文|動(dòng)脈網(wǎng)
近日，航天員順利進(jìn)入夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙開(kāi)展工作進(jìn)入熱搜。航天器的頻頻升空，不僅是國(guó)力的體現(xiàn)，更推動(dòng)了航天科技的發(fā)展。同時(shí)期，源自太空的微重力實(shí)驗(yàn)室作為一種生命科學(xué)工具出現(xiàn)在人們視野中。
微重力實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚪鉀Q生物制藥研發(fā)過(guò)程中蛋白質(zhì)晶體不純、細(xì)胞3D結(jié)構(gòu)培養(yǎng)等問(wèn)題，有專家認(rèn)為，微重力或許是解決不治之癥的良方。在微重力下，表面張力的影響大為增加，電磁場(chǎng)影響也會(huì)增強(qiáng)，分子間作用力所起的作用更加顯著。
目前，科學(xué)家正在采用多學(xué)科的方法，在有機(jī)體的分子、細(xì)胞、器官系統(tǒng)和整體等各種結(jié)構(gòu)層次上繼續(xù)探索微重力的效用。
那么，藥物開(kāi)發(fā)的微重力實(shí)驗(yàn)環(huán)境從何而來(lái)？微重力實(shí)驗(yàn)室的打造是否具有潛在的市場(chǎng)空間？本文將從微重力實(shí)驗(yàn)室發(fā)展歷程展開(kāi)，盤點(diǎn)全球微重力實(shí)驗(yàn)室發(fā)展?fàn)顩r，分析國(guó)內(nèi)微重力實(shí)驗(yàn)室發(fā)展前景。
微重力實(shí)驗(yàn)室：服務(wù)太空，反哺地球
微重力是指在重力的作用下，系統(tǒng)的表現(xiàn)重量遠(yuǎn)小于其實(shí)際重量的環(huán)境。在太空中，特殊環(huán)境條件有微重力、強(qiáng)輻射、高真空等，其中最為顯著的就是微重力。
在地球上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試時(shí)，某些參數(shù)可以當(dāng)作獨(dú)立的變量，如溫度、基質(zhì)濃度等。這些變量可以改進(jìn)，其對(duì)因變量的影響也可以測(cè)量。然而，重力是個(gè)恒量：在絕大多數(shù)地表上，重力值為9.81m/s2。在藥物開(kāi)發(fā)過(guò)程中，受重力影響下，存在晶體純度不夠、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)排列不均勻、細(xì)胞只能以2D結(jié)構(gòu)培養(yǎng)等問(wèn)題。
在太空中，重力加速度約為1×10-6m/s2 ，也就是微重力。通常來(lái)說(shuō)，微重力引起的可觀測(cè)反應(yīng)可分為直接或間接影響。微重力產(chǎn)生的直接影響有可感覺(jué)到的加速信號(hào)或可測(cè)量到的重力變化、變形（張力、變曲和扭曲）或器官及細(xì)胞器的位移，例如在空間站的宇航員由于下肢骨卸荷，會(huì)引起每月1.7%的骨質(zhì)脫鈣。
另一方面，間接影響是指在產(chǎn)生直接影響之前，微重力所引起的變化。例如在試管液體媒介里，細(xì)菌生長(zhǎng)的細(xì)胞外環(huán)境會(huì)發(fā)生變化，這會(huì)導(dǎo)致對(duì)抗生素的敏感度降低或毒性的增加。這兩方面的影響都可以并已經(jīng)運(yùn)用于藥物開(kāi)發(fā)的新平臺(tái)。
目前，微重力主要被運(yùn)用在以下三個(gè)藥物開(kāi)發(fā)方面。
一是用于預(yù)測(cè)疾病模型的細(xì)胞培養(yǎng)。我們知道，在微重力環(huán)境下，細(xì)胞將被影響而改變其生長(zhǎng)模式。在地球上培養(yǎng)用于觀測(cè)的細(xì)胞，通常以2D結(jié)構(gòu)展開(kāi)，而在微重力環(huán)境下，細(xì)胞能夠以3D結(jié)構(gòu)展開(kāi)，這種3D結(jié)構(gòu)與細(xì)胞在人體中存在的結(jié)構(gòu)一致。
