果蠅在軌繁育三代 反“巴西果”效應首揭 中國空間站科學研究有這些新進展

新的一年，中國空間站邁入全面建成運行後的第三個年頭。已在軌實施180餘項科學與應用項目，上行實驗模塊、單元及樣品等近2噸科學物資，下行空間科學實驗樣品近百種，產出一系列原創性科學成果。當前，空間站里正在進行哪些實（試）驗？地面的科研人員們近期正在開展哪些研究工作？又取得了哪些最新成果？戳視頻↓一起走進實驗室，瞭解中國空間站科學研究的最新進展。

這兩天，在中國科學院生物物理研究所的實驗室裏，科研人員正在對送到中國空間站的果蠅最新在軌監控視頻進行生長繁育、行為學等方面的分析研究。果蠅是一種以水果為食物的小型蠅類昆蟲，是一種成熟穩定的模式動物，人類對果蠅開展的研究已有百年曆史。2024年11月15日，果蠅隨天舟八號貨運飛船進入中國空間站開展實驗。

中國科學院生物物理研究所研究員李巖表示，果蠅在太空中，可以像地面上一樣進行求偶、交配、繁育後代，在這些行為過程中，也看到了一些和地面很不相似的新的行為模式——

果蠅在地面上會爬行，會飛行。

在天上，果蠅會出現一些飄浮，甚至翻跟頭的狀態。

目前，也在藉助地面上更多的視頻處理技術和人工智能來輔助進行分析。

去年11月果蠅進入空間站

已在軌繁育三代

專家稱，在中國空間站的果蠅研究平台，設定有非常嚴格的温濕度、光照週期和氣體循環條件。通過兩個月左右時間的在軌培育，*果蠅已經培育出第三代，*航天員對每一代果蠅都進行了採樣收集。

通過連續視頻監控，科研人員目前已經獲得超過4TB的果蠅在軌視頻數據，這對分析研究果蠅在空間環境中的生長發育以及睡眠、求偶、活動性等行為特徵具有重要作用。

顆粒振動實驗

首次觀察到反“巴西果”效應

中國空間站建成兩年以來，開展了各類科學實驗和試驗，有不少實驗結果是科學家們首次發現。例如，在顆粒動力學實驗中，*首次觀察到反“巴西果”效應。*科研人員把大小不同的顆粒裝在容器中，在中國空間站變重力櫃中，探索在不同重力條件下振動，大大小小的顆粒混合物會怎麼運動。看似簡單的太空實驗，究竟又有哪些特殊的意義呢？

在中國科學院物理研究所，科研人員告訴記者，*月球上、火星上，表面都覆蓋着風化層，這些都是顆粒物質集合體。*在日常生活中，我們常常觀察到顆粒物質的行為，例如在搖晃的堅果罐子中，較大的堅果在搖晃中會走到上層，較小的顆粒會向下走，這種現象被稱為“巴西果”效應。但是在中國空間站的微重力環境下，科研人員第一次發現了奇異的現象。

中國科學院物理研究所研究員 厚美瑛：

我們觀察到了重力起到了非常關鍵的作用。在地面上是“巴西果”效應，可是在低重力的水平體上，看到的是*反“巴西果”效應。*所謂的反“巴西果”效應，*大顆粒會往下走，它有一個重力依賴關係。*當重力水平漸漸變高的時候，大顆粒又恢復到上升。這個是我們這次的實驗裏，最重要的一個結果。

專家稱，類似的實驗在地面過去只能通過計算機模擬來實現。2022年11月，由科研團隊設計的混合顆粒實驗裝置隨天舟五號貨運飛船運抵中國空間站問天艙，開始利用變重力科學實驗櫃開展不同重力條件下，顆粒混合物的振動分聚實驗。經過一年半左右的在軌實驗，目前該實驗已經告一段落。*這項研究首次在微重力環境下系統地揭示了振動顆粒介質中侵入體動力學行為的轉變機制。*通過實驗，研究團隊不僅驗證了重力在顆粒介質行為中的關鍵作用，還為未來的太空探索提供了重要的理論支撐。

將開展小鼠空間孕育

新材料等前沿研究

2024年年底發佈的《中國空間站科學研究與應用進展報告》（2024）指出，中國空間站作為我國覆蓋空間科學相關學科領域最全、在軌支撐能力最強，且兼備有人蔘與和上下行運輸等獨特優勢的“國家太空實驗室”，是我國最大的綜合性近地空間研究設施，計劃在軌穩定運行十年以上。作為國家太空實驗室，在今後10到15年的運營中還將陸續開展千餘項研究項目。

《中國空間站科學研究與應用進展報告》（2024）顯示，目前，我國規劃了空間生命與人體研究、微重力物理科學、空間天文與地球科學、空間新技術與應用四大研究領域32個研究主題，已在軌實施180餘項科學與應用項目。

中國科學院空間應用工程與技術中心研究員張偉表示，在空間生命科學方面，主要圍繞*植物、動物、微生物和細胞，*開展了大量的實驗研究，其中，

植物方面，在國際上首次實現了從種子到種子的水稻的全週期培養，而且返回的樣品在地面進行了大田的種植。

另外在太空實現了斑馬魚和金魚藻的二維生態系統的研究，為以後開展脊椎動物的研究，特別是骨丟失和肌肉萎縮的研究也奠定很好的基礎。

圍繞着難熔合金，特別是在地面難以熔化的一些合金材料、多元金屬，在太空利用無容器材料實驗條件，開展了研究，這些為開發未來的航空發動機葉片材料等一些重要的合金材料奠定了基礎。

專家介紹，在中國空間站開展的首批空間科學、應用實驗與技術試驗項目進展順利，各領域科學團隊面向國家重大需求，*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，*顯著推動了我國空間科學與應用快速發展。未來一段時間中國空間站的研究規劃當中，還有眾多前沿領域的研究項目將陸續開展。例如在空間生命科學方面，*科研人員計劃將開展小鼠的空間生命孕育。*在新材料研究、空間天文研究領域也都將有新舉措。

中國科學院空間應用工程與技術中心研究員張偉表示，

新材料研究方面

*規劃了高熵合金，*也就是五種金屬以上形成的合金，還有功能晶體，包括閃爍晶體、半導體晶體，各種方方面面材料在太空的研發和製備。

在空間天文方面

*未來要上行巡天空間望遠鏡，*高能宇宙輻射探測設施等旗艦型的重大設施。

期望未來上天以後，將有大量的科學成果發現，比如在宇宙起源與演化、生命起源的演化和系外行星的搜尋這些重大前沿問題上，能取得中國人的貢獻。

（總枱央視記者 帥俊全 褚爾嘉 李峻）