不同于国际空间站里线缆管路杂乱无章，中国空间站整洁、清爽。这是因为科研团队针对每个科学实验系统的共性技术，提炼出一套基础支撑系统，在统一的需求上兼容各自独立的科学实验需求。

不过，14个实验柜也各有各的研制难点。

张璐常把这14个实验柜比作14个性格迥异的人。以高精度时频实验柜为例，作为空间站中最复杂的实验柜，它由13台单机组成，是世界上第一套由主动型氢原子钟、冷原子铷钟、冷原子光钟组成的空间高精度时频系统，目标是成为世界上最高精度的空间时间频率产生和运行系统。

在该研制项目立项后的很长一段时间里，研制工作一直推进缓慢。“技术难度超出预想，国际上没有人干过这件事，欧洲科学家一直想做，但因难度太大一拖再拖。”张璐说。

到2019年，中国科学院整合全院资源，成立工程攻关组，以中国科学院国家授时中心（以下简称“授时中心”）为任务总体单位，联合中国科学院上海技术物理研究所（以下简称“上海技物所”），组织国内十余家单位共同研制。自此，高精度时频实验柜的研制进入快车道。

为了解决科学技术与工程的融合问题，授时中心和上海技物所通力合作，实现了前沿科技的工程化；为了保证星地时间传递的高精度和稳定度，中国科学院上海天文台研制出激光时频传递载荷，突破了单光子光电探测、皮秒精密计时、低时延抖动等多项关键技术；为了实现更加稳定和准确的时频信号指标，中国科学院上海光学精密机械研究所研制出冷原子微波钟，评定锶光钟误差，长期驾驭氢钟，为高精度时频系统的高精度时间频率提供了可靠保障……

通过强强联合，中国科学院科研团队建成了目前世界上在轨设计指标最高的空间时间频率系统。

除了解决共性和个性的技术难题之外，团队还要争分夺秒，在有限的时间里交付科学实验柜。

2021年4月29日，天和核心舱发射升空，张璐紧盯屏幕，屏住呼吸，心提到了嗓子眼儿。直到得到发射成功的消息，他才松了一口气。

此时，他脑海里闪过2020年国庆节前的一幕。那时，天和核心舱里所有实验柜的研制已完成，需要进行最后的状态设置和测试，留给张璐等人的时间只有8.75天，而需要研究和测试的工序多达上百道。他们把时间节点精确到分钟，拼命赶进度。张璐留意到，柜体从集成大厅被拉到电测大厅的短短3分钟时间里，一位同事已经见缝插针地躺在地上睡着了。

2020年国庆节前夕，张璐团队与实验柜合影。

“太空特产”带来的惊喜

所有的努力，都得到了最直接的回报——“太空特产”。

2024年5月1日凌晨，神舟十七号乘组回到地球的几个小时后，20多位科学家满怀期待地在空间应用中心的大厅里等待着。此刻，外面是漆黑的夜，大厅里灯火通明。

50份实验样品被层层包裹着，连夜送到科学家手中。经过拆包、称重、测温，最终科学家获得的样品总重量约有31.5公斤，有人类成骨细胞、骨髓间充质干细胞、蛋白质晶体、生命有机分子、种子、无容器材料、高温材料、舱外暴露材料……这些实验样品被科学家亲切地称为“太空特产”。

神舟十七号载人飞船返回的样品

之后，这些“太空特产”被科学家带回各自的实验室。他们要对返回的生命类细胞样品进行转录组测序、蛋白组学检测等生物学分析，对生命类蛋白质样品进行晶体衍射分析，对地面和空间样品的组织形貌、化学成分及其分布差异等进行测试分析……

这31.5公斤实验样品，是科学家从中国空间站收到的第6批“太空特产”。从神舟十二号到神舟十七号，航天员先后乘坐6艘载人飞船，为科学家们带回了6批、300多份科学实验样品，包括中国科学院在内的国内外百余家科研院所参与研究。例如，中国科学院分子植物科学卓越创新中心科研团队在国际上首次对空间站里水稻“从种子到种子”全生命周期的培养过程进行研究；中国科学院水生生物研究所联合上海技物所共同研制出一套水生生态系统，将斑马鱼送上空间站，实现我国在太空培育脊椎动物的突破……

空间站返回水稻实验样品

据统计，目前科学家基于空间站返回样品，已经在空间生命科学、空间材料科学、微重力流体物理等方向取得重要成果，在国际一流期刊发表论文300余篇。

其中每一项科研成果的背后，都离不开太空实验室里一个个科学实验柜的支撑：

科学家利用无容器材料实验柜开展多元偏晶合金制备项目，提出了工艺优化设计和组织调控方法，应用于核电、电子通信、装备制造等领域多种关键材料的制备，使相关性能获得有效提升；

科学家利用高温科学实验柜开展新型材料空间生长研究项目，首次在太空获得地面难以制备的高质量晶体材料，对高性能多元半导体合金材料制备具有指导作用；

科学家利用生物技术实验柜开展人骨细胞定向分化的分子靶点研究、空间环境对骨骼肌影响的生物学基础研究等，取得的成果为防治骨折、修复脊柱损伤、对抗肌萎缩和防治代谢性疾病等提供了新的方案；

科学家利用航天基础试验机柜开展我国首次斯特林热电转换技术的在轨试验，热电转换效率等综合技术指标达到国际先进水平，为未来空间新型电源系统的工程应用奠定了良好基础……

尽管成果丰硕，但这支打造国家太空实验室的科研团队没有停下脚步。

“我们还在做三件重要的事。一是每年滚动实施项目，面向全国征集科学研究项目，组织科学讨论组遴选，并将相应的实验样品送上天。二是规划新装置、新实验平台。例如，我们正在讨论是否可以建立一个能养小鼠的太空动物实验平台，以便深入研究空间微重力环境对动物骨骼、肌肉、神经和免疫等方面的影响。三是对现有科研成果进行跟踪、梳理、分析，加强成果推广与应用，不断获取应用效益。”张伟说。

就在前不久，神舟十八号乘组将35公斤的上行实验单元及配套设备带进国家太空实验室，并着手开展“空间先进水生生保系统关键技术研究”等4个新的科学实验。

空间站水生生态系统研究。空间应用中心供图

神舟十八号发射的那天，戈壁滩已入夜，烈焰划破苍穹，现场观看发射的人群发出热烈又响亮的欢呼声。全国各地的人围在屏幕前，目送航天员和实验样品冲进太空。所有人都满怀期待，等待着国家太空实验室创造新的科学奇迹。（记者倪思洁 高雅丽）

责任编辑：贺治瑞