任务概述 - 神舟二十一号载人飞船于10月31日成功发射，将4只（两雌两雄）小鼠送入中国空间站，这是我国首次在空间站开展小鼠在轨生命科学实验 [2] - 该任务名为“空间动物品系筛选与饲养关键技术验证”，是中国空间站上行的6项科学实验之一，由中国科学院动物研究所和中国科学院上海技术物理研究所合作开展 [2] 科学目标与意义 - 实验旨在应对人类太空驻留时间延长和深空探索推进带来的关键科学挑战，即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 [2] - 首要目标是“保证小鼠活着上、活着下”，初步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，为进一步理解空间环境对生命体的影响提供科学依据 [5][7] - 小鼠是生命科学研究的重要哺乳类模式动物，因其与人类基因同源性高（约85%）、体型小、繁殖周期短，是开展生命体空间生理、病理及生长发育和繁衍研究的重要模型 [5] - 用小鼠去探索未知，最终服务于人，是空间生命科学研究的重要目的 [7] 实验动物筛选与训练 - 本次任务选用的小鼠品系为C57BL/6，这是一种近交系小鼠，优势在于遗传均一性好、个体间差异小，有利于开展空间实验和科学数据采集 [11] - 筛选过程参照了类似航天员选拔的技术方案和标准，团队从300多只小鼠中，通过生理、生化、运动能力等多个指标的检测进行初选 [11][14] - 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 [13] - 经过地面转棒、Y迷宫、旋转仪等项目对100余只小鼠进行多维度训练和筛选后，48只小鼠进入发射前最终筛选，最终4只状态最佳的小鼠入选 [14] 在轨饲养技术与装置 - 实验采用全气密饲养方式，以减少对空间站舱内环境的影响 [16] - 由中国科学院上海技术物理研究所研制的空间小型哺乳动物饲养装置，支持小鼠的自动饲养和观测，能为小鼠提供饮食、光照、温湿度、气体组分控制等生存保障条件 [16] - 装置配备了可见光相机和红外相机，便于地面实时观测小鼠的在轨生存状态 [16] - 装置内固定了弹簧管，为小鼠提供躲避和游玩的场景，也方便研究人员观察小鼠在微重力环境下的行为特征 [16] - 装置配备了自动收集系统，通过自上而下的稳定风场将排泄物、毛发和食物残渣等漂浮物吹到收集模块内，防止其影响小鼠正常呼吸 [16] 任务执行与背景 - 4只小鼠与航天员一起入驻中国空间站，将在轨停留5-7天，随后随神舟二十号航天员乘组一同返回地面 [7] - 中国科学院动物研究所的科研人员在发射一个多月前进驻酒泉卫星发射中心，开展小鼠的适应性饲养、单元匹配试验等工作 [5] - 此次任务构想源于两个团队的“双向奔赴”：上海技术物理研究所于2015年提出了空间小鼠饲养装置的初步设计方案，同时动物研究所的科学家们提出了利用小鼠开展空间生命科学实验的构想 [9]