拿癌細(xì)胞進(jìn)行說(shuō)明，癌細(xì)胞在地球上難以攻克的一大原因就在于癌細(xì)胞擴(kuò)散和增長(zhǎng)的臨界點(diǎn)無(wú)法確定。生物醫(yī)學(xué)研究上，癌細(xì)胞感知彼此的唯一方式是通過(guò)機(jī)械力，這些力是在有重力的環(huán)境中進(jìn)化而來(lái)。如果將癌細(xì)胞置于微重力環(huán)境中，研究人員不僅能以3D結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察，重力的缺乏也有希望阻礙癌細(xì)胞分裂和擴(kuò)散。
此外，微重力條件下造血和神經(jīng)干細(xì)胞的研究，有助于了解干細(xì)胞是如何增殖和定向分化的，這可能會(huì)讓治愈白血病和老年癡呆等疾病不再是難題。
二是用于人類器官疾病建模和觀察。開(kāi)發(fā)微型、簡(jiǎn)化版人類器官模型，可以確定一些用于治療的全新藥物。在微重力環(huán)境中，科學(xué)家有希望能夠?qū)⑻囟ǖ某审w干細(xì)胞培育到更成熟的水平——三維結(jié)構(gòu)的類器官。
微重力還會(huì)導(dǎo)致免疫功能障礙、骨質(zhì)流失、心血管失調(diào)和骨骼肌喪失等疾病。對(duì)這些微重力下的疾病研究能夠加快慢性疾病的有關(guān)研究進(jìn)程，有助于分析和測(cè)試加速衰老或疾病模型中的治療方法。
三是直接的藥物研究，分析蛋白質(zhì)和大分子等。通過(guò)將藥物搬到太空進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可能會(huì)取得新突破。許多分子在微重力下能形成更大、組織更好的晶體，這有助于科學(xué)家研究對(duì)健康和疾病重要的分子的功能，例如天然蛋白質(zhì)和激素或藥物。
此外，微重力還可以被運(yùn)用在推進(jìn)流體學(xué)和生物技術(shù)方面。微重力對(duì)流體動(dòng)力學(xué)有重大影響，有助于研究涉及流體的生物醫(yī)學(xué)設(shè)備相關(guān)的復(fù)雜因素——特別是在納米級(jí)。因此，微重力有助于改善藥物輸送系統(tǒng)或醫(yī)療保健診斷工具。
其實(shí)，微重力并不是一個(gè)新鮮事物。早在上世紀(jì)起，各大國(guó)就開(kāi)始為了探索宇宙而對(duì)微重力效應(yīng)進(jìn)行研究。NASA最早開(kāi)展太空制造技術(shù)研究，也是目前取得研究成果最多的機(jī)構(gòu)。我國(guó)是第二個(gè)完成微重力環(huán)境下制造相關(guān)技術(shù)試驗(yàn)驗(yàn)證的國(guó)家，歐洲航空局和俄羅斯聯(lián)邦航空局也在此方面投入大量人力財(cái)力，開(kāi)展了許多相關(guān)研究項(xiàng)目。
近年來(lái)，越來(lái)越多的科研學(xué)者認(rèn)識(shí)到微重力對(duì)科研突破的重要意義。在國(guó)家專利信息系統(tǒng)中進(jìn)行檢索，標(biāo)題或摘要中包含“微重力”的專利數(shù)量從2000年的21項(xiàng)飆升至2022年的1116項(xiàng)（數(shù)據(jù)截至2022年11月1日）。
當(dāng)航空航天技術(shù)發(fā)展到一定地步時(shí)，人們就開(kāi)始思索，這種為太空服務(wù)的技術(shù)是否能夠反饋給地面的人類，滿足人類的需求。換句話說(shuō)，在微重力環(huán)境下做研究，不止為了服務(wù)于太空，更重要的是反哺地球。
上世紀(jì)90年代NASA制定了空間基礎(chǔ)生物學(xué)計(jì)劃（FSB計(jì)劃）以利用創(chuàng)新的生物科技，支持率先將新的發(fā)現(xiàn)應(yīng)用于地球上的發(fā)展和探索。該計(jì)劃將細(xì)胞和分子生物學(xué)、微生物學(xué)、有機(jī)和比較生物學(xué)、發(fā)育生物學(xué)作為研究微重力影響的重要學(xué)科要素。
我國(guó)的相關(guān)研究主要集中在空間蛋白質(zhì)晶體生長(zhǎng)技術(shù)和結(jié)構(gòu)生物學(xué)、空間細(xì)胞和組織培養(yǎng)技術(shù)、空間生物學(xué)效應(yīng)等方面。
