天宫二号带给地球的礼物

    【科普小博士】

    最近飞入太空的天舟一号货运飞船，将开展四项科学实验和技术验证。而此前升空的天宫二号，作为我国第一艘真正意义上的空间实验室，开展了地球科学观测及应用、空间科学实验与探测、空间应用新技术试验等十多项应用项目，是我国历次载人航天任务中开展应用项目最多的一次，给地球带来了许多礼物。

    据中国科学院空间应用系统总指挥高铭介绍，天宫二号空间实验室相关科学实验和应用试验已获取了丰富的实验数据和成果，在空间科学前沿探索与应用相关领域取得了重要突破。这些突破包括冷原子物理、量子物理、天体辐射源本质等空间科学前沿探索，光学遥感、微波遥感、微小卫星等空间应用技术领域以及遥感应用等方面。其中，包括两位航天员景海鹏与陈冬亲自参与的科学实验项目。

    2016年10月20日，景海鹏和陈冬密切配合，顺利完成了空间材料实验第2批样品更换。在天宫二号与神舟十一号组合体运行期间，10月23日伴随卫星释放后，他们利用手持摄像机，透过舷窗清晰拍摄到位于组合体下方的伴星影像，为及时判断伴星释放及飞行状态提供了最直观的证据。11月16日，神舟十一号飞船返回前，他们进行了第3批空间材料样品更换，顺利取下高等植物返回单元。

    景海鹏回忆，接到拍摄伴星释放命令，他们第二天来不及洗漱和吃东西，便拿起手持摄像机等待拍摄，经过仔细寻找，最终发现了伴星并跟踪拍摄。中科院微小卫星创新研究院研究员陈宏宇在地面看到了他们传回来的伴星释放画面。

    伴星有何用途？陈宏宇介绍，伴星前期完成了天宫二号和神舟十一号组合体飞越观测，获得了清晰的组合体图像。神舟十一号飞船返回后，伴星逐渐远离天宫二号空间实验室，按计划开展了微型通用星载计算机、微型数字应答机、微惯性组件等新技术试验，为未来高功能密度集成微小卫星应用进行先期验证。

    拍摄伴星时或许有些紧张，但更换、取回空间材料和高等植物样品时，两位航天员有条不紊，十分顺利。其中，此次空间材料科学实验是我国迄今为止进行的最成功的一次有人参与的大规模空间材料科学实验。返回地面时，两位航天员带回了12支空间材料实验样品。

    中科院物理所研究员潘明祥等人对这些样品分析后发现，它们均呈现出明显不同于地面比对样品的特征，晶体尺寸较大、微观结构均匀、缺陷少。进一步解剖分析后，他们从中发现了合金模现象，获得了复合相均匀分布的复合材料，还发现了铁电薄膜外延生长中的取向生长受抑制。

    空间高等植物实验同样取得了重要成果：成功地在空间条件下自动启动了拟南芥和水稻生长，是我国首次完成的高等植物“从种子到种子”的空间长周期培养实验。

    这个实验有着特别的意义。动植物和人类进入太空失重环境，会发生各种“航天综合征”。因此，找出重力在生命活动中的作用机制，是空间生命保障系统中生命安全的需要，也是载人航天工程需要解决的基础问题。该实验在国际上首次获得了拟南芥与水稻在空间条件下生长发育的实时图像数据，比如空间拟南芥在长日照条件下开花较地面晚近20天，从中发现了具有重要价值的微重力条件下植物生长现象和规律。

    中科院上海植生所研究员郑慧琼说，这为未来建立以植物为基础的空间生命生态系统、控制植物的开花、提高系统的生产效率提供了依据。实验还首次证明，光周期对植物开花的诱导，受到了微重力的影响。验证了利用植物光周期反应原理调控植物营养生长与生殖生长的设计思路，为有效利用空间有效资源进行最大化的植物生产提供了重要的空间实验证据。

    高等植物返回样品共获得9粒种子，郑惠琼等人正在对其中的一些关键的基因功能进行分析。这些关键基因功能的解析，将来可以用于空间植物改造和农作物新品种的创制。

    （作者：陈海波）