美国在生物再生式生命保障系统的研究差距 - 科学家团队发现NASA在生物再生式生命保障系统研发中存在关键差距 可能阻碍美国在长期载人空间探索方面与中国竞争[1] - 美国在生物再生式生命保障研究上的投入有限 正在削弱其在太空领域的竞争力[1] - 过去的研究和政策决定如削减经费和项目 造成了NASA当前在空间居住能力上存在关键差距[1] 生物再生式生命保障系统的技术优势 - 生物再生式生命保障系统利用生物体循环与生成氧气 食物和水等资源 被认为是长期深空人类任务的更优解决方案[2] - 这些系统利用植物 动物和微生物 创造一个可持续的闭环环境 满足食物和废物管理等基本生存需求[2] - 缺乏可用的生物再生式生命保障系统技术 目前限制了载人月球探索计划的目标实现[2] 美国研究预算削减和历史项目终止 - NASA曾把生物再生式方法作为研究重点 包括为太空探索开发可持续农业系统[5] - 生物再生行星生命保障系统测试综合体在2004年停止运行并被拆除 因预算削减和研究重点转变[5] - NASA开发这些生物再生技术的预算被削减后 再也没有恢复 目前剩余的研究正面临进一步削减2026财年预算的威胁[5] 中国在生物再生式生命保障系统的领先地位 - 中国国家航天局过去20年间一直积极支持并推进生物再生式生命保障研究[6] - 中国建立了月宫一号空间基地生命保障人工闭合生态系统地基综合实验装置 用于开展月球基地生命保障系统的地基试验研究[6] - 中国国家航天局近期公布的计划显示 中国在这些新兴努力以及技术的规模与领先地位上已超越美国及其盟友[6] 国际空间站合作与中美俄太空竞争 - 国际空间站计划在2030年退役 美俄之间仅剩的太空合作项目是履行对国际空间站的义务[7] - 美国曾对中国祭出太空封杀令 将中国排除在国际空间站项目之外 并通过沃尔夫条款禁止中美两国航天合作[7] - 中国自2021年天宫空间站发射以来 即将成为唯一在地球轨道上拥有载人航天设施的国家[7] 中俄月球科研站合作 - 中国和俄罗斯正在联合十多个国家的伙伴共同建设国际月球科研站[8] - 国际月球科研站将按照三阶段分步实施 计划2030年前后建成基本型 2040年前后建成完善型[8] - 中俄在国际月球科研站上的合作结合了俄罗斯数十年的航天经验与中国先进且资金充足的航天计划[9] NASA阿尔忒弥斯计划与当前挑战 - NASA的阿尔忒弥斯登月计划旨在再次将美国人送上月球表面 并在月球轨道建立月球门户前哨站[11] - 美国科研团体面临向国会解释为何不应削减经费的挑战 因许多议员认为与太空中的生物系统和载人航天相关的问题已完全解决[11] - 月球与火星项目之间的分歧也是一大问题 因一些人在推动执行火星着陆任务[11] 生物再生技术对地球可持续发展的意义 - 生物再生生命保障研究可以帮助推进人造环境和精准医疗等领域的技术进步[12] - 太空探索所剩的技术缺口实际上是生物学上的缺口 而这些技术正是地球实现可持续未来所需的[12] - 开发这些技术不仅能让人类在地球外生存 也能在地球上生存[12] 中国月球探索计划的进展 - 中国的月球探索计划进展踏实而顺利 载人登月发展稳步推进[13] - 中国已经进行了多次绕月探测和取样任务 为在2030年前实现中国人首次登陆月球奠定基础[13] - 中国探月工程秉持平等互利 和平利用 合作共赢的原则 与国际社会共享发展成果[13]

