4月20日19時41分，我國首艘貨運飛船天舟一號飛向天空，將與天宮二號空間實驗室完成交會對接，實施推進劑在軌補加。雖為貨運飛船，它將開展微重力對細胞增殖和分化影響研究、兩相系統(tǒng)實驗平臺的關(guān)鍵技術(shù)研究、非牛頓引力實驗檢驗的關(guān)鍵技術(shù)驗證、主動隔振關(guān)鍵技術(shù)驗證等4項科學(xué)實驗研究及技術(shù)驗證試驗。這些任務(wù)都著眼未來，或為未來航天事業(yè)發(fā)展驗證更加高精尖的技術(shù)，或為未來太空駐留甚至星際移民做科學(xué)方面的準備。
　　作為載人航天工程主要力量之一，中國科學(xué)院是這些科學(xué)任務(wù)的牽頭單位。其中，中科院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心是載人航天工程空間應(yīng)用系統(tǒng)的總體單位，代表中科院抓總負責(zé)載人航天空間科學(xué)與應(yīng)用任務(wù)的規(guī)劃、實施及成果產(chǎn)出與推廣，具體承擔(dān)工程研制的組織管理，系統(tǒng)設(shè)計、集成、測試，可靠性保障，在軌技術(shù)支持，有效載荷運控管理，數(shù)據(jù)獲取及應(yīng)用成果的推廣服務(wù)等系統(tǒng)技術(shù)支持、支撐、保障、服務(wù)工作。其他多家院屬單位分別研發(fā)有關(guān)科學(xué)實驗載荷，承擔(dān)了相關(guān)科學(xué)實驗研究。
　　干細胞生物學(xué)是21世紀備受矚目的研究領(lǐng)域之一，是組織工程和再生醫(yī)學(xué)研究的上游學(xué)科。干細胞的重要功能是維持和控制細胞的再生能力，它具有自我更新復(fù)制能力和多分化潛能，它可分化為多種組織細胞類型。空間微重力效應(yīng)是否影響干細胞增殖和分化？能否利用空間微重力獨特的條件開展干細胞大規(guī)模擴增和組織工程構(gòu)建呢？這些問題是目前空間生物學(xué)研究的前沿和熱點的問題。中科院動物研究所承擔(dān)的“微重力環(huán)境下胚胎干細胞培養(yǎng)實驗”項目，將研究太空微重力環(huán)境下小鼠胚胎干細胞的增殖、分化特征，同時與1G和模擬微重力效應(yīng)條件下的同步實驗結(jié)果比對，全面了解微重力對胚胎干細胞增殖、分化的影響，同時探索（微）重力在胚胎干細胞增殖、分化過程中的作用及其機制。預(yù)期通過實驗，初步了解太空微重力對胚胎干細胞增殖、分化影響的作用情況，將為更好地實現(xiàn)胚胎干細胞的體外大量擴增，更好地利用多能干細胞分化潛能提供一種新思路，為多能干細胞在組織工程和再生醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用探索一種新途徑，最終為未來利用多能干細胞服務(wù)于人類健康提供幫助。
　　肝干細胞是一種具有多分化潛能的細胞，在一定條件下可誘導(dǎo)分化成肝細胞及膽管細胞，被認為是細胞治療及生物人工功能治療理想的種子細胞。細胞治療的前提是體外能夠獲得足夠數(shù)量的細胞，而在肝實質(zhì)細胞中具有強大體外擴增能力的只有肝干細胞。以往的平面培養(yǎng)肝干細胞的方法可導(dǎo)致細胞一些關(guān)鍵性的表型及功能消失，改變細胞生物學(xué)特性，且增殖較緩慢，因而不能滿足肝干細胞擴增的要求。研究發(fā)現(xiàn)，地面模擬微重力作用可促進肝干細胞的增殖，而真實的微重力環(huán)境對于肝干細胞的三維培養(yǎng)及其增殖的影響未曾可知。中科院動物所承擔(dān)的“微重力環(huán)境對肝干細胞增殖的影響”研究將在太空進行肝干細胞的三維培養(yǎng)，觀察太空中微重力環(huán)境對肝干細胞增殖的影響。以大鼠肝干細胞系為研究對象，將肝干細胞貼附在微載體表面，通過空間顯微攝影和圖片傳輸技術(shù)，觀察細胞形態(tài)、密度與綠色熒光蛋白的變化，監(jiān)測太空微重力條件下肝干細胞的三維培養(yǎng)與增殖情況。同時，與地面對照圖片作比較，以期初步揭示微重力影響肝干細胞增殖的作用機制，為今后建立肝干細胞擴增培養(yǎng)體系提供依據(jù)。
　　中科院上海技術(shù)物理研究所研制的空間生物反應(yīng)器，攻克了基于原位的顯微熒光成像技術(shù)、復(fù)雜微流量多通道液體輸運管理、多模式自動搜索捕獲識別顯微（熒光）成像技術(shù)等多項關(guān)鍵技術(shù)，建立了24路相互獨立的間歇式灌流培養(yǎng)系統(tǒng)，實現(xiàn)對十種不同類型細胞開展空間貼壁、懸浮培養(yǎng)實驗的儀器平臺。儀器可使細胞樣品無需返回地面，在軌實時獲取細胞的原位顯微（熒光）圖像，協(xié)助“微重力對細胞增殖和分化影響研究”各研究課題科學(xué)家開展系列在線研究，為我國載人空間站生命科學(xué)研究提供新型實驗?zāi)Ｊ胶图夹g(shù)手段。
　　中科院力學(xué)研究所牽頭開展的“兩相系統(tǒng)實驗平臺關(guān)鍵技術(shù)研究”是我國首次開展的空間冷凝與蒸發(fā)相變傳熱科學(xué)與熱控技術(shù)實驗研究。在一個高約半米、重達50多公斤的裝置內(nèi)，安放著紅外觀測儀、高清相機以及測量溫度和熱流量的傳感器等，借助它們，科學(xué)家可實現(xiàn)對空間蒸發(fā)與冷凝過程的實時觀測，摸清微重力環(huán)境下蒸發(fā)冷凝相變傳熱的特殊規(guī)律，為豐富流體科學(xué)理論知識、研發(fā)出更高效更優(yōu)質(zhì)的太空熱設(shè)備奠定基礎(chǔ)。
　　中科院空間應(yīng)用中心在天舟一號上開展了“主動隔振關(guān)鍵技術(shù)驗證研究”，在軌進行六自由度磁懸浮主動隔振關(guān)鍵技術(shù)驗證，可以實現(xiàn)0.1Hz～100Hz范圍內(nèi)0～40dB的主動隔振能力。該項目同時為“非牛頓引力實驗檢驗的關(guān)鍵技術(shù)驗證”項目提供支持，保障在飛船平穩(wěn)期達到10ug以下的微重力水平。未來空間磁懸浮主動隔振技術(shù)可為更多空間應(yīng)用載荷服務(wù)，例如空間光學(xué)相機、激光通信等，助力它們達到更高的指標水平。同時，這一技術(shù)也可在航空光學(xué)吊艙、工業(yè)精密加工等方面發(fā)揮重要作用。
　　天舟一號任務(wù)是載人航天工程空間實驗室任務(wù)的收官之戰(zhàn)，我國將正式踏上載人空間站建設(shè)的征程，中科院將組織國內(nèi)外相關(guān)力量，開展大規(guī)模的空間科學(xué)與應(yīng)用研究，將空間站建成國家級太空實驗室，推動我國空間科學(xué)及應(yīng)用實現(xiàn)跨越式發(fā)展。