在太空看世界，了解会更全面深入

北京时间2023年10月26日11时14分，搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，飞赴天宫空间站。19时34分，神舟十六号航天员乘组打开“家门”，欢迎远道而来的神舟十七号航天员乘组。

神舟十七号航天员乘组在完成与神舟十六号航天员乘组在轨轮换后，将在空间站驻留约6个月，开展各种实（试）验。在具体的科研上，神舟十七号航天员乘组将开展涉及微重力基础物理、空间材料科学、空间生命科学、航天医学、航天技术等领域的大量空间科学实（试）验。6个月的时间，将有利于他们完成许多在地面模拟空间状态下难以完成的任务。

在太空看世界，会有不同视角

现在，太空中只有两个空间站在运营，一是国际空间站，预计运营到2031年；另一个就是中国的天宫空间站，设计的使用时间为15年。如果加上此次对空间站的维护、维修，如通过出舱活动进行舱外试验性维修和未来常态性的维修，天宫空间站将有可能延长使用多年。

这也意味着，未来20年，天宫空间站是主要的空间研究基地。有了这个基地，就能进行多种多样的空间科学研究。而在太空看世界，当然有不同的视角和结论。

此前，在空间站里“出差”的神舟十六号航天员乘组与地面科技人员密切配合，进行了多种空间应用项目研究，总共开展了110个航天医学、生命生态、生物技术、材料科学、流体物理、流体力学、航天技术等空间实（试）验和8项人因工程技术研究（人因工程，即工效学，是研究人与系统其他元素之间的交互作用的科学领域），获取了大量的实验数据。有一些实验样品已随神舟十六号飞船下行，部分项目取得阶段性应用成果。

空间站具有长期的微重力、强辐射、剧烈温差变化等多种环境因素，这些条件复合在一起，创造了地球实验室难以具备的实验条件。地球上常见的重力作用会带来不同的物质运动现象，如烧水时，水会沸腾，气泡会上浮；水和油的混合物，静置时会分层；植物发芽时，会向上生长、向下扎根。但是，在太空，火苗呈球形，火势也不会像在地球上那样快速蔓延。原因在于，太空中火焰周围被加热的空气不再因为密度的不同而产生对流。

在太空培育水稻，只为在地面更好生长

就生命科学而言，极为重要的一项研究是水稻在太空的培育和生长。在天宫空间站，完成了水稻从种子萌发、幼苗生长、抽穗和结籽全生命周期的培养实验并通过获取图像进行分析。同时，完成了剪株后空间再生稻成功培育，并结出了成熟的种子，即二茬稻。此外，还在轨研究了微重力对拟南芥种子萌发、幼苗生长和不同3个生物钟调控的开花关键基因的观察与分析，并在轨采集了样品。

研究人员特别对微重力对水稻的生长影响进行了观察研究。空间微重力对水稻的多种农艺性状，包括株高、生长速率、开花时间、种子发育过程等多方面都会产生影响。水稻的株型变得更为松散，开花时间也略有提前。而且，水稻的根在空间站中有各个方向的生长，有向下的，有向上的，也有向各个方向的，但是在地面上的重力定向下，水稻的根是向下生长的。在空间站，水稻的茎上长了很多根，另外还发出了很多侧枝，这些都是微重力影响的结果，在地面上也是没有的。通过对比，可以发现水稻在地面培育的更好方式。

研究航天员自身，从不同视角解读生命

神舟十七号航天员乘组在空间站驻留6个月，还可以对生命科学有更多的研究，例如对航天员本身健康的研究。太空飞行会损害人类的免疫系统，这些变化在航天员返回地球后仍能持续存在很长时间。事实上，一半的阿波罗宇航员在返回地球后报告了受到细菌或病毒感染，这表明他们的免疫功能受到了抑制。

北京时间2023年10月31日8时11分，神舟十六号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，现场医监医保人员确认航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮身体健康状况良好，神舟十六号载人飞行任务取得圆满成功。现在，神舟十六号航天员乘组返回地球，也就有了不同视角的对人的研究，这就是航天员在太空驻留时间对生命和生理的影响。这3名航天员在轨驻留了154天，其中航天员景海鹏执行过4次飞行任务，累计在轨执行任务时间超过200天，是目前为止在太空时间最长的中国航天员。

