神舟二十一号载人飞船已定于2025年10月31日23:44出征太空。此次任务的航天员乘组由张陆、武飞、张洪章三人组成，由张陆担任指令长。但与3名航天员同时出发的还有4只啮齿类动物——两雌两雄4只小鼠。

这是我国空间站首次迎来的啮齿类哺乳动物实验对象，它们承载着解开空间生命科学关键谜题的使命。待在实验结束后，它们还将随飞船返回地面继续由相关科学家进行研究，成为探索“太空如何改变生命”的重要线索载体。

实验设计：瞄准空间生命科学核心难题

神舟二十一号搭载的小鼠实验，是一套经过精密设计的科学研究方案。从实验对象选择到在轨操作，每一步都围绕“揭示空间环境对生命的影响”展开。

实验选用两对雌雄健康小鼠，是为通过小样本动态观察了解其生命特性，避免个体差异干扰。

在轨期间，航天员将依托天舟九号货运飞船提前送达的“哺乳动物饲养装置”，为小鼠提供稳定的生存环境——该装置集成了饲料自动供应、饮用水循环、排泄物收集系统，甚至专门设计了类似“弹簧躲避笼”的减压空间，模拟小鼠自然生存中的“钻洞”习性，减少太空飞行初期的应激反应。

此次小鼠太空生存实验分为两个阶段：在轨阶段重点通过实时成像设备观察小鼠在失重、密闭环境下的行为模式，比如活动频率、社交互动、昼夜节律变化等；返回地面后，则通过观察和后续解剖分析小鼠的心脏、骨骼、肌肉、神经系统等多组织器官，探索空间环境（尤其是微重力和宇宙辐射）引发的应激响应与适应性变化规律。

这种“在轨观察+地面解剖”的组合，能完整还原空间环境对生命从“行为表现”到“分子机制”的影响链条。

关键谜题：破解空间生命适应的底层逻辑

就此次实验的目的来看，瞄准的实为生命在太空环境下长期生存的三大核心谜题，如下：

谜题1：微重力如何重塑生物行为与器官功能？

微重力是太空环境最显著的特征，也是对生命影响最直接的因素。过往人类宇航员在轨驻留时，由于环境和地面很不相同，活动量相对也少，多数会出现肌肉萎缩、骨密度流失、心血管功能紊乱等问题，但由于人类实验样本有限、个体差异大，难以深入解析“从行为到器官”的关联机制。

小鼠作为与人类基因同源性高达85%的模式生物，是一种理想的研究载体。此次实验重点观察的“行为模式变化”，正是器官功能改变的“外在信号”——比如小鼠若出现活动量骤减，可能与肌肉力量下降或前庭系统（维持平衡）适应有关；若昼夜节律紊乱，则可能反映太空环境对神经系统生物钟的干扰。

而返回后的器官解剖，将进一步验证“行为变化”背后的生理机制：比如骨骼中成骨细胞活性是否降低、心肌细胞是否出现结构重塑、大脑内与应激相关的激素水平是否异常等。

这一研究的价值在于，若能明确“微重力→行为变化→器官损伤”的因果链条，未来可针对性研发生命体防护措施——比如设计特定的太空运动方案，或开发能调节生物钟的药物，为人类长期驻留太空、月球、火星等提供健康保障。

谜题2：密闭环境与宇宙辐射的“叠加效应”如何影响生命应激系统？

空间站作为密闭生态系统，不仅存在微重力，还伴随宇宙辐射（如高能质子、重离子）和环境压力（如二氧化碳浓度、温度波动）。这些因素产生的“叠加效应”，对生命应激系统的影响远复杂于单一因素，但此前国内外研究多聚焦于单一因素，缺乏综合环境下的实验数据。

此次小鼠太空生存实验的“密闭环境”设计，正是模拟未来长期太空探索的真实场景。小鼠的应激响应（如肾上腺激素分泌、免疫系统活性变化），将反映身体对“多重压力”的适应能力——若小鼠出现免疫功能下降，可能意味着密闭环境与辐射共同削弱了免疫防线；若出现氧化应激水平升高，则提示细胞可能受到辐射损伤。

这些数据将帮助相关科研人员量化“多重空间因素”的危害程度，为空间站环境控制、辐射防护装置升级提供依据。

值得注意的是，此次实验选用的小鼠为黑色品系，皮肤色素含量较高，这一选择并非偶然——色素对宇宙辐射有一定屏蔽作用，实验结果可对比过往白色小鼠（色素少）的辐射耐受数据，进一步解析“生物自身防护机制”与“外部环境压力”的关系和相互作用。

