【猎鹰9号刷新记录!升空任务顺利进行中 携韩国首颗军用卫星升空】

作为全球顶尖航天航工公司,近几年来,SpaceX一直致力于航天工程的研制工作,经历了几次成功试飞之后,业界对SpaceX的期待值也越来越高。目前,航天科技工程已成为全球科技界都在努力攻克的重点产业,SpaceX自然也就承载了万众期待的目光。

猎鹰9号是SpaceX的得意之作。据媒体报道,日前,SpaceX的助推器B1058已顺利完成二次发射前的静态点火测试。从官方公布的信息来看,猎鹰9号的技术性和专业性极强,即使在可回收配置的大前提下,猎鹰9号也完全能够将卫星正常发射至地球静止转移轨道,任务完成率很高。

据了解,在此次发射过程中,由空中客车公司制造的韩国ANASIS II型军事通信卫星也起到了至关重要的作用。这款军用卫星的总重量大约在10000-14000磅左右,是韩国第一颗专门用于军用通信工程的卫星。按照既定计划来看,这颗ANASIS II将通过内置推进系统成功驶入地球静止轨道并启动运行工作。

在整个发射过程中,猎鹰9号助推器B1058和韩国ANASIS II型军事通信卫星的技术性都非常强大,二者相辅相成、在技术上也能够互补合作。业界专家表示,此次SpaceX的发射任务非常艰巨,如果整个过程能够顺利进行,这个承载了万众期待的猎鹰9号助推器B1058就能够顺利完成升空工作,ANASIS II也将成为韩国首颗顺利完成发射工作的军用通信卫星,意义重大。

自猎鹰9号横空出世以来,整个航天界对这个可回收式火箭的关注度一直丝毫未减。猎鹰9号于2010年完成首次发射任务,此后又在数次发射任务中将多批卫星送入太空,创下了最高载重记录,也成功搭建了全球卫星互联网系统,为人类航天工程做出了突出贡献。按照现在SpaceX的技术研究进程来看,猎鹰9号B1058如果能够按将计划发射,或将打破亚特兰蒂斯号航天飞机的飞行记录,再创飞行奇迹。

当然了,SpaceX的整个研制进程也并非是一帆风顺的。前段时间,SpaceX也曾因系统问题、配件问题以及天气原因等各种突发事件终止发射。尤其是在今年,受全球疫情防控的影响,SpaceX也缩减了员工在岗办公的数量和工作时间,虽然SpaceX一直在加紧技术生产工作,难原定的生产进程依旧受到了一定影响。SpaceX是一个对技术链和产业链要求极高的产业,如何在外界环境的影响下保障自身生产链平稳有序进行,是目前SpaceX所需面对的重要问题。https://t.cn/A6yNODrG

大数据筛选交集,洞悉微观世界“社会关系”

2020-06-28 15:54:04 来源: 科技日报 作者: 江耘

地球上大约有一千亿到一万亿种微生物。这一包含细菌、病毒、真菌以及小型原生动物等在内的生物群体,在亚马逊丛林、火山喷发口,或是大西洋海底甚至人类肠道均有分布,要全面鉴定这些微生物极具挑战性。

“通过分解有机质使土壤更加肥沃,抑制并排斥过路菌群的入侵和群集,调节人体与微生物之间的平衡……微生物的功能不止于此,还影响着温室气体、绿色生产等方面,其群落组成和功能具有极高的复杂性。”不久前,浙江大学徐建明教授团队利用地球微生物组计划开源大数据,构建了全球微生物共存网络,通过对其“社会关系”的分析,首次揭示了地球多种环境中微生物组间的互联模式。该研究成果已发表在《微生物组》。

拓展“地球微生物组”的视角

2010年,美国阿贡实验室Jack Gilbert教授启动了地球微生物组计划,即收集全球微生物组的开源大数据项目,其最终目标是鉴定世界各地的20万个微生物样本,以生成一份详细的目录。

记者了解到,地球微生物组计划的第一阶段是基于扩增子测序分析微生物群落组成,相关成果已于2017年在《Nature》发表。国外研究人员通过建立由采样到数据分析的各个流程的统一标准,建立了包含27751个高质量细菌和古菌群落数据,并利用这些样本,鉴定出大约30万条独特的微生物16S rRNA序列,其中绝大多数无法在原有数据库中找到。

“这项工作体现了全球生物界的通力合作,为深入研究未知环境的微生物组构成提供了数据基础和参考依据。”徐建明介绍说。

近年来,基因测序领域取得了一系列新进展。但由于缺乏标准化的分析方法,常用分析框架又存在诸多缺陷,使微生物组的研究受到了一定限制,进而制约了人们对环境微生物基本结构的认知与发展。

