吃太空蔬菜、穿航天員“同款”……航天科技“下凡”，走入尋常百姓家

　　◎實(shí)習記者 都 芃

　　4月24日，我們將迎來(lái)第8個(gè)中國航天日。

　　近年來(lái)，我國航天事業(yè)取得飛速發(fā)展和進(jìn)步，從“嫦娥”奔月到“天問(wèn)”探火、從“北斗”造福人類(lèi)到“天宮”開(kāi)門(mén)納客，中國航天用一項項科學(xué)技術(shù)創(chuàng )新突破著(zhù)人類(lèi)探索宇宙的邊界。

　　不過(guò)，當我們暫時(shí)離開(kāi)浩瀚星空、看向身邊，可能會(huì )發(fā)現其實(shí)諸多“高大上”的航天科技早已經(jīng)“下凡”來(lái)到你我中間，它們正在多個(gè)領(lǐng)域大展身手，悄悄改變著(zhù)我們的日常生活。

　　美味安全的太空果蔬走上百姓餐桌

　　味美多汁的“航西瓜”“航甜瓜”，有著(zhù)可愛(ài)名字的水果黃瓜“航瓜玉妮”……這些名字前帶有“航”字的果蔬品種通常有一個(gè)共同的育種來(lái)源——太空。

　　每到夏季，瓜果蔬菜成熟時(shí)，位于北京市通州區的航天育種核心示范基地都會(huì )人流涌動(dòng)，來(lái)自各地的種植大戶(hù)、種子經(jīng)銷(xiāo)商穿梭于田間地頭，在科研人員帶領(lǐng)下挑選著(zhù)各自心儀的果蔬品種。

　　航天育種產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新聯(lián)盟秘書(shū)長(cháng)趙輝表示，在太空特殊環(huán)境作用下，種子變異周期縮短、突變頻率增加。相比地球表面環(huán)境，太空環(huán)境能夠促使種子產(chǎn)生更加豐富的基因突變，為育種科學(xué)家提供更多有益的變異材料，便于培育新品種。

　　自1987年我國首次將水稻、辣椒等農作物種子送上太空以來(lái)，我國已經(jīng)先后30多次通過(guò)返回式衛星或載人航天器把上千種植物種子送入太空，其中既包括小麥、高粱等糧食種子，也包括黃瓜、番茄等蔬菜種子，以及甜瓜、櫻桃等水果種子。自中國空間站任務(wù)開(kāi)展以來(lái)，神舟十二號、神舟十三號載人飛船先后從太空帶回了千余件(份)作物種子、微生物菌種等航天育種材料，其中“出差”時(shí)間最長(cháng)的種子在軌飛行時(shí)間達11個(gè)月。

　　輻射育種是國內外農業(yè)領(lǐng)域經(jīng)常采用的育種方式，而太空正是一個(gè)為種子提供輻射環(huán)境的絕佳場(chǎng)所。而且太空能夠提供比地球更加復雜的輻射環(huán)境，其中的宇宙射線(xiàn)、微重力環(huán)境等能夠提升植物基因的變異概率，進(jìn)而使其產(chǎn)生更加深刻的變化。

　　安全是航天育種發(fā)展始終繞不開(kāi)的話(huà)題，這些經(jīng)過(guò)太空培育的“美味”足夠安全嗎？

　　趙輝表示，物理輻射育種在世界上已經(jīng)有近百年的歷史，聯(lián)合國糧食及農業(yè)組織和國際原子能機構也早已將航天育種列為物理輻射育種的一類(lèi)。有據可查的、經(jīng)過(guò)輻射育種的商品化品種多達3300余種。實(shí)踐證明，它們均沒(méi)有食品安全問(wèn)題。

　　趙輝進(jìn)一步解釋道，借助太空環(huán)境誘導植物產(chǎn)生性狀變異，是植物自身基因突變的結果，并不涉及外源基因的導入，“航天育種的安全性是確定的”。

