北京时间2024年4月25日20时59分，我国在酒泉卫星发射中心发射神舟十八号载人飞船，发射任务取得圆满成功。上海技物所研制小型受控生命生态实验组件、上行水生支持装置、植物实验单元以及核酸实验单元随飞船升空，将为空间站开展空间先进水生生保系统关键技术研究、微重力环境调控植物干细胞功能和结构的分子网络研究以及蛋白质与核酸共起源及密码子起源的分子进化研究等提供必需装置、实验样品与耗材。
本次即将开展的空间站生命科学实验中，如何在太空实现“养鱼自由”，备受瞩目。让我们走近上海技术物理研究所空间生命科学仪器研制团队，听他们与生命科学空间实验的故事。
上海技物所空间生命科学载荷研制团队正在讨论
开启太空养鱼的项目，要追溯到10年前，当时筹建中国空间站的各项工作都在紧锣密鼓地进行中，上海技物所承担了其中重要的生命生态、生物技术科学实验系统研制。科研人员要实现在一个失重的水族箱里，自动对鱼类喂食、氧气平衡控制、温度控制、光照控制等，模拟出和地面池塘一样的生存环境，金鱼藻在“阳光”下健康生长，鱼儿能在太空中存活并繁殖产卵。LED灯为金鱼藻提供光照并模拟日夜更替，监控摄像机记录鱼的存活状况，配置的水循环系统还可以监测水的pH值、水温、溶解氧、电导率等参数，同时，所有的数据都要传输到地面进行监测和分析。
小型受控生命生态实验组件“提出‘养鱼’科学实验构想的是中国科学院武汉水生所，我们要做的是把这些构想变成现实。”结构工程师田清说，与地面上的鱼缸完全不同，太空鱼缸是密闭的，喂食、捞鱼卵，这些在地面上易如反掌的事，在太空的失重状态下，会变得异常艰难。研制过程中，团队遭遇了诸多困难，很多环节经过了数年反复论证、试验。比如，自动投喂鱼食的设计。
“航天员在空间站里的时间安排非常紧凑，除了空间站日常的维护工作和锻炼身体保持好的状态，他们要做大量的空间实验。靠航天员一天几次投喂鱼食是不现实的，一定要做出自动投喂装置。”田清说，团队首先要解决鱼食的形状问题，颗粒状、木屑状的鱼饲料在太空条件下无法投喂，怎么样才能把鱼食妥妥地送进密闭容器里呢？
30人的团队几番脑力激荡，最后想到了把鱼食做成方便挤进鱼缸的牙膏状。可做出来的膏状鱼食因为加了大量粘稠剂，气味变了，鱼儿压根不吃。团队又和武汉水生所的王高鸿老师一起做了大量的鱼食成分改良试验，最终成功“驯服”鱼儿接受膏状鱼食。
食物的形状解决了，新的问题又来了，怎么送进水族箱？团队先用了弹簧自动弹射的办法，投喂的自动化问题解决了，可装鱼食的“子弹进匣”环节，仍需劳烦航天员动手。他们又试了电梯式旋转送入的方式，定时定量自动投喂，可如此一来就需要把食物预埋进培养盒，限定了实验周期，如果实验进程延长，鱼儿后期有可能会出现没有食物吃的情况，实验的抗风险能力降低。
在将近一年的摸索后，他们终于研制出一套自动监测鱼儿生长变化并自动喂食的智能系统。直至2019年，整个水族箱样品才研制出来，开始做模拟太空环境的养鱼实验。一升多的水，放入适量金鱼藻、两雌两雄4条斑马鱼，那年春节前一周，田清原本打算把实验系统调试平稳后，回老家过年，岂料系统一直不稳定，由于没把准金鱼藻产生氧的规律，水里的溶氧值忽高忽低，鱼儿时不时翻肚子。金鱼藻放多了还是少了？光照强了还是弱了？值班的团队成员一点点地试验，一直摸索到了那年大年初六。
此后一个月，系统逐步稳定。田清和他的伙伴们寸步不离，就这样一直守着这些鱼儿们度过了一个难忘的春节。那年开始，从前没养过鱼的田清，为了观察鱼的习性，更好地调试设计系统，就在家里添置了一个大鱼缸。“地面的模拟实验做得越充分，数据越好，天上的突发状况才会越少。”田清说。
团队里青年骨干还有很多，比如1990年出生的丁昆。他从小喜欢航天，大学本科读了通信专业，2012年考入上海技物所硕博连读，兜兜转转又回到他喜欢的空间科学。他说：“太空养鱼是实现在太空里培养脊椎动物的重大科研项目，是我们国家在这个领域科研‘从0到1’的突破，我能参与其中，多光荣啊。”在他看来，从事空间生命科学仪器设计研究，能帮助科学家实现梦想，看到生命体在天上开花结果，是这项工作的乐趣所在。
上海技物所研制为空间站研制的生命生态和生物技术科学实验系统，要进行植物、动物、细胞等多项生命科学实验。几十年来，该所一直为国家风云气象卫星系列载荷等先进光学遥感仪器研制保驾护航，逐步形成了该所的科研优势。“我们利用了所里的技术优势，借鉴了已有的设计思想，把用在卫星荷载上的核心技术，改造‘嫁接’到太空实验柜上。”这些年，团队经历了从项目论证到关键技术攻关，从产品研制、大系统联调到发射场测发、在轨运控的全周期，队员们感到经验越来越足，成就感满满。
为了实现科学家们的梦想，空间生命科学仪器研制团队不断实践创新，攻坚克难，为打造太空“迷你实验室”付出了智慧与心血。上海技物所空间生命科学仪器研制团队负责人张涛说，未来，“问天舱”要做大量的空间实验，只有研发出更专业、更智能的实验系统，事无巨细、扎实地一点点推进，才能让我国的太空探索更加高效。“太空漫道真如铁”，在人类太空之旅的漫漫征程中，每前进一步，背后都是无数默默无闻者的托举和支撑。
