4月20日19時(shí)41分，我國首艘貨運(yùn)飛船天舟一號飛向天空，將與天宮二號空間實(shí)驗(yàn)室完成交會對接，實(shí)施推進(jìn)劑在軌補(bǔ)加。雖為貨運(yùn)飛船，它將開展微重力對細(xì)胞增殖和分化影響研究、兩相系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺的關(guān)鍵技術(shù)研究、非牛頓引力實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)的關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證、主動隔振關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證等4項(xiàng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究及技術(shù)驗(yàn)證試驗(yàn)。這些任務(wù)都著眼未來，或?yàn)槲磥砗教焓聵I(yè)發(fā)展驗(yàn)證更加高精尖的技術(shù)，或?yàn)槲磥硖�空駐留甚至星際移民做科學(xué)方面的準(zhǔn)備。

作為載人航天工程主要力量之一，中國科學(xué)院是這些科學(xué)任務(wù)的牽頭單位。其中，中科院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心是載人航天工程空間應(yīng)用系統(tǒng)的總體單位，代表中科院抓總負(fù)責(zé)載人航天空間科學(xué)與應(yīng)用任務(wù)的規(guī)劃、實(shí)施及成果產(chǎn)出與推廣，具體承擔(dān)工程研制的組織管理，系統(tǒng)設(shè)計(jì)、集成、測試，可靠性保障，在軌技術(shù)支持，有效載荷運(yùn)控管理，數(shù)據(jù)獲取及應(yīng)用成果的推廣服務(wù)等系統(tǒng)技術(shù)支持、支撐、保障、服務(wù)工作。其他多家院屬單位分別研發(fā)有關(guān)科學(xué)實(shí)驗(yàn)載荷，承擔(dān)了相關(guān)科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究。

干細(xì)胞生物學(xué)是21世紀(jì)備受矚目的研究領(lǐng)域之一，是組織工程和再生醫(yī)學(xué)研究的上游學(xué)科。干細(xì)胞的重要功能是維持和控制細(xì)胞的再生能力，它具有自我更新復(fù)制能力和多分化潛能，它可分化為多種組織細(xì)胞類型。空間微重力效應(yīng)是否影響干細(xì)胞增殖和分化？能否利用空間微重力獨(dú)特的條件開展干細(xì)胞大規(guī)模擴(kuò)增和組織工程構(gòu)建呢？這些問題是目前空間生物學(xué)研究的前沿和熱點(diǎn)的問題。中科院動物研究所承擔(dān)的“微重力環(huán)境下胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)”項(xiàng)目，將研究太空微重力環(huán)境下小鼠胚胎干細(xì)胞的增殖、分化特征，同時(shí)與1G和模擬微重力效應(yīng)條件下的同步實(shí)驗(yàn)結(jié)果比對，全面了解微重力對胚胎干細(xì)胞增殖、分化的影響，同時(shí)探索（微）重力在胚胎干細(xì)胞增殖、分化過程中的作用及其機(jī)制。預(yù)期通過實(shí)驗(yàn)，初步了解太空微重力對胚胎干細(xì)胞增殖、分化影響的作用情況，將為更好地實(shí)現(xiàn)胚胎干細(xì)胞的體外大量擴(kuò)增，更好地利用多能干細(xì)胞分化潛能提供一種新思路，為多能干細(xì)胞在組織工程和再生醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用探索一種新途徑，最終為未來利用多能干細(xì)胞服務(wù)于人類健康提供幫助。