這一領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)數(shù)量較多，也有從基礎(chǔ)研究就做到規(guī)?；纳虡I(yè)應(yīng)用。國(guó)際生物制藥巨頭默沙東、禮來(lái)、安進(jìn)、阿斯利康等均利用太空平臺(tái)進(jìn)行商業(yè)研發(fā)，一批初創(chuàng)生物高技術(shù)企業(yè)也加入進(jìn)來(lái)，在生物芯片（類器官）、人造器官（如人造角膜、人造血）、蛋白研究（抗體、酶、結(jié)晶等）、免疫細(xì)胞、癌癥治療、疾病模型等領(lǐng)域形成了活躍產(chǎn)業(yè)。
生物回轉(zhuǎn)器：發(fā)展較為成熟的微重力模擬裝置
當(dāng)然，這些研究首先需要的就是微重力環(huán)境。進(jìn)入太空之前，人們需要對(duì)太空環(huán)境進(jìn)行研究，地面微重力模擬就成為必要方式。
一般來(lái)說(shuō)，微重力效應(yīng)會(huì)在幾個(gè)場(chǎng)景中誕生。一是落塔，世界各國(guó)都有建造產(chǎn)生微重力效應(yīng)的落塔，我國(guó)北京海淀區(qū)也有一座高40米的落塔；二是拋物線飛行，能夠產(chǎn)生20秒的微重力效應(yīng)。這兩種方式微重力效應(yīng)持續(xù)時(shí)間短，難以展開(kāi)生物學(xué)微重力試驗(yàn)。
因此，還有兩種正在發(fā)展的不完整的微重力地面模擬方法，一是磁懸浮，二是生物回轉(zhuǎn)器。
相對(duì)而言，生物回轉(zhuǎn)器是發(fā)展較為成熟的微重力模擬裝置。
借助生物回轉(zhuǎn)器的轉(zhuǎn)動(dòng)，作用于物體上的重力方向不斷改變，使生物體來(lái)不及感受重力的作用，其結(jié)果就像沒(méi)有受到重力影響一樣，產(chǎn)生類似于微重力環(huán)境下的現(xiàn)象。
按照轉(zhuǎn)速分類，目前生物回轉(zhuǎn)器多為單軸，僅NASA和澳洲創(chuàng)業(yè)公司Firefly Biotech宣布開(kāi)發(fā)出雙軸生物回轉(zhuǎn)器。目前，利用生物回轉(zhuǎn)器模擬微重力進(jìn)行地面細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)已經(jīng)大范圍展開(kāi)。
但是，地面模擬微重力與天然微重力并不完全相同，嚴(yán)格意義上說(shuō)，回轉(zhuǎn)器并不能“模擬”微重力，但可能模擬微重力的部分效應(yīng)，例如使細(xì)胞對(duì)重力矢量方向紊亂?？臻g問(wèn)題是復(fù)雜多變的，實(shí)驗(yàn)結(jié)果也受到更多因素的影響。
生物載荷裝置：更完美的微重力實(shí)驗(yàn)環(huán)境
近十年的研究表明，微重力的影響十分廣泛。重力不僅能在整體水平上、而且必定能在細(xì)胞水平上影響生命過(guò)程。空間飛行對(duì)人類淋巴細(xì)胞、肺的胚細(xì)胞系以及其他類型的細(xì)胞生理的廣泛影響已被證實(shí)，其影響包括繁殖的改變、基因表達(dá)的改變、細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)的改變、形態(tài)改變、能量代謝改變等。
在自然的空間微重力條件下，由于重力引起的沉降和對(duì)流趨于消失，細(xì)胞的真正三維生長(zhǎng)、正常分化和高密度培養(yǎng)得到了良好的環(huán)境條件，不僅有利于提高介質(zhì)的利用率和單位容積的產(chǎn)量，也有利于獲得更加均勻、純凈的培養(yǎng)產(chǎn)物。這些條件，都是地面模擬微重力效應(yīng)不能完美達(dá)到的。
而且，自然的微重力環(huán)境中，輻射也是其中一項(xiàng)變量。在太空輻射的影響下，細(xì)胞的DNA會(huì)改變而具備新的特性和能力。因而，對(duì)于借助微生物以及動(dòng)植物細(xì)胞、組織或個(gè)體來(lái)制備藥物，利用太空輻射誘發(fā)特定基因的損傷或突變，可能會(huì)獲得更健壯的生物生產(chǎn)體系，進(jìn)而提高藥物產(chǎn)量，甚至得到地面難以制備的候選藥物。
不同微重力產(chǎn)生方式
基于這些條件，蛋白質(zhì)結(jié)晶、細(xì)胞培養(yǎng)、生物分離成為了國(guó)際上看好的三大空間生物技術(shù)，同時(shí)也是空間生命科學(xué)研究和空間生物加工的重要組成部分。要實(shí)現(xiàn)這些空間生物技術(shù)，需要到真正自然的、適合的微重力環(huán)境中去。
那么，要如何到真正自然的、適合的微重力環(huán)境中去？
