太空“婚礼”
载人航天工程立项后，中国科学院把开展空间科学与技术试验作为一项重要任务，动员和组织了上千名科学家成立了空间应用系统。
空间应用系统是一个实用性的系统，与人们的生活、环境息息相关，利用载人飞船，安排了6大领域的28个项目，包括对地观测和遥感应用，空间生命、材料科学和微重力流体物理，空间天文和物理，空间环境预报和监测以及天地技术支持系统。确定这些目标时，也同时给中国科学家出了一份难度极高的考卷。
工程立项后，顾逸东先后被任命为空间应用系统的总指挥和总设计师。顾逸东是著名经济学家顾准之子，1970年毕业于清华大学工程物理系，他原来是做宇宙线物理研究的，但对涉及高能天体物理、材料科学及生命科学的知识也掌握很多。
顾逸东受命之时，正是空间应用系统研制最关键的阶段，刚刚完成技术调研，即将进入方案设计和样机研制阶段。要在飞船上开展空间科学实验和应用研究，就要做出相应的仪器设备。按照工程计划，空间应用系统要研制135种188件设备，开发50多个软件。在科学技术方面，涉及学科多、领域宽、系统复杂，其中重大设备研制难度更大，代表了国内最高技术和世界先进水平；在目标和方案上，还要尽量体现国家需求与创新的有效结合。与其他系统不同的是，每一艘飞船的空间应用内容都不同，有效载荷配置也完全不同，相当于4颗卫星的工作任务。
顾逸东上任之初，发现几乎所有的有效载荷，他们都没有研制经验。于是，他从自身发展基础和国家科学发展的重大需求出发，第一次有计划、成规模地安排了一期工程中的空间科学实验计划，涵盖了当时国际上学科前沿的若干重大项目，瞄准在未来10—20年间建立一套面向世界科学前沿、有一定规模的空间实验技术。
空间应用系统的对地观测，通俗地讲，就是从飞船或卫星上看地球目标，照出它的图像，测出它的光谱数据。这个任务靠人的视力是无法完成的，因为飞船轨道离地面太远了，还隔着大气层，大气层下面还有风云雨雾。但是，用科学仪器造就的“火眼金睛”却可以实现，它就是中分辨率成像光谱仪和多模态遥感器等空间对地遥感仪器。
地球上所有的物质都有一种特性，可以发射或辐射出从可见光到短波红外光，再到微波的能量，因此，分波段地探测地物目标，可以获取更加丰富的信息。中分辨率成像光谱仪就是利用这个原理，遥感地球目标，包括海洋、大气、陆地。在拍摄图像的同时，获取目标的连续光谱，它可以在飞船上分辨出地球上某一片是沙土还是泥土，是水稻还是小麦，还可以分辨出河流和海洋是否有污染，是什么污染……这种光谱仪是当时世界上公认的监测地球环境最有效的空间遥感仪器之一，它的研制也是公认的尖端难题。在任务立项之时，世界上还没有一台这样的仪器在太空中运行。
光谱仪的设计任务交给了中科院所属的上海技术物理研究所，第一任主任设计师搞到一半时，身体受了伤，遗憾地退出了，而其他的技术人员因为时间紧、技术难度大又不愿意接手。原计划确定的研制进度无法保证，工程形势顿时变得严峻起来。
1999年冬，载人航天工程办公室在《任务情况通报》中点了光谱仪的名。光谱仪是神舟三号飞船的主载荷，在中央专委是挂了号的。工程总指挥部向顾逸东下了死命令，无论如何都要保证光谱仪的研制进度。
接到这个通知，顾逸东心急如焚，让时任上海技术物理研究所副所长的徐如新立“军令状”，重新“点将”继续攻关。尽管徐如新表态说：“我愿立这个军令状，确保工程的完成。”但他其实内心并没有想好合适的人选来担此重任。
消息传到正在外地出差的研究员郑亲波的耳中。
郑亲波当时是中国科学院上海技术物理研究所的副总工程师，也是“风云三号”气象卫星副总设计师。他从方案论证时起，就断断续续地做着光谱仪的研究，对它有着一种难解的情结。陆地、海洋、高山、湖泊，能否对这些资源的光谱图像加以开发利用，已经成为一个国家科技进步水平的标志。从这个意义讲，光谱仪已经不仅仅是一个科研项目，还是国家的战略需要。郑亲波知道在遥远的太空，刚刚发射的一颗美国的EOS卫星正在运行，它里面就装着一台成像光谱辐射计，这在当时是世界上独一无二的。另外，欧共体空间局也在研制类似设备，几个月后就将进入太空。想到这里，郑亲波拨通了徐如新的电话，主动请缨担此重任。徐如新喜出望外，立即通过电话报告给了顾逸东。顾逸东听到这个消息，由衷地笑了，因为，郑亲波正是他心目中的不二人选。
不久，郑亲波被任命为光谱仪分系统的主任设计师，率领攻坚队伍勇往直前。