与其他国家的宇航员相比，景海鹏在太空的时间不是最长的。时间最长的是1996年被美国国家航空航天局选为第16批宇航员之一的佩姬·惠特森，一共执行过4次太空任务，在太空停留673天8小时49分，进行过10次太空行走，创造了多项纪录。此外，美国宇航员斯科特·凯利也曾在国际空间站连续驻留340天，保持着美国宇航员单次航天任务最长时间的纪录。

航天员身处太空环境，本身就具有解读生命的不同视角。迄今比较全面的一项研究是美国国家航空航天局对斯科特·凯利及其双胞胎兄弟马克·凯利进行的对照研究。2015年3月至2016年3月，斯科特·凯利在国际空间站停留340天，同期马克·凯利生活在地球。在此期间，研究人员对两人的身体状况进行了比较研究。

在太空中近一年的工作，使斯科特·凯利出现体重下降、颈动脉扩张、DNA甲基化水平变化、肠道菌群改变等。其中的一些指标在他返回地球的6个月内恢复到以前水平，但仍有一些指标未恢复，一些基因表达存在干扰。例如，他的染色体上的端粒在太空期间明显延长，在回到地球后又迅速恢复，且还缩短了一些。

后期，如果对神舟十六号航天员进行太空环境和地球环境的对照研究，也可能得到第一手研究结果。当然，这是一个时间积累的问题。但是，如果没有上天的经历，就只有在地球上以模拟的方式进行太空研究。

最近，瑞典卡罗林斯卡学院的研究人员采用一种被称为“干浸入”的方法来刺激人体失重，以模拟太空微重力环境对人生理的影响。他们找来8名健康的志愿者，观察这些志愿者在干浸入期间第7天、第14天和第21天，以及暴露后1周时采集的血液样本中T细胞的转录变化。

研究结果表明，在第14天，T细胞经历了最显著的变化，开始变得更像所谓的初始T细胞，即它们还没有遇到任何入侵者。这意味着它们需要更长的时间才能被激活，并在对抗肿瘤细胞和感染方面变得不太有效。或许，这就是人经过太空环境后免疫力下降的原因之一。

验证地球生命的方法，可用来探索其他星球

在太空环境看待地球，也有其他的角度。例如，如何从太空角度来验证地球上是否有生命存在，同时也能探索太空中的其他星球是否有生命存在。

地球上有生命，但是这只是人在地球上观察到的证据。如果在太空中能验证地球上存在生命，就既能说明科学研究结果是可以从不同角度得到重复验证的，也为人类探索其他星球提供类似的路径和方式，因为此种验证方法也能证明其他星球有无生命。

30年前，美国著名天文学家、天体物理学家卡尔·萨根就是这么做的。1989年，美国的伽利略号探测器发射升空，执行环绕木星的任务，预计于1995年抵达目的地。卡尔·萨根和其同事认为，伽利略号上的仪器能够对准地球进行观测，可能会找到地球生命的明确证据。因此，他们设计了一个方案。

果然，人们从航天器的光谱仪中发现了一些证据，包括氧气、水蒸气、冰和雪，以及二氧化碳、甲烷和其他温室气体。此外，伽利略号的成像系统还发现了云层、海洋、海岸线和岩石表层。当时的成像技术分辨率并不能检测到实际的生命形式，如人和动物，但是成像技术和光谱仪等仪器能够发现电磁信号，其振幅以脉冲的形式变化。这些电磁信号在当时被广泛用于无线电和电视广播，而且这被视为一种已知不会自然发生的光电类型。

这些研究结果“强烈暗示”地球确实存在生命，研究结果发表于1993年10月21日的《自然》杂志。此后，应用太空探索的方式，天文学家已经发现围绕太阳系外恒星运行的一些行星可能存在生命，但是这些生命未必是智能生命，或许是简单生命。

中国现在有能力将航天员送上太空，并且建有自己的空间站，也就为在太空研究和观察其他星球提供了可靠和重要的基础。从太空角度观察世界和其他星球，也许能让人类对宇宙的了解更为全面和深入，也有助于保护地球这个美丽的家园。

（责任编辑：白玉磊）