生物載荷成為解題的關(guān)鍵。拿軟件舉例，音樂(lè)軟件搭載并播放音樂(lè)，視頻軟件搭載并播放視頻，生物載荷則用來(lái)搭載生物科學(xué)研究。
生物載荷裝置的功能是服務(wù)于生物樣本、生物體。生物樣本或生物體都是有活性的，生物載荷裝置的作用就是保證生物樣本或生物體在空間微重力環(huán)境下仍可以正常存活，提供給它們所需要的環(huán)境，比如適宜的溫度、壓力以及相應(yīng)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)供給與廢物處理等。
到了實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，有的生物載荷裝置能夠調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)條件、搭載信息監(jiān)測(cè)與記錄功能，保障實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行和數(shù)據(jù)收集。
生物載荷是目前商業(yè)航天最具備發(fā)展前景和可操作性的應(yīng)用領(lǐng)域。根據(jù)麥肯錫全球研究所調(diào)查，國(guó)際空間站上目前完成的超 3000 項(xiàng)試驗(yàn)業(yè)務(wù)中，生物醫(yī)藥領(lǐng)域占比高達(dá) 60% 以上。
常見(jiàn)的生物載荷裝置有空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)室、生物衛(wèi)星、生物火箭（亞軌道太空飛行）等。
空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)室是一種隨火箭發(fā)射送入空間站進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的載體，一般搭載內(nèi)置飛行算法、溫度控制、照明和顯微鏡等設(shè)備，滿足不同實(shí)驗(yàn)的需要。這種空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)室一般由提供商提供輔助實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、有效載荷組裝以及全套成功發(fā)射的設(shè)備和能力，交付空間站由宇航員進(jìn)行操作實(shí)驗(yàn)或自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)。
各空間站也具備自己的空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)室（柜），由航空中心自行研發(fā)，供給直接交付空間站的實(shí)驗(yàn)對(duì)象。目前，“天宮”空間站已配備8個(gè)空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜。
空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)室有搭載于空間站的，也有搭載于生物衛(wèi)星和火箭等不同的航天器設(shè)備上的，其類型和設(shè)計(jì)較為豐富。
生物衛(wèi)星是一種用于生物學(xué)實(shí)驗(yàn)與研究的人造地球衛(wèi)星，是進(jìn)行空間生命科學(xué)研究的科學(xué)衛(wèi)星。生物衛(wèi)星一般包括服務(wù)艙和返回艙，服務(wù)艙內(nèi)裝有衛(wèi)星的姿態(tài)控制系統(tǒng)、電源系統(tǒng)和其他保證衛(wèi)星正常工作的設(shè)備。返回艙相當(dāng)于無(wú)人空間生物實(shí)驗(yàn)室，裝有實(shí)驗(yàn)生物樣本、記錄儀器，在軌實(shí)驗(yàn)后攜樣品返回地面。
生物火箭（亞軌道太空飛行）將實(shí)驗(yàn)生物送入高空，研究超重、失重、高空彈射、宇宙輻射等因素對(duì)生物機(jī)體主要生理功能的影響。
