不過，14個實驗柜也各有各的研制難點。

張璐常把這14個實驗柜比作14個性格迥異的人。以高精度時頻實驗柜為例，作為空間站中最復雜的實驗柜，它由13臺單機組成，是世界上第一套由主動型氫原子鐘、冷原子銣鐘、冷原子光鐘組成的空間高精度時頻系統(tǒng)，目標是成為世界上最高精度的空間時間頻率產(chǎn)生和運行系統(tǒng)。

在該研制項目立項后的很長一段時間里，研制工作一直推進緩慢?！凹夹g難度超出預想，國際上沒有人干過這件事，歐洲科學家一直想做，但因難度太大一拖再拖?！睆堣凑f。

到2019年，中國科學院整合全院資源，成立工程攻關組，以中國科學院國家授時中心（以下簡稱“授時中心”）為任務總體單位，聯(lián)合中國科學院上海技術物理研究所（以下簡稱“上海技物所”），組織國內(nèi)十余家單位共同研制。自此，高精度時頻實驗柜的研制進入快車道。

為了解決科學技術與工程的融合問題，授時中心和上海技物所通力合作，實現(xiàn)了前沿科技的工程化；為了保證星地時間傳遞的高精度和穩(wěn)定度，中國科學院上海天文臺研制出激光時頻傳遞載荷，突破了單光子光電探測、皮秒精密計時、低時延抖動等多項關鍵技術；為了實現(xiàn)更加穩(wěn)定和準確的時頻信號指標，中國科學院上海光學精密機械研究所研制出冷原子微波鐘，評定鍶光鐘誤差，長期駕馭氫鐘，為高精度時頻系統(tǒng)的高精度時間頻率提供了可靠保障……

通過強強聯(lián)合，中國科學院科研團隊建成了目前世界上在軌設計指標最高的空間時間頻率系統(tǒng)。

除了解決共性和個性的技術難題之外，團隊還要爭分奪秒，在有限的時間里交付科學實驗柜。

2021年4月29日，天和核心艙發(fā)射升空，張璐緊盯屏幕，屏住呼吸，心提到了嗓子眼兒。直到得到發(fā)射成功的消息，他才松了一口氣。

此時，他腦海里閃過2020年國慶節(jié)前的一幕。那時，天和核心艙里所有實驗柜的研制已完成，需要進行最后的狀態(tài)設置和測試，留給張璐等人的時間只有8.75天，而需要研究和測試的工序多達上百道。他們把時間節(jié)點精確到分鐘，拼命趕進度。張璐留意到，柜體從集成大廳被拉到電測大廳的短短3分鐘時間里，一位同事已經(jīng)見縫插針地躺在地上睡著了。

2020年國慶節(jié)前夕，張璐團隊與實驗柜合影。

“太空特產(chǎn)”帶來的驚喜

所有的努力，都得到了最直接的回報——“太空特產(chǎn)”。

2024年5月1日凌晨，神舟十七號乘組回到地球的幾個小時后，20多位科學家滿懷期待地在空間應用中心的大廳里等待著。此刻，外面是漆黑的夜，大廳里燈火通明。

50份實驗樣品被層層包裹著，連夜送到科學家手中。經(jīng)過拆包、稱重、測溫，最終科學家獲得的樣品總重量約有31.5公斤，有人類成骨細胞、骨髓間充質(zhì)干細胞、蛋白質(zhì)晶體、生命有機分子、種子、無容器材料、高溫材料、艙外暴露材料……這些實驗樣品被科學家親切地稱為“太空特產(chǎn)”。

神舟十七號載人飛船返回的樣品

之后，這些“太空特產(chǎn)”被科學家?guī)Щ馗髯缘膶嶒炇?。他們要對返回的生命類細胞樣品進行轉(zhuǎn)錄組測序、蛋白組學檢測等生物學分析，對生命類蛋白質(zhì)樣品進行晶體衍射分析，對地面和空間樣品的組織形貌、化學成分及其分布差異等進行測試分析……

這31.5公斤實驗樣品，是科學家從中國空間站收到的第6批“太空特產(chǎn)”。從神舟十二號到神舟十七號，航天員先后乘坐6艘載人飛船，為科學家們帶回了6批、300多份科學實驗樣品，包括中國科學院在內(nèi)的國內(nèi)外百余家科研院所參與研究。例如，中國科學院分子植物科學卓越創(chuàng)新中心科研團隊在國際上首次對空間站里水稻“從種子到種子”全生命周期的培養(yǎng)過程進行研究；中國科學院水生生物研究所聯(lián)合上海技物所共同研制出一套水生生態(tài)系統(tǒng)，將斑馬魚送上空間站，實現(xiàn)我國在太空培育脊椎動物的突破……

空間站返回水稻實驗樣品

據(jù)統(tǒng)計，目前科學家基于空間站返回樣品，已經(jīng)在空間生命科學、空間材料科學、微重力流體物理等方向取得重要成果，在國際一流期刊發(fā)表論文300余篇。

其中每一項科研成果的背后，都離不開太空實驗室里一個個科學實驗柜的支撐：

科學家利用無容器材料實驗柜開展多元偏晶合金制備項目，提出了工藝優(yōu)化設計和組織調(diào)控方法，應用于核電、電子通信、裝備制造等領域多種關鍵材料的制備，使相關性能獲得有效提升；

科學家利用高溫科學實驗柜開展新型材料空間生長研究項目，首次在太空獲得地面難以制備的高質(zhì)量晶體材料，對高性能多元半導體合金材料制備具有指導作用；

科學家利用生物技術實驗柜開展人骨細胞定向分化的分子靶點研究、空間環(huán)境對骨骼肌影響的生物學基礎研究等，取得的成果為防治骨折、修復脊柱損傷、對抗肌萎縮和防治代謝性疾病等提供了新的方案；

科學家利用航天基礎試驗機柜開展我國首次斯特林熱電轉(zhuǎn)換技術的在軌試驗，熱電轉(zhuǎn)換效率等綜合技術指標達到國際先進水平，為未來空間新型電源系統(tǒng)的工程應用奠定了良好基礎……

盡管成果豐碩，但這支打造國家太空實驗室的科研團隊沒有停下腳步。

“我們還在做三件重要的事。一是每年滾動實施項目，面向全國征集科學研究項目，組織科學討論組遴選，并將相應的實驗樣品送上天。二是規(guī)劃新裝置、新實驗平臺。例如，我們正在討論是否可以建立一個能養(yǎng)小鼠的太空動物實驗平臺，以便深入研究空間微重力環(huán)境對動物骨骼、肌肉、神經(jīng)和免疫等方面的影響。三是對現(xiàn)有科研成果進行跟蹤、梳理、分析，加強成果推廣與應用，不斷獲取應用效益。”張偉說。

就在前不久，神舟十八號乘組將35公斤的上行實驗單元及配套設備帶進國家太空實驗室，并著手開展“空間先進水生生保系統(tǒng)關鍵技術研究”等4個新的科學實驗。

空間站水生生態(tài)系統(tǒng)研究?？臻g應用中心供圖

神舟十八號發(fā)射的那天，戈壁灘已入夜，烈焰劃破蒼穹，現(xiàn)場觀看發(fā)射的人群發(fā)出熱烈又響亮的歡呼聲。全國各地的人圍在屏幕前，目送航天員和實驗樣品沖進太空。所有人都滿懷期待，等待著國家太空實驗室創(chuàng)造新的科學奇跡。（記者倪思潔 高雅麗）

責任編輯：賀治瑞