　　據了解，科學(xué)家已經(jīng)對神舟十二號載人飛船帶回的種子進(jìn)行了初步實(shí)驗。國家植物航天育種工程技術(shù)研究中心的工作人員經(jīng)過(guò)實(shí)驗發(fā)現，神舟十二號空間飛行任務(wù)對搭載返回的兩份水稻種子已經(jīng)造成了較顯著(zhù)的生物學(xué)效應，預計將產(chǎn)生可觀(guān)的可遺傳變異。

　　目前，我國已經(jīng)培育出700余個(gè)航天育種新品系、新品種，其中通過(guò)國家或者省級審定的超過(guò)200個(gè)，其年種植面積3000多萬(wàn)畝，取得了良好的社會(huì )和經(jīng)濟效益。

　　與航天員穿“同款”服裝不再遙不可及

　　當我們在電視上看到我國航天員在“天宮”空間站自如生活、工作時(shí)，想必會(huì )被他們身上那一套利落有型的艙內工作服所吸引。事實(shí)上，在我國航天服研發(fā)過(guò)程中，誕生了諸多創(chuàng )新技術(shù)，它們已經(jīng)被用于大眾產(chǎn)品中，如今與航天員穿“同款”服裝不再遙不可及。

　　在神舟十二號載人航天飛行任務(wù)中，航天員的艙內工作服等用品由國內公司進(jìn)行研發(fā)。航天員工作服等產(chǎn)品對設計、材料、制造的要求十分嚴苛，這對于中國服裝產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)既是一次挑戰，也是一次實(shí)現跨越升級的良機。

　　相關(guān)技術(shù)研發(fā)負責人告訴記者，要達到國產(chǎn)航天艙內工作服的抗菌性、阻燃性、耐磨性、抗靜電性等指標要求，他們必須克服諸多技術(shù)難題。航天艙內工作服對于細菌在產(chǎn)品上的存在數量有嚴格的要求，部分抗菌要求甚至超過(guò)了醫療用品的相關(guān)標準。除此之外，因為艙內環(huán)境相對狹窄，儀器設備較多，航天員在這種環(huán)境中穿梭，需要其服裝具備較高的耐磨性。

　　在此基礎上，研發(fā)人員把航天艙內工作服等產(chǎn)品運用到的科技，應用于日常的戶(hù)外裝備開(kāi)發(fā)中，對面向普通消費者的產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化與全面升級。

　　例如，在研發(fā)航天服裝的過(guò)程中，研發(fā)人員采用了一種抗菌技術(shù)，該技術(shù)能夠有效刺穿細菌壁，從而抑制細菌滋生，多次洗滌后抗菌率依然大于90%。目前，該技術(shù)已經(jīng)被運用于部分戶(hù)外服裝的制作中。另外，相關(guān)抗靜電技術(shù)也被運用在了秋冬季服裝上，其可以有效解決惱人的靜電問(wèn)題。

　　不僅是航天員“同款”服裝能夠被大眾穿在身上，航天器應用的材料也可以被用于服裝制造。

　　例如，為了對抗火星“冰火兩重天”的溫度考驗，“天問(wèn)一號”火星探測器和“祝融號”火星車(chē)表面都采用了氣凝膠材料。南京大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院教授金鐘介紹道，氣凝膠材料分為耐高溫和耐低溫兩種，既能夠阻隔探測器著(zhù)陸發(fā)動(dòng)機產(chǎn)生的高達1200攝氏度的高溫熱流，保護著(zhù)陸平臺的正常功能；又能夠確保火星車(chē)在零下130攝氏度的環(huán)境下仍能正常工作。除此之外，氣凝膠極輕的質(zhì)量也不會(huì )增加“天問(wèn)一號”火星探測器的載荷。以該探測器上的氣凝膠材料為例，如將其做成薄片狀，那么只需要10克這種材料，就可以將薄片鋪滿(mǎn)一個(gè)標準足球場(chǎng)。

　　“氣凝膠最有前景的大規模應用領(lǐng)域是隔熱、保溫和節能。”金鐘表示，在建筑、服飾和工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域，用氣凝膠取代傳統的隔熱材料具有非常大的潛力。目前，某國產(chǎn)服裝品牌研發(fā)團隊通過(guò)技術(shù)改良，克服了氣凝膠材質(zhì)脆弱、容易掉粉、不宜剪裁等缺陷，已將氣凝膠材料成功應用于民用服裝行業(yè)，并實(shí)現了大規模量產(chǎn)，如今普通消費者也能夠享受到與航天器同等的保溫待遇。

