生命绽放、火焰舞动……太空实验太有趣了！

出品：科普中国

作者：中国科普博览

监制：中国科普博览

在距离地球约400公里的浩瀚太空中，中国天宫空间站正以每秒7.9公里的速度呼啸而过，成为人类探索宇宙奥秘的新前沿。在这片广袤无垠的太空中，科学家们正开展着一系列令人着迷的生命科学实验和空间燃烧科学实验，试图揭开生命与火焰在太空环境下的神秘面纱。

生命在太空绽放

在中国空间站的问天实验舱内，曾经历过120天的水稻全生命周期空间培养实验，这是国际上首次完成的水稻在太空结籽的壮举。科学家们，如中国科学院分子植物科学卓越创新中心研究员郑慧琼，通过这一实验，迈出了在太空种植粮食作物的重要一步。

中国科学院分子植物科学卓越创新中心研究员郑慧琼表示，让水稻在空间结籽只是第一步，未来他们计划利用这些水稻种子，在空间再完成2-3代植物从种子到种子的实验，深入研究植物对长期空间环境的适应性以及遗传机制的稳定性。

这一研究不仅具有科学价值，更具有深远的意义。中国科学院空间应用工程与技术中心研究员仓怀兴指出，一旦植物在空间相关规律被研究透彻，人类将能够培育出适合在太空种植生长的粮食作物，这对于未来的太空探索，无论是月球基地的建设，还是火星移民计划，都将起到至关重要的作用。

生命生态实验柜，这个被形象地称为“太空旅馆”的设施，为科学家们提供了研究生物个体在微重力和辐射环境下生长、发育与衰老的宝贵平台。实验柜内，不同的研究对象得到了个性化的实验装置设计，从植物种子、幼苗到微小型动物如果蝇、线虫，甚至是小型啮齿类动物如小鼠，都能在这里找到适合的研究环境。

生命生态实验柜示意图

（图片来源：科学大院）

与此同时，生物技术实验柜则从微观角度开展研究，以生物组织、细胞和生化分子等样品为对象，探索太空环境对生命的影响。例如，通过肺细胞的培养实验，科学家们可以考察空间辐射对肺细胞生长的影响，从而揭示太空环境对人体健康的潜在风险。

太空中的驭火者

在太空的另一端，燃烧科学实验正在如火如荼地进行。火，这个自数万年前的原始人认识并利用以来就伴随人类发展的神秘物质，在太空微重力环境下展现出了与地球截然不同的燃烧现象。

燃烧科学实验柜的核心就是一个燃烧室，除了在燃烧室中央形成的火炬之外，燃烧室内外还遍布各种测量仪器，能检测点火是否成功和火焰的细微变化，还能检测高达1500多度火焰的温度及浓度的空间分布，研究被重力掩盖的燃烧的物理化学过程。

清华大学副教授刘有晟作为燃烧科学实验责任科学家，指出太空燃烧实验的两个主要目的：一是研究空间站防火问题的深层次机理，二是为地面和航空航天领域与燃烧相关的能源系统、动力系统装置提供理论支撑。

借助燃烧科学实验柜，科学家们得以在微重力环境下对燃烧过程开展研究，排除浮力对流作用，抑制颗粒或液滴沉降，从而观察到被重力掩盖的燃烧的物理化学过程。这一研究对于发展反应动力学理论，以及优化地面燃烧动力系统具有重要意义。

空间站燃烧科学实验柜甲烷燃烧图像（左）与地面同种工况甲烷燃烧图像（右）（图片来源：中国科学院工程热物理所 清华大学燃烧能源中心）

2023年2月16日，梦天舱内燃烧科学柜中的实验系统成功执行了首次在轨点火测试，采用甲烷作为燃料，展示了与地面截然不同的火焰形态。在航天员关上燃烧室的舱门以后，所有的指令是从地面运控中心，相应的团队去发出指令，里面的点火可以说是全自动的，通过这些指令，把燃烧室排成真空，输入我们想要的环境气体，达到一定配比后，我们再进燃料气体。

当失去了重力的影响，这团小火球呈现出了与地面截然不同的状态，外部的扩散火焰与地面相同实验结果相比，更为短而圆，火焰层次也更加清晰可见。这一实验不仅标志着中国太空燃烧实验取得了重要突破，更为人类探索燃烧这一古老而又常新的自然过程提供了新的视角。

结语

从生命在太空的绽放，到火焰在太空的舞动，中国天宫空间站正成为人类探索宇宙奥秘的重要平台。随着科学家们的不断努力，相信在不久的将来，我们将能够揭开更多关于生命与火焰在太空环境下的神秘面纱，为人类的太空探索之路铺就坚实的基石。