在藥物開(kāi)發(fā)中，生物回轉(zhuǎn)器、空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)室和生物衛(wèi)星是主要利用的微重力實(shí)驗(yàn)裝置，其中，空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)室和生物衛(wèi)星因其能夠?qū)崿F(xiàn)在軌飛行——從而達(dá)到真正的微重力環(huán)境，具有生物回轉(zhuǎn)器不可比擬的優(yōu)勢(shì)。
多與各國(guó)航天局合作，國(guó)外創(chuàng)新企業(yè)居多
在微重力實(shí)驗(yàn)室的打造中，大部分項(xiàng)目首先由航天局牽頭或合作，高校科研機(jī)構(gòu)提供技術(shù)支持。隨著NASA低地球軌道經(jīng)濟(jì)計(jì)劃的推出，國(guó)外創(chuàng)新企業(yè)如雨后春筍般相繼成立，致力于提供一種或多種形式的微重力實(shí)驗(yàn)室。而在國(guó)內(nèi)，該項(xiàng)目還處于孵化階段，尚未形成規(guī)模化效應(yīng)。
注：本表格篩選標(biāo)準(zhǔn)為完成一次生物醫(yī)藥領(lǐng)域微重力實(shí)驗(yàn)或已有公布的生物醫(yī)藥領(lǐng)域微重力實(shí)驗(yàn)室設(shè)備
現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室以生物載荷為主，地面模擬技術(shù)不斷進(jìn)步
部分微重力實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)發(fā)來(lái)自于商業(yè)航天公司的子項(xiàng)目，大部分的公司都與航天局合作共同開(kāi)發(fā)生物載荷類微重力實(shí)驗(yàn)室。
而在微重力地面模擬方面，也有部分公司繼續(xù)進(jìn)行探索。加拿大SimulTek就號(hào)稱可以模擬高真空、紫外線輻射等太空環(huán)境，更加接近空間站實(shí)驗(yàn)環(huán)境；澳大利亞Firefly Biotech也宣布開(kāi)發(fā)出雙軸生物回轉(zhuǎn)器，以更高轉(zhuǎn)速模擬微重力實(shí)驗(yàn)環(huán)境。
Firefly Biotech、Space Tango、SpacePharma已在動(dòng)脈網(wǎng)之前的space medicine系列文章中做過(guò)詳細(xì)介紹，我們這里首先要補(bǔ)充介紹的是創(chuàng)立于2019年的德國(guó)公司YURI。
YURI提供全部7種類型的微重力實(shí)驗(yàn)室，供給藥物開(kāi)發(fā)、生物技術(shù)、農(nóng)業(yè)和材料科學(xué)等領(lǐng)域進(jìn)行科學(xué)研究。其代表性的ScienceTaxi空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)室，包含多達(dá)44個(gè)實(shí)驗(yàn)單元，適用于軌道、亞軌道和拋物線平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)記錄。
YURI開(kāi)發(fā)的Clinostat生物回轉(zhuǎn)器，能夠支持45個(gè)樣本同時(shí)進(jìn)行。通過(guò)計(jì)算實(shí)驗(yàn)最佳轉(zhuǎn)速，提供多重重力選擇（包括微重力、火星重力和月球重力）。
最特別的是，YURI針對(duì)不同實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，開(kāi)發(fā)出不同的配套實(shí)驗(yàn)硬件。通過(guò)YURI進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，研究人員可以在線定制實(shí)驗(yàn)參數(shù)，選擇適合于實(shí)驗(yàn)的細(xì)胞、晶體、植物、果蠅或魚(yú)類實(shí)驗(yàn)硬件，如果沒(méi)有適用的已有硬件，YURI還可根據(jù)實(shí)驗(yàn)定制硬件。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，YURI會(huì)將數(shù)據(jù)分析和樣本一同返還給研究人員進(jìn)行研究。