　　智能護目鏡里藏著(zhù)“天問(wèn)一號”的專(zhuān)利

　　在新冠疫情肆虐期間，體外膜肺氧合治療(ECMO)在臨床救治中發(fā)揮著(zhù)重要作用。但長(cháng)期以來(lái)，受制于技術(shù)門(mén)檻高、研發(fā)費用高等因素，國產(chǎn)ECMO研發(fā)一直面臨困境。而就在今年初，中國國家藥監局經(jīng)審查，采用附條件批準方式，應急批準航天新長(cháng)征醫療器械(北京)有限公司研發(fā)的輝昇—I型體外肺支持輔助設備注冊上市，使其成為第二款獲批的國產(chǎn)ECMO產(chǎn)品。

　　ECMO主要為重癥心肺功能衰竭患者提供持續的體外呼吸與血液循環(huán)支持，核心部件一般包括人工心(離心泵主機及離心泵泵頭)和人工肺(膜肺)，可以較長(cháng)時(shí)間代替人的心、肺功能，維持住患者的血壓和血氧，為危重癥患者的搶救贏(yíng)得寶貴時(shí)間，因此被視作重癥監護病房(ICU)里拯救生命的“守門(mén)員”。

　　據輝昇—I型體外肺支持輔助設備技術(shù)攻關(guān)總指揮、中國航天科技集團公司第一研究院第十八研究所所長(cháng)曾思介紹，該產(chǎn)品技術(shù)自主可控，具有完全自主知識產(chǎn)權，總體性能和指標達到國際同類(lèi)產(chǎn)品水平，其核心技術(shù)來(lái)源于火箭伺服系統。伺服系統是火箭飛行控制的執行機構，通過(guò)精準動(dòng)作推動(dòng)發(fā)動(dòng)機噴管擺動(dòng)，使火箭在飛行全過(guò)程中姿態(tài)穩定受控。

　　曾思說(shuō)：“伺服系統由眾多元件組成，涉及機械、電子、流體等多個(gè)專(zhuān)業(yè)，又因其在發(fā)動(dòng)機艙這樣的狹小空間工作，所以必須高度集成化，而且輕質(zhì)化。”

　　正是高集成、輕質(zhì)化的“航天基因”讓這款ECMO擁有了有別于國外同類(lèi)產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)，它的整機重量不到7.5千克，約為國外同類(lèi)產(chǎn)品重量的三分之一，能夠更好地滿(mǎn)足危重癥患者急救、轉運需求。

　　除了可以在危急時(shí)刻拯救患者生命，航天科技還能夠呵護人民日常健康。

　　中國航天科技集團有限公司第八研究院第八一一研究所研發(fā)的“天問(wèn)一號”同源光電芯片全光譜智能護目鏡，具有極速智能變色、智能濾光、視覺(jué)增強、太陽(yáng)能充電等功能。該款護目鏡采用“天問(wèn)一號”航天器中的高效砷化鎵太陽(yáng)能電池、感光發(fā)電一體化智能芯片、柔性扭曲相列液晶貼片等多項航天專(zhuān)利技術(shù)。借助先進(jìn)的空間電源技術(shù)，其所采用的感光發(fā)電一體化砷化鎵光電芯片能夠實(shí)現350—1800全光譜響應，并驅動(dòng)柔性液晶智能調節明暗，可調透光率達到5%—35%，瞬時(shí)變色速度僅為0.05秒，實(shí)現與光照環(huán)境變化的完美同步，讓佩戴者處于舒適的視覺(jué)效果中，有效阻止有害光線(xiàn)對人眼的傷害。

　　除了具備靈敏的感光能力外，這款智能護目鏡還配有自發(fā)電系統，無(wú)需額外充電。其所用的智能控制芯片與進(jìn)入火星軌道的“天問(wèn)一號”航天器采用的是同一個(gè)晶元。