4只“小黑鼠”登陆我国空间站！肩负10年规划与等待

AI科技 2025年11月01日 14:51 0 aa

10月31日，神舟二十一号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，并于北京时间11月1日3时22分，成功对接于空间站天和核心舱前向端口，整个对接过程历时约3.5小时，创造了神舟飞船与空间站交会对接的最快纪录。随飞船上行进入中国空间站开展科学实验的4只“小黑鼠”也引人注目。

中国科学院空间应用工程与技术中心研究员张伟告诉《中国科学报》，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生存，以及哺乳动物能否在空间环境中完成繁殖并实现世代延续，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。

“本次任务将把4只小鼠送入中国空间站，开展为期5至7天的科学实验。这是我国首次在中国空间站开展小鼠科学实验，将为未来深入开展哺乳动物空间生命科学研究奠定良好基础。”“空间动物品系筛选与饲养关键技术验证”项目科学方负责人、中国科学院动物研究所（以下简称动物研究所）研究员王红梅介绍。

科研人员在实验室中观察“小黑鼠”状态。

从构想到现实

开展空间生命科学研究，需要构建从分子、细胞到组织、器官，乃至动物个体的多层次研究体系。小鼠因具有与人类基因同源性高、体型小、繁殖周期短等优势，成为开展生命体空间生理、病理及生长发育和繁殖研究的重要模型。

此前，中国空间站已配备了生命生态实验柜、生物技术实验柜等空间生命科学研究设施，但还不具备开展小鼠等哺乳动物空间科学实验的能力。因此，建立中国空间站哺乳动物实验能力，并开展哺乳动物在空间环境下的生理、病理、生长发育及繁殖等研究，成为相关领域科学家的共同期盼。

早在2016年，动物研究所的科学家就提出利用小鼠开展空间生命科学实验的构想。然而，当时中国载人航天工程尚处于“空间实验室”阶段，其平台能力还无法支撑开展哺乳动物科学实验。

2022年，随着中国空间站全面建成并正式进入常态化运营，这颗梦想的种子终于迎来了破土而出的历史性机遇。

2023年，由动物研究所和中国科学院上海技术物理研究所共同承担的中国空间站运营期第一批空间科学与应用项目“空间动物品系筛选与饲养关键技术验证”正式立项。

该项工作由动物研究所王红梅科研团队牵头，联合李伟研究员、黄仕强研究员等多个团队及实验动物中心共同承担，负责科学计划的制定、小鼠筛选与在轨实验、发射场样本制备以及小鼠返回地面后的研究工作。中国科学院上海技术物理研究所负责研制“空间小型哺乳动物饲养装置”，为科学实验的顺利开展提供了关键的平台保障。

王红梅介绍，项目旨在研制中国空间站小型哺乳动物饲养装置，通过实现小鼠进入中国空间站，建立哺乳动物天地研究全流程的实验体系，验证小鼠空间饲养的核心关键技术，探索研究小鼠各器官系统对空间环境的应激响应，为未来系统开展哺乳动物空间科学研究奠定重要基础。

拓展科学新疆域

一个多月前，来自动物研究所的试验队进驻酒泉卫星发射中心，开展小鼠上天的发射场样本制备与回收处置的准备工作。

抵达发射场后，试验队立即进入高强度工作状态。从小鼠的适应性饲养、饲养单元的匹配试验，到全流程演练，各项工作环环相扣。科研人员每日往返于驻地和厂区两点之间，奋战十余个小时，精心准备每一个环节，确保发射任务万无一失。

“这4只小鼠的背后，是研究团队近10年的规划与等待，我们对实验的成功充满期待。”面对即将在中国空间站开展的小鼠实验，动物研究所副研究员李天达难掩激动。

在繁忙工作之余，试验队员们还登上发射场附近的狼心山远眺，发射塔架尽收眼底。眼前的发射场是几代航天人接续奋斗的成果，凝聚着他们开拓与创新的精神。

队员们深感使命光荣、责任重大。如今，他们正接过前辈的“接力棒”，向空间生命科学的新领域进发。

“小黑鼠”的筛选和训练

小鼠作为生命科学研究中最常用的实验动物之一，拥有多个不同品系，如同人类具有不同遗传特征一样。“我们常说的‘小白鼠’其实是由于特定基因突变导致的白化品系，它们体内一个关键的色素基因发生突变，无法合成黑色素，因而毛色呈现白色，眼睛呈现红色。”李天达解释。

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。此次科学实验中，科研人员选择了C57BL/6品系的小鼠，其正常毛色为深灰色至近黑色，这是该品系的自然特征。

李天达说：“选择这一品系最重要的原因是它的科学价值。”C57BL/6是一种近交系小鼠，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。

此外，为确保实验结果不受外界病原体干扰，所有小鼠均为无特定病原体（SPF级）动物，即在严格控制的环境中饲养，不携带特定范围内的细菌、病毒和寄生虫。

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。

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检测，筛选出身体素质优良、行为稳定的个体。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。

C57BL/6品系小鼠。科研团队供图

“小黑鼠”住进“太空公寓”

科学家还为4只“小黑鼠”准备了一套“太空公寓”，即空间小型哺乳动物饲养装置。据中国科学院上海技术物理研究所副研究员刘方武介绍，饲养装置采用气密性设计，内部空气可实现全过程净化处理并循环利用，能为小鼠生活提供稳定、适宜的环境，包括适宜的氧浓度、温度、湿度和可调节照明等，小鼠在装置中可以自由采食和饮水。

该饲养装置可在充分保障动物福利的同时，也能确保空间站舱内的环境安全，为科学实验顺利开展提供了基础保障。

返回将有大贡献

在轨期间，科研人员将通过视频采集系统，观察4只“小黑鼠”在太空环境中的行为表现。

李天达介绍，实验采用雌雄配对的饲养方式，将雌鼠和雄鼠共同置于同一实验单元中，重点监测它们在微重力条件下的应激反应、日常活动节律，以及个体间的互动行为，包括互动频率和持续时间，以评估空间环境对哺乳动物社会行为的影响。

实验结束后，这4只小鼠将随神舟载人飞船返回地球，科研团队将进一步开展科学研究，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。

张伟介绍，未来，基于小鼠的空间科学研究将系统开展空间环境对骨骼、肌肉、免疫、神经、心血管等的影响及机理研究，发展相应病理的对抗手段，为未来人类长期太空生存提供理论基础和技术支撑。

中国科学院动物研究所所长乔格侠表示：“此次空间小鼠实验任务凝聚了中国科学院多家单位在装置研发和科学研究方面的集体智慧，由动物研究所多个研究团队组成的建制化攻关团队，联合国内多所高校和科研院所共同完成科学研究方案的制定和实施，协同开展跨领域、跨学科的建制化攻坚研究，对未来开展更大规模的空间科学研究的组织提供了有益参考。”

来源：中国科学报