谜题3：空间环境是否改变生物分子的“手性选择”？

据报道，除了小鼠实验，神舟二十一号还同步开展“空间环境下遗传密码起源与手性的关系”项目，可与小鼠实验形成“宏观-微观”互补。

“手性”是生物分子的基本特征——比如构成蛋白质的氨基酸多为“左旋”，构成核酸的核苷多为“右旋”，这种“同手性”是生命起源的关键谜题之一。

比如，地球重力环境是否影响了生物分子的“手性选择”？太空微重力环境能否打破这种选择规律？这一问题不仅关乎生命起源的认知，也会影响太空制药、空间合成生物学的发展，有医药学家认为若能在太空合成“右旋氨基酸”，可能开发出地球上无法生产的新型药物。

通过探索“氨基酸-核苷的手性组合规律”，便能试图验证“重力环境是生物分子同手性起源的关键因素”这一假说。而小鼠实验的分子层面分析（如器官中蛋白质的手性是否发生微小变化），则能从“宏观生物”角度呼应这一微观研究，形成“分子-细胞-器官-个体”的完整证据链，推动人类对生命起源与太空生命适应的认知突破。

可见，这次的小鼠太空生存实验，既是当前空间生命科学的研究空白，也为未来人类长期太空探索提供关键支撑，也可为人类在月球和火星等的外星生存探路！

中外对比：从“单一实验”到“系统研究”的跨越

回顾国内外太空动物实验史，此次神舟二十一号小鼠实验标志着中国空间生命科学研究从“跟随”走向“引领”，在实验设计与研究深度上实现关键突破。

早在上世纪50年代，苏联就将犬（如“莱卡”）送入太空，美国则在60年代用猴子、小鼠开展实验，但早期实验多聚焦于“生命能否在太空存活”这种简单的生存可能性探索，比如验证飞船生命保障系统的可靠性，对“空间环境如何影响生命”的研究较浅。

2003年时，美国航天飞机曾搭载小鼠开展“微重力对骨骼影响”实验，首次深入器官层面，但样本仅2只，且未涉及返回后的解剖分析；2018年时，俄罗斯“联盟号”搭载小鼠在轨驻留30天，重点研究肌肉萎缩，但未结合密闭环境与辐射的综合影响。美国2024年也开展了“太空小鼠实验”，虽也涉及返回解剖，但未与人类航天员任务同步，缺乏这种“跨物种对比”的研究价值。

相比之前国外的生物太空生存实验，我国的太空动物实验则不断地实现“阶梯式突破”：2016年神舟十一号搭载了果蝇，探索微重力对昆虫发育的影响；2021年天和核心舱则搭载线虫，解析分子层面的适应机制。2024年，来自武汉的4尾斑马鱼“乘坐”神舟十八号进入空间站，研究水生生物的太空生存状态和生理变化。

此次小鼠实验，首次实现“模式生物+在轨饲养+返回解剖+多因素研究”的系统设计，在样本多样性、实验周期、研究维度上均超越过往，其独特优势在于“与人类航天任务深度融合”，能更精准地将动物实验结果转化为人类防护方案。

现实意义：为人类太空探索筑牢“生命安全线”

此次小鼠实验的价值，不仅在于解答科学谜题，更直接服务于未来人类太空探索的现实需求。从短期来看，实验结果将为中国空间站后续的“空间生命科学平台”建设提供依据——比如根据小鼠饲养过程中发现的问题，优化未来大型动物（如兔子、小型猪）的在轨饲养装置；根据辐射对小鼠的影响数据，升级空间站的辐射防护屏蔽层。

从长期来看，这一研究将为太空旅行、深空空间站长期驻守，“月球基地”和“火星探测”等深空任务奠定基础。此次实验揭示的“微重力-器官适应”机制，可指导火星基地设计“人工重力舱”；而“密闭环境应激响应”数据，能帮助优化火星舱内的生态循环系统，减少宇航员的心理与生理压力。

此外，实验还将推动空间生物技术的产业化应用。比如若发现太空环境能改变某些生物分子的结构，可能开发出“太空制药”新方向——过往研究已发现，在微重力下合成的蛋白质晶体更纯净，而此次实验若发现“手性分子”的新变化，可能为药物、罕见病药物的研发提供新路径。

“小鼠航天员”的太空之旅，开启空间生命研究新篇

4只小鼠的太空之旅，看似平凡，却承载着人类探索宇宙与生命奥秘的宏大目标。从“莱卡”犬首次踏入太空，到如今中国小鼠开展系统性科学实验，人类对“太空与生命”关系的认知，正从“生存验证”走向“机制解析”。

当这4只小鼠返回地面时，它们带回的不仅是自身的生理数据，更是人类破解“太空生命适应谜题”的关键钥匙——而这把钥匙，终将为人类走向更远的宇宙，打开“生命安全”的大门。

消息来源：《光明网》10月30日报道《4只小鼠将上太空！神二十一乘组将首次在轨实施啮齿类哺乳动物空间科学实验》

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