国际首次！空间站种出的水稻种子回来了，与地面水稻有这些区别→

12月4日20时09分，神舟十四号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，执行飞行任务的航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲安全顺利出舱，身体状态良好，神舟十四号载人飞行任务取得圆满成功。

科技力量为航天员“回家”保驾护航

12月4日11时01分，神舟十四号载人飞船与空间站组合体成功分离。飞船绕地球飞行5圈后，轨道舱与返回舱成功分离，飞船返回制动发动机点火，返回舱与推进舱分离，飞船再入大气层，在距地面约10千米的高空开伞，最终成功着陆。

开伞

抛防热大底

飞船返回舱着陆反推发动机工作，成功着陆

与神舟十三号相同，神舟十四号乘组采用的也是快速返回的方式回到地球，这让他们的回家路只用了9个多小时。从撤离空间站组合体到最终成功着陆、出舱，航天员的回家路会遇到怎样的难点？又有哪些科技手段为他们保驾护航呢？

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//  完成多次分离 飞船进行自动变轨

航天员的回家之路，第一步就是分离。在这个过程中，载人飞船要和空间站组合体分离，返回舱还要和轨道舱、推进舱分离。在完成分离之后，神舟飞船就要进行自动变轨的动作，它会从400公里高度的圆形轨道，变轨到近地点低于100公里高度的椭圆形轨道，从而为再入大气层做准备。

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//  再入大气层 防热衣抵御高温“烤”验

再入大气层是航天员回家之路上风险最高的一个步骤，再入的过程中，返回舱会和大气层摩擦，产生上千摄氏度的高温，普通材料根本经受不住，这个时候，就需要用到防热衣。

神舟飞船返回舱的防热大底上面可以非常明显地看到蜂窝状的防热材料，这就是它的防热衣，通过燃烧这种防热材料带走热量，从而保证航天员的安全。

航天科技集团五院载人飞船系统总体副主任设计师彭华康介绍道，“高温材料的碳化剥落会带走大量热量，返回舱的动能逐渐变小，它的动能逐渐转化为热量耗散掉，它的速度也由第一宇宙速度，也就是七点几公里每秒的速度，逐渐降低到几百米每秒。”

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// 作好着陆缓冲准备

为了让返回舱平稳的着陆，在距离地面十公里的时候，降落伞会打开，进一步降低返回舱的速度。返回舱的降落伞分为引导伞、减速伞、主伞三顶伞。在整个过程中，为避免过载太大，减速伞和主伞并不能一下子全部打开，要逐渐减速。

同时，发动机也会作好着陆缓冲的准备。

“当返回舱降落到离地面一米左右的时候，着陆反推发动机会工作，它产生一个向上的冲量，进一步使我们返回舱的速度降到1至2米每秒。然后我们舱内又有缓冲的座椅，座椅里面也还有一些缓冲的材料，能够进一步确保返回舱着陆的冲击更小，确保航天员的安全”，彭华康说。

国际上首次在轨获得水稻种子

12月5日，随舱下行的空间站第三批空间科学实验样品交付到科学家手中，据了解，返回的样品包括3个生物样品冷包和1个无容器样品袋，其中3个生物样品冷包装载的是水稻和拟南芥的实验样品，无容器样品袋中为4盒无容器材料实验样品。其中，水稻和拟南芥种子经历了120天的空间培育生长，完成了从种子到种子的发育全过程，是国际上首次在轨获得水稻种子。

之前国际上在空间只完成了拟南芥、油菜、豌豆和小麦从种子到种子的培养，而主要粮食作物水稻，此前尚没有能够在空间完成水稻全生命周期的培养。

在我国空间站生命科学项目中，中国科学院分子植物科学卓越创新中心郑慧琼研究团队承担了“微重力条件下高等植物开花调控的分子机理”，在国际上首次开展了水稻从种子到种子全生命周期培养实验。同时，开花是结种子的前提，研究团队利用模式植物拟南芥，也系统地研究了空间微重力对植物开花的影响。

空间水稻原生稻和再生稻图片，显示空间稻穗与颖壳张开的表型。

从2022年7月29日注入营养液启动实验，至11月25日结束实验，该项目共在轨开展实验120天，完成了拟南芥和水稻种子萌发、幼苗生长、开花结籽全生命周期的培养实验。期间航天员在轨进行了三次样品采集，包括9月21日孕穗期水稻样品采集；10月12日拟南芥开花期样品采集和11月25日水稻和拟南芥种子成熟期样品采集。采集后，开花或孕穗期样品保存于-80℃低温存储柜中，种子成熟期样品保存于4℃低温存储柜。12月4日，样品随神舟十四号返回地面。按计划在北京交接样品后，转运至上海实验室中做进一步检测分析。

水稻在问天舱生命生态实验柜通用生物培养模块中完成从种子到种子全生命周期不同发育阶段代表性图片。图像上的数字表示注入营养液启动实验后的天数。

本次空间项目主要完成的实验内容包括：

（1）在轨完成了水稻从种子萌发、幼苗生长、抽穗和结籽全生命周期的培养实验并通过获取图像进行分析；
（2）完成了剪株后空间再生稻成功培育并结出了成熟的种子（二茬）；
（3）在轨完成拟南芥种子萌发、幼苗生长和不同三个生物钟调控的开花关键基因对空间微重力响应的图像观察分析并在轨采集了样品。

空间再生水稻的过程图像，图中的时间为剪株后的天数。

通过对空间获取的图像分析，并与地面对照比较，研究发现空间微重力对水稻的多种农艺性状，包括株高、分蘖数、生长速率、水分调控、对光反应、开花时间、种子发育过程以及结实率等多方面的影响。实验初步发现：

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水稻的株型在空间变得更为松散，主要是茎叶夹角变大；矮杆水稻变得更矮，高秆水稻的高度没有受到明显的影响。此外，生物钟控制的水稻叶片生长螺旋上升运动在空间更为凸显。

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水稻空间开花时间比地面略有提前，但是，灌浆时间延长了10多天，大部分颖壳不能关闭。开花时间和颖壳闭合均是水稻的重要农艺性状，二者在保障植物充分的生殖生长是获得高产优质种子方面都有重要作用，此过程受到基因表达的调控，后续将利用返回样品进一步分析。

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在空间进行再生稻实验并获得再生稻的种子。从剪株20天后就可以再生出了2个稻穗，说明空间狭小的封闭环境中再生稻是可行的，为空间作物的高效生产提供了新的思路和实验证据。该技术可以大大增加单位体积中的水稻产量，也是国际上首次在空间尝试的再生稻技术。

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首次对空间生物钟调控光周期开花的关键基因进行研究。利用基因突变和转基因的方法，构建了三种不同开花时间的拟南芥，分别是：提前开花，延迟开花和正常开花（野生型），通过对空间拟南芥生长发育的图普观察与分析，发现开花关键基因对微重力的响应与地面有明显的差异，其中在地面提早开花的拟南芥在微重力条件下开花时间也大大的延长。此外，生物钟基因突变后，空间拟南芥的下胚轴过度伸长，说明生物钟基因表达对于维持拟南芥在空间生长的正常形态和适应空间环境非常重要，为今后利用改造开花基因来促进植物适应空间微重力环境提供了新方向。后续研究团队将进一步利用返回材料对拟南芥适应空间环境的分子基础进行深入解析。

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来源：综合中国载人航天工程办公室、央视新闻客户端、《晚间新闻》、中国科学院分子植物科学卓越创新中心