“太空小鼠”出征记

太空小鼠”在饲养盒中。

　　中国空间站迎来了一批特殊的新乘客——搭乘10月31日成功发射的神舟二十一号载人飞船的4只（两雌两雄）“小鼠航天员”。

　　中国科学院空间应用工程与技术中心研究员张伟表示，随着人类太空驻留时间的延长和深空探索的推进，生命如何在太空长期健康地生存，哺乳动物能否在空间环境中完成繁殖并实现世代延续，这两大问题已成为未来载人航天的关键科学挑战，直接关系人类未来深空定居的可能。

　　此前，我国成功将秀丽隐杆线虫、斑马鱼、金鱼藻、果蝇、涡虫等“动物航天员”送上“天宫”开展研究，而此次神舟二十一号任务是我国首次将小鼠送入中国空间站开展在轨空间生命科学实验。

　　作为神舟二十一号载人飞船上行的6项科学实验之一，“空间动物品系筛选与饲养关键技术验证”项目由中国科学院动物研究所和中国科学院上海技术物理研究所合作开展。

“太空小鼠”在中国空间站。

　　中国科学院动物研究所的科研人员在神舟二十一号发射一个多月前进驻到酒泉卫星发射中心，开展小鼠的适应性饲养、单元匹配试验等工作。现场技术负责人、中国科学院动物研究所副研究员李天达，在接受中青报·中青网记者采访时表示，小鼠是生命科学研究的重要哺乳类模式动物。因与人类基因同源性高、体型小、繁殖周期短，小鼠是开展生命体空间生理、病理及生长发育和繁衍研究的重要模型。

　　“首要目标是‘保证小鼠活着上、活着下’”

　　实际上，过去几十年来，许多国家都曾将动物送到太空。其中，广为人知的是苏联在1957年发射的人类第二颗人造卫星斯普特尼克2号，该卫星携带了一条名为“莱卡”的小狗，它也是历史上第一只进入地球轨道的哺乳动物。

　　“动物率先送入太空，其根本目的在于让它们成为人类的‘探路者’。通过让动物承担未知风险，来验证生命体能否承受并适应太空环境。”李天达表示，如今随着航天科技和生命科学的发展，空间生命科学实验则更注重回归生命科学基础研究，聚焦回答生命个体在空间环境受到哪些影响，影响机制有哪些。

　　据了解，作为地面生命科学领域和医学领域最常用的模式动物，小鼠约有85%的基因与人类同源。

太空小鼠”在饲养盒中。

　　在本次神舟二十一号发射任务中，4只小鼠与航天员一起入驻中国空间站，并将在空间站停留5-7天，随后与神舟二十号航天员乘组一同返回地面，科研人员将对其开展下一步的科学研究。

　　李天达介绍，此次任务的首要目标是“保证小鼠活着上、活着下”，初步探索小鼠多组织器官在空间环境的应激响应和适应性变化规律，为进一步理解空间环境对生命体的影响提供科学依据。

　　“用小鼠去探索未知，最终还是要服务于人，是空间生命科学研究的重要目的。”李天达说。

　　从“不约而同”到“双向奔赴”

　　关于此次任务的最初构想，动物研究所与上海技术物理研究所的两个团队，在相似时间、不同地点还收获了一段双向奔赴的“美妙巧合”。

太空小鼠”在饲养盒中。

　　中国科学院上海技术物理研究所副研究员刘方武提到，2015年，我国空间站在规划科学实验装置时，上海技术物理研究所便提出了空间小鼠饲养装置的初步设计方案。

　　与此同时，“动物研究所的科学家们提出了利用小鼠开展空间生命科学实验的构想。”李天达说。

　　两个团队在没有事先交流的情况下，不约而同地实现“双向奔赴”。而这样的巧合，得益于当时我国空间站空间实验室建设的快速推进。

　　“当国家整体的航天科技硬实力提升，我们这些‘小团队’才有机会实现这些梦想，此刻我也感觉非常开心和幸福。”李天达感慨道。

　　在刘方武看来，中国空间站为我国空间生命科学实验提供了前所未有的实验条件，包括更先进的实验设备条件，更高频次的实验机会，而航天员的参与，也让实验操作过程更加灵活。“此次由我们两方合作开展空间小鼠实验，是巧合，也是必然。”刘方武说。

　　以“选拔航天员”的标准选拔“太空小鼠”

　　在空间站开展小鼠的饲养和研究，是我国未曾探索过的“无人区”。

经过层层筛选的300多只小鼠。

　　李天达告诉中青报·中青网记者，“筛选和训练一批合适执行空间任务的小鼠是整个实验规划的重要一环。”本次任务选用的小鼠品系为C57BL/6，这是一种近交系的小鼠，优势在于遗传均一性好、个体间差异小，有利于开展空间实验和科学数据采集。

　　为了找出符合实验条件的小鼠，在小鼠个体的筛选阶段，中国科学院动物研究所的团队参照了类似航天员选拔的技术方案和标准。

　　为提升小鼠对空间微重力环境的适应能力，它们经历了一系列的筛选与训练过程。

　　中国科学院动物研究所实验动物中心团队通过生理、生化、运动能力等多个指标的检测，筛选出身体素质优良、行为稳定的小鼠。

小鼠所在的实验室。

　　随后，针对入选小鼠开展了空间识别、前庭功能等专项适应性训练，重点模拟空间环境下的生存挑战，提升其对空间微重力条件的耐受能力。

　　团队首先依据生化指标，从300多只小鼠中将偏离极限值的个体排除掉。随后通过地面转棒、Y迷宫、旋转仪等项目对剩下100余只小鼠的耐力、平衡力、空间识别和记忆力、前庭功能等进行多维度训练和筛选。

　　第二轮筛选，留下了48只发射前“训练合格”的小鼠，它们在10月20日被运往发射场并进行最后的筛选。“过五关斩六将”之后，4只状态最好的小鼠最终与航天员一起入驻中国空间站。

　　如何确保这些小鼠“优等生”能够安全健康地在太空遨游？其中的技术奥秘蕴藏在中国科学院上海技术物理研究所研制的空间小型哺乳动物饲养装置中。

太空小鼠”在饲养盒中。本组图片由中国科学院空间应用工程与技术中心提供

　　“为了减少小鼠饲养过程对空间站舱内环境的影响，此次小鼠实验采用全气密饲养方式。”刘方武透露，这套空间小型哺乳动物饲养装置可以支持小鼠的自动饲养和观测，能够为小鼠提供饮食、光照、温湿度、气体组分控制等生存保障条件，并配备了可见光相机和红外相机，便于地面实时观测小鼠的在轨生存状态。

　　为了让小鼠在空间站的生活“更有安全感”，饲养装置内还固定了弹簧管，为小鼠提供躲避和游玩的场景，也方便研究人员观察小鼠在微重力环境下的行为特征。

　　此外，为了保证小鼠生活环境的清洁舒适，防止排泄物、毛发和食物残渣在失重漂浮状态下影响小鼠正常呼吸，装置还配备了自动收集系统，通过自上而下的稳定风场将漂浮物吹到排泄物收集模块内。

　　“此次任务验证了小鼠在轨饲养的关键核心技术，填补了我国空间站哺乳动物研究的空白，对我国空间生命科学研究的意义重大。”刘方武说。

来源：中国青年报