德國《商報》網(wǎng)站1月23日發(fā)表文章稱，科學(xué)家正在讓太空發(fā)揮其優(yōu)勢，失重和輻射有望使科學(xué)研究實現(xiàn)一次技術(shù)飛躍。全文摘編如下：
失重有利培育類器官
在太空中用干細胞培育器官，這聽起來像是一個奇怪的構(gòu)想。但大批科學(xué)家正在非常深入和認真地研究這一課題，因為細胞在失重狀態(tài)下可以更好、更快地發(fā)育。
該領(lǐng)域的先驅(qū)是來自瑞士蘇黎世大學(xué)的德國人奧利弗·烏爾里希和科拉·蒂爾。烏爾里希是醫(yī)生，蒂爾則是一位微生物學(xué)家，兩人正在國際空間站培育大小以毫米計的細胞群，即所謂的類器官。烏爾里希說：“如果沒有骨架，它們根本無法在地球上生長。”
制藥公司對類器官非常感興趣。在人體組織上測試活性成分和藥物比在動物身上測試效果要好得多。也可以從這些細胞中培育出用于修復(fù)受損器官的組織，甚至是整個器官。太空和生物技術(shù)初創(chuàng)企業(yè)德國尤里公司的聯(lián)合創(chuàng)始人、首席商務(wù)官馬克·庫格爾說：“未來，人們可以讓心臟在太空中生長。”
失重不僅有利于細胞生長，還能提升蛋白質(zhì)結(jié)晶的精確度和優(yōu)化基因測序程序，這些是藥物研究中的關(guān)鍵過程。在太空中也可以制造質(zhì)量更高的半導(dǎo)體和玻璃纖維。此外，科學(xué)家還利用宇宙輻射使水稻、小麥或葡萄藤發(fā)生變異，提高其抗病能力。
競相建設(shè)新空間設(shè)施
科學(xué)家正在讓生存條件惡劣的太空發(fā)揮其優(yōu)勢。失重和輻射有望使科學(xué)研究實現(xiàn)一次技術(shù)飛躍，就像冷卻系統(tǒng)曾推動醫(yī)學(xué)和生物學(xué)大發(fā)展一樣。波蘭國家核研究中心的天體物理學(xué)家阿格涅什卡·波洛說：“我們需要更多的空間站。”
然而到目前為止，進入太空既困難又昂貴，國際空間站的實驗室一席難求。國際空間站首次使空間合作研究成為可能，迄今已有超過3000項實驗在那里進行。但國際空間站可能將于2030年退役。
中國、印度和俄羅斯已在各自建設(shè)或規(guī)劃空間站，歐洲航天局也是如此。此外還有美國阿克肖姆航天、山脈航天、納諾拉克斯等公司的項目。航天領(lǐng)域正朝著日益私營化和投資者支持的供應(yīng)商日益增多的方向發(fā)展，因此火箭發(fā)射和衛(wèi)星的價格不斷下降。
細胞在太空中能良好生長，這可以帶來巨大進步。庫格爾希望能在10年內(nèi)生產(chǎn)整個器官，即“來自太空的心臟”。2021年夏季，德國默克集團前首席執(zhí)行官斯特凡·奧施曼以風(fēng)險投資人的身份加入尤里公司。他說：“發(fā)展太空生物技術(shù)的想法極其迷人。”
市場逐漸擁擠起來，這里不僅有初創(chuàng)公司，也有成熟的企業(yè)。成立于2009年的納諾拉克斯公司正與美國洛克希德-馬丁公司、旅行者航天公司一起建造星辰實驗室，作為國際空間站的后繼者。這幾家公司從美國國家航空航天局(NASA)獲得了1.6億美元資金，星辰實驗室計劃在2027年投入運營。
NASA還與山脈航天和藍色起源公司簽訂了合同。后者是亞馬遜創(chuàng)始人杰夫·貝索斯成立的太空公司。它們將在波音公司等合作伙伴的幫助下在近地軌道建立“軌道礁”空間站。這個多用途項目將從2030年開始為研究人員提供實驗室，并接待游客。
更早得到使用的將是無人太空艙。美國瓦爾達航天工業(yè)公司是這方面領(lǐng)先的初創(chuàng)公司之一。該公司希望在太空中建造首個計算機芯片生產(chǎn)設(shè)施。
瓦爾達航天工業(yè)公司首席執(zhí)行官威爾·布呂埃曾是太空探索技術(shù)公司的高級雇員。他說，太空中的失重和無塵狀態(tài)為制造高精度和高質(zhì)量的計算機芯片提供了理想環(huán)境。該公司計劃在2023年將首個基于衛(wèi)星的生產(chǎn)設(shè)施送入地球軌道。它將在那里停留3個月，然后攜帶半導(dǎo)體成品返回地球。
探索公司負責(zé)人埃萊娜·于比認為，在太空中建立這樣的生產(chǎn)設(shè)施很大膽。在她看來，自動化的實驗飛船是更現(xiàn)實的選項，因為經(jīng)濟領(lǐng)域?qū)@種飛船的需求很大。
探索公司希望2024年在太空中測試“妮克絲”飛船，然后在2026年完成首批客戶訂單。到那時，研究項目的成本將大幅降低。向太空中運送1公斤貨物只需花費2萬歐元。
于比說：“一個新時代正在來臨。”如果探索公司能實現(xiàn)其計劃，對該公司和科學(xué)界來說都將是一個了不起的成就。“妮克絲”飛船重約7噸，其中4噸是“有效載荷”。
優(yōu)化蛋白質(zhì)結(jié)晶過程
另一個重要的太空研究領(lǐng)域是蛋白質(zhì)結(jié)晶。對人體的許多基本功能(例如氧氣和營養(yǎng)的供給)而言，蛋白質(zhì)是不可或缺的，肌肉也由蛋白質(zhì)組成。此外，正確測定血液中的蛋白質(zhì)有助于診斷阿爾茨海默病、帕金森病或囊性纖維化等疾病。
科學(xué)家使用X射線來測定蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)。但射線只會在晶體結(jié)構(gòu)上發(fā)生衍射，因此研究人員必須在蛋白質(zhì)周圍構(gòu)建晶體。但重力會導(dǎo)致晶格變形。制藥公司和科學(xué)家一直嘗試用粒子加速器來消除重力影響。
在太空的失重環(huán)境下，晶體生長得更好、更純凈，測得的結(jié)構(gòu)更精確。這一點除在疾病診斷方面具備優(yōu)勢外，還可以改善和加速藥物研究。
