

周日早晨,Sirisha Bandla 伸进绑在大腿上的一个小袋子,拿出一个装有芥菜科幼苗和化学保鲜剂的塑料管。当她拧动管子一端的旋钮时,保鲜剂就包围了幼苗,使其所有生物活动停止。在接下来的几分钟里,她会在精心选择的几个时刻,对另外两个类似的试管重复这个操作。
如果不是因为非凡的场景,这可能只是一次普通的实验。但作为维珍银河公司政府事务和研究运营副总裁的 Bandla,正飘浮在距离地球表面几十英里的高空,开创一种全新的研究形式。
“我们可能在一两年或十年后回首此事,并说,‘天哪,那是有人第一次在亚轨道空间进行实验吗?我的天,我真不敢相信曾经有过不做这件事的时候,’”佛罗里达大学的生物学家 Rob Ferl 说,他参与了该实验的设计。
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Bandla 在 SpaceShipTwo 飞船上进行了植物实验,该飞船将她和另外三名维珍银河公司的乘客送往太空边缘,这是太空旅游领域的一个里程碑时刻。
维珍银河的首次载人太空飞行包括创始人理查德·布兰森,他比他的亿万富翁竞争对手杰夫·贝佐斯(Jeff Bezos)预计乘坐自己的蓝色起源(Blue Origin)公司“新谢泼德”(New Shepard)火箭进行的第16次发射早九天到达太空。
一些爱好者欢呼这项努力扩大了太空通道,而另一些人则嘲笑这是超级富豪的游乐活动(早期座位售价高达25万美元,买家包括贾斯汀·比伯和凯蒂·佩里)。但随着两位亿万富翁竞相实现亚轨道太空旅游,太空研究人员可能会赢得真正的奖品:有机会亲自进行新型实验。
在飞行前几天,Ferl 和 Anna-Lisa Paul(他们共同经营佛罗里达大学的太空植物实验室)来到新墨西哥州太空美国(Spaceport America)机库的一个临时实验室,为美国国家航空航天局(NASA)资助的实验准备幼苗。他们的首要目标是了解植物是如何在已经适应了地球重力的情况下,初步反应于近乎失重的“微重力”的奇异环境的。
这项实验在三个时间点捕捉了拟南芥(Arabidopsis)植物的基因活动快照:失重开始前、失重中间以及接近尾声时。未来的实验可能会研究植物如何调整其新陈代谢或蛋白质利用来应对失重。
这些问题是标准微重力实验室无法回答的。Ferl 和 Paul 曾将种子送往国际空间站,但那里的植物在完全没有地球引力的情况下度过一生。他们也曾乘坐抛物线“呕吐彗星”航班进行过植物飞行实验,但这些只产生几秒钟的失重。只有像维珍银河现在提供的亚轨道飞行,实验才能探测从地球重力到微重力的过渡,以及持续几分钟的微重力环境。
Ferl 和 Paul 的实验有一个超越植物基因学的第二个目标:测试亚轨道实验程序。例如,他们想了解 Bandla 在两到四分钟的失重期间激活试管需要多长时间,她能携带多少样品,以及她将如何处理它们。这项研究探索了亚轨道研究真正具有变革性的机会,即让科学家们能够更直接地接触自己的实验。
在几乎所有科学领域,研究都是一种亲身实践的体验。气候科学家会前往北极和南极。火山学家会攀登火山,亲身测量熔岩流。海洋生物学家会潜入深海潜艇,观察奇异水下生物的行为。Paul 说:“我们非常习惯科学家们去‘极其危险或极其新颖’的区域工作。”
微重力研究则不同。国际空间站一次只能容纳少数宇航员。他们激活和监测各种实验,而地面研究人员通常会将实验设置得尽可能自动化。这比什么都没有要好得多,而且国际空间站的调查已经产生了大量的科学文献。但是,没有任何计算机程序或机器人能够比得上人的思维和双手。
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Paul 说:“只有人类才能真正决定在何时以何种方式执行实验是正确的。”
还有价格。一个能够确切停止生物体功能的全自动化机器,可能需要数百万美元的开发成本。而维珍银河公司每张票只需几十万美元,开始显得物有所值。
很快,维珍银河不仅会飞行有人工照料的实验,还会飞行由设计者本人照料的实验。去年,NASA 选择阿兰·斯特恩(Alan Stern)——一位备受瞩目的冥王星飞掠任务的首席科学家——通过维珍银河的舷窗测试恒星和其他天体在天文设备中的外观。贝佐斯的竞争对手公司蓝色起源也计划很快将实验发射到亚轨道空间。这些研究最初将包括来自太空植物实验室的自动化实验,Ferl 预计人工操作的调查也将随之而来。
Ferl 说:“我们2021年的真正希望是帮助解锁这两家提供商都能让科学家飞行的能力。这就是为什么[周日的飞行]如此重要。”
对于 Bandla、Branson 和其他机组人员来说,这可能只是几分钟的失重,但这次任务可能是太空研究人员新时代的开端。
Paul 说:“我们正处于进入新常态的前沿,最终这将成为常态。但就目前而言,这仍然是一件新颖而令人兴奋的事情。”
修正于2021年7月15日:本文先前版本错误地拼写了一位生物学家的姓氏。他叫 Rob Ferl,而不是 Fern。