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中国空间站迎首批小鼠宇航员,成果突破太空哺乳动物饲养关键技术

今日快讯 2025年11月02日 23:34 3 aa

想上中国空间站可不容易,就算是小鼠也得“过五关斩六将”!

300只候选小鼠要经历60多天的严苛选拔,每轮都有10%-20%被淘汰,最后只留下4只当“小鼠宇航员”。

中国空间站迎首批小鼠宇航员,成果突破太空哺乳动物饲养关键技术

它们得测体能、抗眩晕,还得闯迷宫考智力,堪比“小鼠版航天员考核”。

“太空小鼠宇航员”的严苛选拔之路

这场选拔堪称“小鼠版航天员考核”,从生理机能到适应能力,每个维度都暗藏“关卡”。​

体能是首要考验,科研人员启用形似“动感单车”的转棒式疲劳仪,营造旋转滚轮的情境,驱使小鼠在其上持续奔跑,以此展开相关研究,探索其中奥秘。

这不仅考验小鼠的耐力,更要筛选出能在长时间运动中保持稳定状态的个体,毕竟在太空微重力环境下,维持基础体能是完成实验的前提。

若小鼠在滚轮上早早力竭,自然无法应对太空环境的挑战。​

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抗眩晕测试更是“重头戏”,堪比航天员的地面失重训练,将小鼠置于高速旋转的容器中,使其承受横向、竖向以及正反方向的持续转动,这一过程,对小鼠负责维持平衡与空间定向的前庭系统而言,不啻为一场严峻的考验。

只有前庭功能稳定的小鼠,才能在太空失重环境中避免持续眩晕,正常活动。

更严格的是,刚结束旋转的小鼠必须立刻踏上平衡木,科研人员要观察它们能否快速恢复平衡,这直接关系到它们在太空环境中的适应效率。

“闯迷宫”测试则瞄准小鼠的智力与学习能力。科研人员设计复杂迷宫,考察小鼠能否凭借记忆找到食物。

要知道,太空饲养环境对小鼠而言是全新场景,只有具备良好记忆力和学习能力,才能快速适应新环境、找到食物来源,确保在太空实验期间的基本生存。

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经过这一系列“魔鬼选拔”,最终的4只小鼠,无疑是小鼠中的“全能选手”,肩负着开拓我国空间生物学研究新领域的重任。​

太空饲养技术的突破性创新​

让小鼠在太空安稳生活,背后离不开一套突破性的太空饲养技术,每一项创新都精准解决了太空环境下哺乳动物饲养的难题。

首创的“模块化饲养单元”是小鼠的“太空安居房”核心。科研人员为每个单元设计了独立温湿度控制系统。

将温度稳定在22±1℃、湿度控制在50±5%,这一范围与小鼠在地面的适宜生存环境高度一致,避免温湿度波动影响小鼠生理状态。

更关键的是,单元配备可更换的粪便收集层,在太空失重环境中,排泄物若堆积会造成污染,影响小鼠健康,可更换设计让地面通过遥控操作及时清理,从根本上解决了太空饲养的污染难题。​

“定时定量精准投喂系统”则为小鼠的“太空饮食”保驾护航。科研人员专门研发含高蛋白与钙强化成分的太空专用饲料,满足小鼠在太空环境下的营养需求。

系统通过微电机控制饲料推送,每天分6次精准供给,既避免了一次性投喂导致的食物变质,又能确保小鼠规律进食,维持稳定的代谢水平。

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相比传统地面饲养的“自由采食”模式,这种精准投喂更符合太空实验对数据可控性的要求,也让小鼠在太空的营养摄入更均衡。​

若把在轨饲养装置比作“太空豪宅”,一点也不夸张。装置内不仅有足够小鼠活动的空间,还配备充足的清洁水源,让小鼠能像在地面一样自由活动、饮水。

科研人员在设计时充分考虑小鼠的生活习性,比如活动空间的大小参考了小鼠在地面的活动范围,避免因空间狭小导致小鼠应激。

这种对细节的把控,让小鼠在太空既能保持良好的生理状态,又能展现自然的行为模式,为科研人员获取真实有效的实验数据提供了保障。

小鼠在轨状态的全方位监测手段​

要实时掌握“小鼠宇航员”在太空的生存状态,科研团队打造了一套全方位监测系统,像“太空管家”一样细致记录小鼠的每一项生理与行为数据。​

贴在小鼠背部的“无创生理监测贴片”是核心装备之一,它薄如纸片,不会对小鼠活动造成干扰,却能精准采集心率和体温数据。

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小鼠正常心率在450-600次/分钟,体温维持在37-39℃,这些数据会通过无线信号实时传回地面。

相比传统的植入式传感器,这种无创方式既避免了伤害小鼠,又能获取连续稳定的生理指标,一旦出现心率骤升、体温异常等情况,地面团队能第一时间察觉。

“行为轨迹分析摄像头”则为观察小鼠行为装上了“火眼金睛”。摄像头每秒拍摄25帧画面,能自动识别小鼠的活动频率、睡眠周期。

科研人员发现小鼠在太空每日睡眠约12小时,与地面相近,但活动模式更显谨慎。

若小鼠出现持续焦躁转圈等异常行为,系统会自动标记并生成量化报告,帮助科研人员分析微重力环境对小鼠行为的影响。

同时,多角度视频监控还能直观看到小鼠的进食、饮水情况,确保动物福利得到保障。

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更巧妙的是“气体代谢监测模块”,它通过检测小鼠呼吸产生的二氧化碳浓度,间接判断代谢速率变化。

在太空微重力环境下,哺乳动物代谢可能出现波动,二氧化碳浓度的细微变化。

都能为科研人员研究能量消耗、生理机能调整提供重要依据,让监测从“看得见的行为”延伸到“看不见的代谢”,实现真正的全方位覆盖。​

实验成果的行业价值与未来延伸​

这次“小鼠太空之旅”的成果,不仅是一次简单的科学实验,更在空间生命科学领域掀起了技术突破的浪潮,还为未来研究铺就了清晰道路。

从行业价值来看,它填补了我国“太空哺乳动物长期饲养”的技术空白,此前只有美俄掌握该技术。

如今我国成为第三个具备此能力的国家,打破了国际技术垄断,更重要的是,科研团队还建立了包含8项核心指标的“太空动物饲养技术标准体系”。

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从设备设计到数据采集都有明确规范,未来开展大鼠、小型灵长类动物太空实验时,就能直接参考这套标准,省去大量摸索时间。​

在技术转化方面,实验中的精准投喂、无创监测等技术,还能“下凡”服务地面,比如用于珍稀动物繁育时,可精准控制饲料营养。

应用于重症动物监护时,无创贴片能减少动物应激,真正实现“航天技术民用落地”。​

未来规划同样令人期待,科研团队计划2026年开展“多代际小鼠太空繁育实验”,探索微重力对小鼠受孕率、胚胎发育的影响,甚至尝试太空种群延续。

同时,还将联合国际空间站共享数据,推动建立全球统一的实验标准,让这项成果从“中国突破”走向“世界共享”。​

结语​

从300只小鼠中选拔出的“太空精英”,到突破难题的饲养与监测技术,神舟二十一号的小鼠实验,是我国空间生命科学的一次“从0到1”的跨越。

中国空间站迎首批小鼠宇航员,成果突破太空哺乳动物饲养关键技术

它不仅填补了技术空白,为航天员健康保障奠定基础,更打开了太空生物学研究的新大门。

这场小小的“太空之旅”,承载着人类探索宇宙生命奥秘的大梦想,也让我们看到,每一次对未知的尝试,都在推动人类向更遥远的太空迈进。

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