第二個(gè)要重點(diǎn)介紹的是目前涉及該領(lǐng)域業(yè)務(wù)唯一一家上市公司Redwire Space。Redwire由私募股權(quán)公司AE industrial Partners 成立，之后一直進(jìn)行穩(wěn)步收購(gòu)。Redwire首先收購(gòu)了衛(wèi)星部件業(yè)務(wù)Adcole Space和航空航天公司Deep Space Systems，然后收購(gòu)了3D打印專家Made In Space。
之后，該集團(tuán)還收購(gòu)了衛(wèi)星技術(shù)公司Roccor，工程服務(wù)LoadPath，模塊化航天器制造商Oakman Aerospace和衛(wèi)星機(jī)制公司Deployable Space Systems。根據(jù)Redwire的說(shuō)法，合并后的管理團(tuán)隊(duì)總共帶來(lái)了50多年的太空經(jīng)驗(yàn)，執(zhí)行了150多項(xiàng)任務(wù)。通過(guò)并購(gòu)，Redwire成功棲身頭部商業(yè)航空企業(yè)，積極開(kāi)展各項(xiàng)任務(wù)，空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)室便是其中一個(gè)項(xiàng)目。
Varda Space Industries是由SpaceX聯(lián)合Peter Thiel的創(chuàng)始人基金共同創(chuàng)立的公司，其任務(wù)是建立一個(gè)“太空工廠”。依托于SpaceX的航天經(jīng)驗(yàn)，Varda Space 已經(jīng)獲得超5000萬(wàn)美元的融資，而支持微重力實(shí)驗(yàn)研究的生物衛(wèi)星是其“太空工廠”布局的中重點(diǎn)之一。
國(guó)內(nèi)一家名叫火箭派的公司也致力于生物載荷裝置和相關(guān)航天器開(kāi)發(fā)。
2021年底，火箭派公司發(fā)射我國(guó)首個(gè)商業(yè)航天生物載荷裝置——“火種一號(hào)”?！盎鸱N一號(hào)”旨在為近地生命科學(xué)探索、航天生物醫(yī)藥研究、生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)等提供微重力服務(wù)和商業(yè)化解決方案，可被應(yīng)用于微重力細(xì)胞形態(tài)學(xué)觀察、PCR、在軌檢測(cè)等領(lǐng)域。
“火種一號(hào)”是火箭派打造空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)室的第一步，2022年，火箭派計(jì)劃完成六次以上的空間實(shí)驗(yàn)發(fā)射任務(wù)，包括其計(jì)劃中的“火種二號(hào)”——支持細(xì)胞生態(tài)學(xué)相關(guān)研究。
在空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)室之外，火箭派繼續(xù)開(kāi)發(fā)生物衛(wèi)星系列產(chǎn)品。“火炬一號(hào)”衛(wèi)星支持長(zhǎng)期在軌飛行，為微重力生命科學(xué)研發(fā)提供微重力、常溫常壓的研發(fā)試驗(yàn)環(huán)境，可以應(yīng)用微重力細(xì)胞形態(tài)學(xué)研發(fā)、微重力分子生物學(xué)研發(fā)等。
基于火箭派“星箭一體化”的理念，“達(dá)爾文二號(hào)”作為其發(fā)射火箭平臺(tái)也在開(kāi)發(fā)計(jì)劃中?！斑_(dá)爾文二號(hào)”能夠承擔(dān)生物載荷的發(fā)射任務(wù)（包括空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)室和生物衛(wèi)星），其LEO最大運(yùn)載能力達(dá)到500kg，計(jì)劃將于2023年首飛。
火箭派作為國(guó)內(nèi)領(lǐng)銜搭建生物微重力研究平臺(tái)的企業(yè)，圍繞“需求定義載荷，載荷定義火箭”的市場(chǎng)化戰(zhàn)略，將空間生物試驗(yàn)作為其商業(yè)化的抓手，構(gòu)建系統(tǒng)性航天發(fā)射和在軌服務(wù)能力。通過(guò)運(yùn)載火箭可回收、衛(wèi)星可返回、載荷裝置可重復(fù)試用等方式提升發(fā)射效率。
微重力實(shí)驗(yàn)室市場(chǎng)空白較大
