實施起，中國載人航天工程即提出“造船為建站，建站為應用”的發展理念。《報告》顯示，在中國空間站開展的一百餘項科學與應用項目中，部分相關技術成果已推廣轉化至航天技術領域和民用行業。

《報告》顯示，在空間生命科學與人體研究領域，中國空間站實現了國際上首次在空間完成水稻“從種子到種子”的全生命週期培育，成功獲得空間發育的水稻和再生稻新的種質資源，並在返回地面後實現了大田種植，證明在空間站發育的水稻種子具有活力和繁殖能力。該項研究也為未來載人深空探測中糧食的原位生產提供了直接實驗證據和理論基礎；中國空間站開展的水生生態系統在軌穩定運行及斑馬魚培養，水生生態系統正常運行43天，獲得了空間水生生態系統在軌運行的最長國際紀錄，實現了我國在空間站培養斑馬魚及在軌產卵的突破，該研究為未來構建空間生態系統提供了良好的生物元件；利用生物技術實驗櫃開展了空間微重力下的人胚胎幹細胞的早期造血分化實驗，首次在軌實現人多能幹細胞分化出造血幹細胞/前體細胞，為解決地面幹細胞早期造血分化效率低的問題提供了新思路，為血液疾病患者提供更有效的治療方法，有望推動生物製造業的發展。

此外，針對長期失重導致骨丟失難題，項目團隊自主研發的骨丟失對抗技術，現已成為空間飛行任務的防護措施構成，對於地面老年骨質疏鬆症患者等人羣的輔助治療具有良好應用前景；聚焦長期航天飛行主要醫學問題，項目團隊研製的穿戴式穴位刺激服及便攜式穴位刺激裝置，也已成為空間飛行任務防護措施的組成部分，該裝置還可應用於極地科考、航海、潛艇、密閉環境、卧牀實驗等人員整體健康狀態評價與醫學防護，對地面心血管疾病、衰老退行性疾病的輔助治療也具有良好應用前景。

在微重力物理領域，《報告》顯示，中國空間站在金屬及難熔合金凝固機理方面取得具有重要影響的系列科學發現；在空間製備出了性能更優的新型紅外探測器材料銦砷銻、層狀柔性半導體晶體銦硒等，有望研製出更高性能的原型器件。製備出了大尺寸拓撲超導單晶、新型鐵基超導材料，超導轉變温度相較地面同類材料更高。驗證了抗空間輻射高性能鎂合金、凝膠複合潤滑材料、形狀記憶聚合物等材料的可靠性和穩定性，已初步嘗試在不鏽鎂合金衞星電控箱、衞星熱管、太陽能陣列和柔性太陽翼等方面應用。

在空間新技術與應用領域，《報告》介紹稱，在空間應用新技術方向，中國空間站開展了國產高性能、複雜、新型電子元器件和傳感器等空間效應機理研究及在軌驗證，突破了長壽命抗輻照光纖及氣密封穿艙和基於微納結構的薄膜衍射光學成像等關鍵技術。航天技術試驗方向在新型元器件材料與工藝技術、空間熱管理技術、通信導航與控制技術、新型空間能量轉換技術、食物再生技術、長期空間環境生物腐蝕防護技術等研究方向取得了系列重要進展：實現了斯特林熱電轉換技術首次在軌驗證應用；建立國際首個高通量在軌微生物腐蝕試驗裝置，獲得了我國首批在軌環境下航天器材料微生物腐蝕試驗數據；首次利用靶向加熱技術實現了空間液態微藻由“生”變“熟”。充分利用天舟貨運飛船的搭載機會，在軌驗證了空間高效無線配電試驗，實現了氫氧燃料電池國內首次空間環境發電等。空間新技術與應用領域的系列研究進展已推廣轉化至航天技術領域和民用行業，有望在空間科學、空間應用、空間技術領域獲得應用突破。

有望在暗物質等方向取得成果

“目前，我們正在研製具有國際競爭力的2米口徑空間站巡天空間望遠鏡（CSST）等一批重大研究設施。作為國家太空實驗室，中國空間站將在今後10-15年的運營中開展千餘項研究，並大力開展科學普及和國際合作。”中國載人航天工程空間科學首席專家顧逸東介紹稱，空間站應用的目標是：在基礎前沿重要領域取得重大突破，進入國際科學前列；在應用基礎和新技術方面，取得系統性認知和重大成果，解決國家重大需求，加強對經濟、產業發展和人民健康方面科技供給，支撐科技強國建設。

據瞭解，在空間生命科學與人體研究領域，中國空間站將持續深化基礎生物學、生物技術及轉化、生命生態、生命起源研究，重點部署哺乳動物太空孕育、密閉生命生態等方向，進一步揭示和認識空間環境對生命各層次的影響機制和響應變化規律，在幹細胞和再生醫學、藥物干預和研發、合成生物製造等先進生物技術方面取得突破；在微重力物理科學領域，將持續開展金屬和合金微觀組織及宏觀性能調控機理研究，掌握空間晶體成核機制及生長規律，指導地面材料製備，解決“卡脖子”問題；在空間新技術與應用領域，將重點面向近地、地月空間、未來載人深空探測與在軌服務等國家戰略需求，以創新航天應用為驅動，持續開展前瞻性空間應用項目、關鍵技術驗證試驗項目和新型航天系統演示驗證項目，推進空間應用、新型航天系統及應用的能力提升。

值得一提的是，《報告》還公佈了中國空間站在空間天文與地球科學領域的未來研究計劃。《報告》顯示，巡天空間望遠鏡有望在暗能量本質和暗物質性質等宇宙學基本問題、星系與活動星系核、銀河系與近鄰星系等方向取得國際重大成果。高能宇宙輻射探測、伽馬射線偏振儀II圍繞暗物質搜尋、宇宙線起源、極端天體演化等重要科學前沿問題有望取得突破。高分辨率温室氣體點源探測、先進遙感技術體制驗證等為香港地區多個研究領域提供數據支持。行星際塵粒採集與太空風化研究有望深入理解太陽系形成與早期演化過程。

而在合作交流方面，《報告》提出，中國空間站將積極擴大空間科學及應用國際合作，參與和實施國際大科學計劃，堅持“和平利用、平等互利、共同發展”的原則，踐行共商共建共享，開放科學數據，擴大成果產出，共享科學成果，建立多元化的空間科學與應用國際合作格局。