空间生命保障系统竞争格局 - 美国国家航空航天局在生物再生式生命保障系统（BLSS）研发中存在关键差距 削弱了其在长期载人空间探索领域与中国竞争的能力[1] - 美国当前空间生命保障系统依赖补给飞行任务输送水 食物及其他消耗性物资 而BLSS利用生物体循环生成氧气 食物和水资源 被认为是长期深空任务的更优解决方案[1][2] - 美国自2004年削减BLSS研究预算后再未恢复 目前剩余研究正面临2026财年预算进一步削减威胁[5] 中美技术发展对比 - 中国过去20年间积极支持并推进BLSS研究 已建成"月宫一号"地面实验装置开展月球基地生命保障系统试验[6] - 中国国家航天局计划在2030年前建成月球科研站基本型 2040年前建成完善型 最终升级为多功能月球基地[8] - 美国目前没有计划重建2004年被取消的BLSS项目 仅通过"阿尔忒弥斯"登月计划在月球轨道建立中转前哨站[11] 国际合作与地缘政治影响 - 中俄联合十多个国家共同建设国际月球科研站 结合俄罗斯数十年航天经验与中国资金充足的航天计划[8][9] - 美国曾通过"沃尔夫条款"禁止中美航天合作 但中国仍自主建成"天宫"空间站 即将成为唯一在地球轨道拥有载人设施的国家[7] - 国际空间站计划于2030年退役 当前美俄太空合作仅限履行空间站义务[7] 技术应用与战略意义 - BLSS技术可推动受控农业 人造环境和精准医疗等领域进步 对地球实现可持续未来具有关键意义[12] - 美国科研团体面临向国会解释经费重要性的挑战 部分议员认为太空生物系统问题已完全解决[11] - 月球与火星项目之间存在战略分歧 部分力量正推动直接执行火星着陆任务[11]

航天医学实验进展 - 乘组使用脑电设备开展上下视野研究 执行功能训练 探索利用研究等多个项目实验测试[3] - 使用眼动仪等设备开展微重力关系认知 航天人机信任与协同影响实验 助力研究微重力环境对关系认知的影响机制[3] - 进行血管超声检查 获取不同在轨时长下人体多器官形态特征 血流动力学参数及功能数据 探索失重环境下泛血管复杂网络血流谱演变规律[5] 在轨健康保障工作 - 完成再生生保系统设备检查维护 无容器柜加压气瓶更换 站内环境监测等工作[6] - 开展质量测量 听力测试等多项医学检查 利用神经肌肉刺激仪进行肌肉放松与萎缩防护[8] - 积极进行身体锻炼对抗失重生理效应[8] 人因技术与生命科学研究 - 利用相关设备开展长期在轨典型姿态下操作力变化规律研究 对比分析推拉力 旋转力等操作力天地差异及在轨变化[7] - 开展生命生态科学实验柜通用生物培养模块安装及测试 为后续空间生命科学实验做准备[7]

图：重力和微重力条件下，有磁铁与无磁铁的铂箔上电催化析氢反应演示。源：美国佐治亚理工学院/ 德国不来梅大学 美国佐治亚理工学院和德国不来梅大学的研究人员，此次利用落塔试验模拟了类似空间站的低重力 环境，演示了去除水电解过程中电极表面气泡的一种简易方法。他们发现，在电解装置中放入商用钕磁 铁后，因磁场增强，氧气气泡更容易脱离电极。这种方法能加快低重力环境下氧气和氢气的制取速度。 研究人员还设计了能在低重力下，通过分离气泡分解水的概念验证装置，其效率接近地球环境下的 数值。 目前，研究人员仍需在低重力环境下开展进一步测试。但这项发现意味着，这种方法将能用于优化 水分解装置，从而应用于未来的宇宙探索与太空旅行。 太空任务需要高效轻便的人类生命支持系统，但当前系统譬如国际空间站上的系统，依赖复杂的机 械元件且耗电巨大，因此需要找到更简便和更可靠的替代方案。 在电解水过程中，通过电极将水转化成可呼吸的氧气，这能减少向航天器额外运送的燃料和空气。 不过，由于缺乏浮力，低重力下产生的气泡无法像在地球上那样顺利离开电极表面，这意味着未来宇航 员和太空旅行者获得的燃料和空气会减少。之前提出的解决办法包括晃动或震动装置，但这些办 ...