2022年11月，“天宮”實(shí)驗(yàn)艙“夢(mèng)天”已成功完成轉(zhuǎn)位，我國(guó)空間站“T”字基本結(jié)構(gòu)已安裝完成。在“天宮”中，有一個(gè)面向于空間生命科學(xué)研究的實(shí)驗(yàn)艙——“問(wèn)天”，此前的統(tǒng)計(jì)中，生物醫(yī)藥領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)也占到空間實(shí)驗(yàn)的六成。隨著空間站的逐步建成，相信在不遠(yuǎn)的未來(lái)，微重力實(shí)驗(yàn)會(huì)成為一種無(wú)法忽視的實(shí)驗(yàn)方式。
盡管微重力實(shí)驗(yàn)的市場(chǎng)前景逐漸明朗，但我國(guó)致力于打造微重力實(shí)驗(yàn)室的企業(yè)較少，目前的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)空白較大。
自2015年以來(lái)，我國(guó)商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)正在經(jīng)歷高速發(fā)展。據(jù)艾媒咨詢數(shù)據(jù)，我國(guó)商業(yè)航天市場(chǎng)2017年至2021年增長(zhǎng)率保持在20%以上，預(yù)計(jì)2024年商業(yè)航天市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)23382億元。
截至2020年底，已注冊(cè)商業(yè)航天相關(guān)企業(yè)161家，其中衛(wèi)星制造相關(guān)企業(yè)48家、衛(wèi)星發(fā)射服務(wù)相關(guān)企業(yè)81家、衛(wèi)星應(yīng)用相關(guān)企業(yè)32家，全年行業(yè)融資金額達(dá)到103.69億元。
在海外市場(chǎng)中，無(wú)論是地面模擬微重力裝置還是生物載荷，產(chǎn)品種類較多，與各國(guó)航天局緊密聯(lián)系，已經(jīng)開(kāi)始形成競(jìng)爭(zhēng)格局。但是國(guó)內(nèi)，致力于微重力實(shí)驗(yàn)室的方案和產(chǎn)品較少，市場(chǎng)空白較大。
究其原因，一是航天從業(yè)人員對(duì)可能應(yīng)用的生命科學(xué)領(lǐng)域不夠了解，而生命科學(xué)行業(yè)內(nèi)對(duì)微重力相關(guān)實(shí)驗(yàn)也缺乏完整的認(rèn)知，兩端人員缺少深度了解和有效的連接方式。過(guò)去，由于“沃爾夫”條款的封鎖，我國(guó)空間科學(xué)領(lǐng)域發(fā)展受到阻攔，微重力相關(guān)研究也幾乎停滯，間接導(dǎo)致市場(chǎng)認(rèn)知不夠。
二是部分創(chuàng)業(yè)者認(rèn)為行業(yè)阻力較大。我國(guó)第一批商業(yè)航空公司藍(lán)箭航天，作為國(guó)內(nèi)第一家取得全部準(zhǔn)入資質(zhì)的民營(yíng)運(yùn)載火箭企業(yè)，在成立第三年才獲得保密資質(zhì)可以申請(qǐng)火箭發(fā)射許可。
2021年，《第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》指出，要打造全球覆蓋、高效運(yùn)行的通信、遙感空間基礎(chǔ)設(shè)施，建設(shè)商業(yè)航天發(fā)射場(chǎng)，切實(shí)解決商業(yè)航天火箭發(fā)射場(chǎng)地的重要問(wèn)題。
同年發(fā)布的航天白皮書也指出，“未來(lái)五年，中國(guó)將利用天宮空間站、“嫦娥”系列探測(cè)器、“天問(wèn)一號(hào)”探測(cè)器等空間實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，開(kāi)展空間環(huán)境下的生物、生命、醫(yī)學(xué)、材料等方面的實(shí)驗(yàn)和研究。
隨著“天宮”空間站的落成，國(guó)內(nèi)也有企業(yè)慢慢入局，市場(chǎng)認(rèn)知也會(huì)不斷加深，微重力實(shí)驗(yàn)室或許會(huì)成為下一個(gè)生命科學(xué)工具的風(fēng)口。