徐建明告诉记者,地球微生物组计划是要建立一个不断更新的开源数据库,因此其第一阶段工作并未结束。与此同时,随着当前宏基因组技术的飞速发展,地球微生物组计划第二阶段也已开始,即建立环境宏基因组分析的统一标准流程,构建地球宏基因组参考数据。

据介绍,宏基因组即生物环境中全部微小生物遗传物质的总和,包含可培养的和未可培养的微生物的基因,目前主要指环境样品中的细菌和真菌的基因组总和。如何更好认识微生物的特性?以往科研人员常在微观尺度挖掘其具体特性,但有时如同盲人摸象,只能看到局部。

“微生物之间的复杂关系对微生物群落功能有重要影响,然而环境中绝大部分微生物类群都未被成功培养,我们对这些未培养的微生物暗物质的具体功能特征尚不清楚。”徐建明表示,高通量测序技术为团队探索微生物暗物质提供了有效的方法,而微生物生态网络分析则为了解微生物之间的“社会关系”网络提供了可行手段。

筛选出微生物之间的交互作用

大鱼吃小鱼、小鱼吃虾米、虾米吃浮游……食物网根据捕食和被捕食关系呈现了生物之间的相互作用,类似地,在微生物群落中,不同微生物间也存在着共生、寄生、捕食和竞争等相互作用形式。

徐建明说,厘清不同生态系统中微生物的复杂交互作用关系,具有两大挑战。一是超过95%的微生物无法人工培养,进而无法通过实验法一一甄别;二是上万种微生物之间存在几亿对相互关系,面对这样的海量数据根本无法通过传统的实验开展研究。

“地球微生物组计划对采用统一采样、测序、分析的全球最大标准化环境微生物组数据库的建立,为中外科学家研究确定了丰富的数据资源。”徐建明表示,团队科研人员通过构建微生物生态网络算法建立了一个“筛子”,筛选出微生物之间的交互作用后,又用大数据找到微生物之间的规律,并通过这种规律构建起一套统计模型进而筛出相互规律。

由此,徐建明团队通过综合分析全球多种生存环境(土壤、植物、动物、水体等)中的微生物组数据,共分为八大模块,构建了全球微生物共存网络。乍看之下,整个共存网络图就像分子结构模型,不同的是,网络内部各模块之间纵横交织、连接更为复杂。

“由于环境中绝大部分微生物类群都是未培养类群,因此我们的研究是从复杂系统的角度整体分析共存网络本身的拓扑特征,而不是对具体微生物类群进行分析。”徐建明说,通过网络,我们对微生物的关系能够更看清,为进一步理解运行机制提供了前提。

此外,随着同一个生态系统内微生物关系的明确,科研人员进一步研究跨界的互联表征。他们发现两种环境中相同的微生物关系越多,二者在关系网络中的连接线越粗。这反应出不同生态系统之间,微生物的关系与交往情况。

微生物串联起“社会”的信息孤岛

“这项研究促使我们从系统角度认识事物,加深了对地球微生物重要性和多样性的认识。”徐建明介绍道,整体社会关系网络的相似性,反应潜在的交流的强度。土壤和淡水的关系,比土壤和咸水的关系要大。这很大程度上在于水的循环作用和影响程度。

“通过本次研究,我们还发现,人类作为活动范围最大的动物,人类皮肤微生物组可能对地球微生物迁移具有非常重要的作用。”徐建明说,地球微生物组中不同生境中的微生物组都有紧密联系,并可依据关联特征可划分为不同的子网络。根据子网络间的相似性,可进一步将子网络分成两组。值得注意的是,土壤微生物组与动物表面、动物肠道和淡水微生物组有密切关系,而植物、动物体表的微生物是连接两组子网络的桥梁。

论文第一作者、浙江大学环境与资源学院马斌研究员说,所有的微生物是相互关联的,不能割裂开来去理解。例如肠道微生物组,不能因为它们在人体内活动,就忽略了体外环境对其的影响。“如果只是从微生物群落组成的角度进行研究,有时候常常不能真正认识微生物组运行的内在机制。”

由于微生物群落是典型的复杂系统,由于复杂系统的非线性特征,很难对其进行准确的控制。科研人员要实现微生物群落功能的定向调控,需要通过找出关键控制因子,使微生物群落发挥出符合人为预期的功能。

“下一步将,我们将利用地球微生物组计划第二阶段的地球宏基因组数据集,开展地球微生物群落功能基因网络分析,进一步解析地球微生物组的功能特征及其潜在调控机制,为实现微生物群落功能的定向调控提供参考依据。”徐建明表示,运用网络分析找出关键控制节点后,通过大数据建立关键控制节点和预期功能目标之间的关系模型,从而调节关键控制节点参数值实现对预期功能目标的定向调控。

地球微生物组共存网络(a)及不同环境中的亚网络(b)受访者供图

地球微生物组的互联特征。受访者供图

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