航天员在轨工作内容 - 神舟二十号乘组太空出差超过120天 开展新一周在轨工作[1] - 乘组开展在轨情绪评价技术研究及应急决策能力评估实验 探究长期在轨情绪状态及决策能力变化规律[1] 微重力物理科学实验 - 开展高温材料实验柜样品更换 无容器柜实验腔体清理及电极维护[2] - 无容器柜将钨合金加热至3100摄氏度 刷新国际空间材料科学实验最高加热温度纪录[2] 空间新技术应用 - 为地外人工光合作用装置更换新反应器 完成前三阶段在轨试验[2] - 验证多项关键技术 获得大量微重力下物理化学反应数据 为地外原位资源利用技术提供基础[2] 再生生保系统维护 - 完成再生生保系统设备检查维护 开展-80℃空间冰箱加电测试[2] 航天医学实验 - 利用笔记本电脑及测试软件完成精细动作控制 信任与协同机制实验测试[3] - 持续开展人与飞行机器人协作实验 "小航"与航天员磨合探索人机高效协作方法[3] 舱内环境管理 - 定期开展物资整理 舱内环境清洁维护 打造舒适洁净工作环境[5] 航天员健康监测 - 进行眼压及眼底检查 骨密度测试等医学检查 助力地面掌握在轨健康状况[5]

在航天医学实验领域，航天员利用笔记本电脑等设备及相应测试软件完成了精细动作控制、信任与协同机制等实验测试工作，获取 的数据将助力地面科研人员进一步开展研究。 央视网消息：由航天员陈冬、陈中瑞、王杰组成的神二十乘组，"太空出差"之旅已超120天，在完成第三次出舱活动后，神二十乘组 新一周的在轨工作包含哪些内容？ 太空实验室内 各项在轨实（试）验稳步推进 在航天员心理与行为研究方面，上周，乘组继续开展在轨情绪评价技术研究及应急决策能力评估实验。相关数据将用于探究长期在 轨航天员情绪状态及应急决策能力的变化规律。 在空间新技术与应用领域，航天员正在为地外人工光合作用技术试验装置更换新的反应器。目前，该试验装置前三阶段在轨试验已 经完成，成功验证了多项关键技术。获得了大量微重力下的多项物理化学反应过程试验数据，为发展地外原位资源利用新技术提供 了重要基础。 站内环境勤维护 健康管理有保障 上周，乘组完成了再生生保系统设备检查维护、-80℃空间冰箱加电测试等多项工作。 此外，定期开展物资整理，舱内环境清洁维护，打造舒适洁净的工作环境。 在健康维护与保障方面，乘组进行了眼压及眼底检查、骨密度测试等多项医学检查，助力地面科 ...

空间科学实验进展 - 天舟九号货运飞船于7月15日携带23项科学实验物资上行中国空间站开展在轨实验 截至8月25日3项空间生命科学实验已完成全部在轨实验[1] - 实验样品包含肝细胞、骨骼肌前体细胞和脑类器官芯片 成功实现在轨自动培养、给药、显微成像及样品固定操作 目前样品处于在轨低温存储状态 计划下半年随载人飞船返回地面[1] - 截至8月22日中国空间站已在轨实施58项科学与应用项目 完成实验26000余次 上行科学物资800余公斤 下行27种科学实验样品并获取110TB科学数据[2] 微重力环境生物医学研究 - 核酸脂质纳米载体实验表明微重力环境下细胞对核酸药物摄取效率明显提高 疾病相关蛋白表达快速下降 治疗效果显著优于地面环境[1] - 空间微重力环境可成为理想实验条件 为地面疗效受限疾病探索新生物干预手段或药物[1] - 骨骼肌前体细胞实验发现微重力导致细胞迁移受阻 可能引发功能异常并影响骨骼肌再生能力 该研究有助于理解空间微重力导致骨骼肌萎缩的机制[2] 脑科学及器官芯片技术 - 脑类器官芯片实验证实可在轨进行长时间3D培养 神经元迁移速度较地面更快 表明在轨环境能加速3D脑组织细胞运动[2] - 样品返回后将分析与阿尔茨海默病等神经系统疾病的内在关联 通过多组学分析寻找潜在干预靶点[2]