肝干細(xì)胞是一種具有多分化潛能的細(xì)胞，在一定條件下可誘導(dǎo)分化成肝細(xì)胞及膽管細(xì)胞，被認(rèn)為是細(xì)胞治療及生物人工功能治療理想的種子細(xì)胞。細(xì)胞治療的前提是體外能夠獲得足夠數(shù)量的細(xì)胞，而在肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞中具有強(qiáng)大體外擴(kuò)增能力的只有肝干細(xì)胞。以往的平面培養(yǎng)肝干細(xì)胞的方法可導(dǎo)致細(xì)胞一些關(guān)鍵性的表型及功能消失，改變細(xì)胞生物學(xué)特性，且增殖較緩慢，因而不能滿足肝干細(xì)胞擴(kuò)增的要求。研究發(fā)現(xiàn)，地面模擬微重力作用可促進(jìn)肝干細(xì)胞的增殖，而真實(shí)的微重力環(huán)境對于肝干細(xì)胞的三維培養(yǎng)及其增殖的影響未曾可知。中科院動物所承擔(dān)的“微重力環(huán)境對肝干細(xì)胞增殖的影響”研究將在太空進(jìn)行肝干細(xì)胞的三維培養(yǎng)，觀察太空中微重力環(huán)境對肝干細(xì)胞增殖的影響。以大鼠肝干細(xì)胞系為研究對象，將肝干細(xì)胞貼附在微載體表面，通過空間顯微攝影和圖片傳輸技術(shù)，觀察細(xì)胞形態(tài)、密度與綠色熒光蛋白的變化，監(jiān)測太空微重力條件下肝干細(xì)胞的三維培養(yǎng)與增殖情況。同時(shí)，與地面對照圖片作比較，以期初步揭示微重力影響肝干細(xì)胞增殖的作用機(jī)制，為今后建立肝干細(xì)胞擴(kuò)增培養(yǎng)體系提供依據(jù)。

中科院上海技術(shù)物理研究所研制的空間生物反應(yīng)器，攻克了基于原位的顯微熒光成像技術(shù)、復(fù)雜微流量多通道液體輸運(yùn)管理、多模式自動搜索捕獲識別顯微（熒光）成像技術(shù)等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，建立了24路相互獨(dú)立的間歇式灌流培養(yǎng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對十種不同類型細(xì)胞開展空間貼壁、懸浮培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)的儀器平臺。儀器可使細(xì)胞樣品無需返回地面，在軌實(shí)時(shí)獲取細(xì)胞的原位顯微（熒光）圖像，協(xié)助“微重力對細(xì)胞增殖和分化影響研究”各研究課題科學(xué)家開展系列在線研究，為我國載人空間站生命科學(xué)研究提供新型實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ胶图夹g(shù)手段。

中科院力學(xué)研究所牽頭開展的“兩相系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺關(guān)鍵技術(shù)研究”是我國首次開展的空間冷凝與蒸發(fā)相變傳熱科學(xué)與熱控技術(shù)實(shí)驗(yàn)研究。在一個(gè)高約半米、重達(dá)50多公斤的裝置內(nèi)，安放著紅外觀測儀、高清相機(jī)以及測量溫度和熱流量的傳感器等，借助它們，科學(xué)家可實(shí)現(xiàn)對空間蒸發(fā)與冷凝過程的實(shí)時(shí)觀測，摸清微重力環(huán)境下蒸發(fā)冷凝相變傳熱的特殊規(guī)律，為豐富流體科學(xué)理論知識、研發(fā)出更高效更優(yōu)質(zhì)的太空熱設(shè)備奠定基礎(chǔ)。

中科院空間應(yīng)用中心在天舟一號上開展了“主動隔振關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證研究”，在軌進(jìn)行六自由度磁懸浮主動隔振關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證，可以實(shí)現(xiàn)0.1Hz～100Hz范圍內(nèi)0～40dB的主動隔振能力。該項(xiàng)目同時(shí)為“非牛頓引力實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)的關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證”項(xiàng)目提供支持，保障在飛船平穩(wěn)期達(dá)到10ug以下的微重力水平。未來空間磁懸浮主動隔振技術(shù)可為更多空間應(yīng)用載荷服務(wù)，例如空間光學(xué)相機(jī)、激光通信等，助力它們達(dá)到更高的指標(biāo)水平。同時(shí)，這一技術(shù)也可在航空光學(xué)吊艙、工業(yè)精密加工等方面發(fā)揮重要作用。

天舟一號任務(wù)是載人航天工程空間實(shí)驗(yàn)室任務(wù)的收官之戰(zhàn)，我國將正式踏上載人空間站建設(shè)的征程，中科院將組織國內(nèi)外相關(guān)力量，開展大規(guī)模的空間科學(xué)與應(yīng)用研究，將空間站建成國家級太空實(shí)驗(yàn)室，推動我國空間科學(xué)及應(yīng)用實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。