空间生命科学实验进展 - 天舟九号货运飞船于7月15日携带23项科学实验物资上行中国空间站 开展在轨实验 空间生命科学实验已完成在轨任务 为后续研究奠定基础 [1][11] - 实验包括探索微重力对人脑类器官结构功能的影响、骨骼肌前体细胞迁移行为及核酸脂质纳米药物细胞内转运规律 深化生物体生理病理认知 [4] - 科研人员通过生物技术实验柜完成自动培养、显微成像、样品固定等操作 航天员实施在轨取样和存储 样品位于低温存储柜 预计下半年随载人飞船返回地面 [13][15] 微重力环境下的科学发现 - 空间环境下脑细胞移动速度更快 可能促进脑组织细胞成熟或衰老 为阿尔茨海默病等神经系统疾病提供新治疗思路 [2][6] - 骨骼肌前体细胞迁移速度明显变慢 骨骼肌再生时间整体推迟 不利于肌肉修复 [8] - 微重力环境下细胞对核酸药物的摄取效率明显提高 疾病相关蛋白表达水平快速下降 脂代谢疾病药物治疗效果显著提升 [2][8][10] 空间材料科学实验突破 - 中国空间站成功将钨合金加热至超过3100摄氏度 刷新国际空间材料科学实验最高加热温度纪录 [18][24] - 空间站微重力环境使熔融钨形成标准球形 利于精确获取物理化学性质 并避免合金成分分层 实现组织和成分高度均匀 [22] - 该实验验证无容器材料实验柜优异性能 积累超高温材料在轨数据 为钨合金设计及核工业、航空航天领域应用提供理论基础 [26]

发射任务概述 - 俄罗斯联盟21b运载火箭于8月20日从哈萨克斯坦拜科努尔发射场升空 成功将BionM2号生物科学实验卫星送入预定轨道[1] - 此次发射由俄罗斯科学院医学生物学课题研究所主导实施[1] 卫星实验载荷 - 卫星搭载75只小鼠及约1500只果蝇作为主要生物实验对象[1] - 携带细胞培养物 金盏花等植物 植物种子 真菌 地衣 谷物 豆类和经济作物样本等多类型生物标本[1] 轨道特性与任务周期 - 卫星被送入距地表370至380公里的高纬度轨道 轨道倾角较大[1] - 该轨道宇宙辐射水平比国际空间站所在轨道高出约三分之一 地磁环境存在显著差异[1] - 飞行任务计划持续30天 旨在研究高辐射轨道的生物安全性[1] 项目背景与技术积累 - Bion系列是俄罗斯自主研发的专用生物研究航天器[1] - 2013年BionM系列首颗卫星成功发射 曾搭载小鼠 蒙古沙鼠 壁虎 蜗牛等多物种进入太空[1]

技术突破 - 中国科学家利用激光在38万公里外的月球上探测到直径10厘米的角反射器并成功接收回波信号 [1] - 科研团队通过精确测量激光脉冲往返时间计算地月距离 精度较上一代反射器更高 [3][6] - 激光测月试验中发射的上千亿光子仅有极少数返回 团队使用高灵敏度单光子探测器识别微弱信号 [8] 国际地位 - 中国成为全球第四个完成月球激光测距的国家 仅次于法国、德国和美国 [4] - 新一代10厘米孔径实心单体反射器较传统拼接式反射器具有更小反射截面积和更高测量精度 [6] 科研应用 - 角反射器作为宇宙参照物 为研究引力及地月系统演化提供高精度测距数据 [3][10] - 该技术为天琴计划组成部分 将为未来太空引力波探测奠定基础 [10]