这是一支160人的队伍。为了这一台光谱仪，他们奋斗了整整10年。这期间，社会上和研究所有不少人出国留学或进行学术交流，但这160人在这10年间却没有一个踏出国门，他们不是没有机会，而是为了光谱仪能飞向太空，选择了放弃。
光谱仪的一个重要部件—红外焦平面探测器，外国对中国是禁运的，这个部件能够敏锐察觉到上千米外一根火柴发出的热量，而且需要在零下173℃的极低温度下才能工作。能够实现这样低温要求的制冷机的活塞杆和活塞桶间隙只有头发丝的十分之一，而且不能有任何摩擦，听起来简直不可思议。
4年攻关，研究资料堆积成山，最紧张时，科技人员连续108天吃住在实验室，终于研制成功了中国人自己的高质量红外焦平面探测器和精密制冷机。
郑亲波没有辜负工程总指挥部的厚望，没有辜负研究所的期望，也没有辜负自己的诺言，他把光谱仪成功送上太空的时间，比欧共体只差了27天。
世界上任何物体，无论何时何地都在发射微波，都是“明亮”的，所以，不管在什么地方的物体，无论在什么时候，都可以被拍成照片。人类在开启太空时代以前，只能靠地面的局部条件和环境观测地球，只能靠最简单的望远镜观测空间，因而只能看到“冰山一角、九牛一毛”。
如果能在太空中有一只“火眼金睛”，人类就可以穿云透雾，测量海面高度，测出海洋洋流，测定海面风向和风速，研究海洋和预测全球气候。空间应用系统研制的多模态微波遥感器，便是这样具有展示度和显示度的重要对地观测项目产品，按照计划，是神舟四号上试验的主载荷。为了这台多模态微波遥感器，姜景山院士倾注了整整15年的心血。
20世纪90年代，当空间应用系统还处于论证阶段时，姜景山先后担任了项目论证组副组长、副总指挥、国家“863计划”航天领域空间科学及应用专家组组长。当时，多模态微波遥感器在“863计划”中还只是一个科技创新的概念。姜景山为它做了前期研究，列入了神舟四号的试验主载荷项目后，才把它正式变成了工程产品。
1999年11月，姜景山在广东汕头机场组织了一次大型航空校飞试验，已过花甲之年的他，直到最后的试验获得了成功，才欣慰地笑了。
在天文学中，地球是一颗已经死亡的星球，是冷却了的一堆岩石。而太阳才是恒星，会发光发热，体积变大，光谱变红。宇宙中有无数颗恒星，会有许多神秘的射线爆发现象，伽马暴是其中的一种异常奇特和神秘的天文现象，是一种能量超乎寻常的大爆炸。这种大爆炸在几秒钟或几百秒钟之内爆发辐射出来的总能量，至少相当于太阳在相同时段内辐射总能量的100亿倍以上。
美国的“维拉”卫星在1972年监测核爆炸时，第一次捕捉到了链子宇宙太空中的伽马暴现象。当时，卫星检测到的爆炸射线能量大得惊人，中国和苏联都不可能有这么多的原子弹同时爆炸。因此，这种能量只能来自宇宙空间。
迄今为止，全世界已发现4000多次伽马暴，其也成为天文学中最热门的话题之一。
对于伽马暴的产生机理，国际上有几种主流认识：一种认为它来自宇宙黑洞，在吞噬宇宙中的星球时，喷射出大量的伽马射线，有一天地球也将被它吞没。另一种观点认为，伽马暴可能是两个相互吸引的中子星球经过上亿年时间的吸引，最终碰撞在一起，从而发生宇宙间的大爆炸。还有的科学家认为，伽马暴是恐龙灭绝的罪魁祸首。
1972年，紫金山天文台的一位专家在一次讲座上讲，美国人正在研究奇特的伽马射线，它在瞬间爆发的能量相当于1000亿颗十万吨级的原子弹。正在台下听讲座的大学生马宇倩被深深地吸引住了。从此，她开始了废寝忘食的研究，成为当时中国掌握伽马暴知识最多的人之一。
大学毕业后，马宇倩如愿地被分配到中国科学院高能物理研究所从事研究工作。
伽马暴是一种超级爆炸，由于地球被稠密的大气层包裹着，就像太阳耀斑无法在地球上进行试验一样，探测伽马暴只能通过卫星在太空进行。为此，马宇倩只要有机会就建议有关部门开展对伽马暴的研究。终于，马宇倩的建议受到了关注，中国科学院高能物理研究所决定研制一台观测伽马暴的探测器，装载在1982年发射的中国第一颗天文卫星上。
从1972年开始，南京高能物理研究所历经10年，完成了宇宙伽马暴探测器的物理设计和技术方案，还研制了一台实验室的样机。1982年，探测器的正样完成生产，终于可以上天了。然而，马宇倩没有想到，由于国家财力不足，天文卫星计划下马了。
项目搁浅了，但马宇倩对伽马暴的研究却没有停。她相信，等国力雄厚起来，一定会再发射天文卫星，甚至宇宙飞船，自己只要时刻准备着。有人劝她：“即使中国真有一天，载人飞船上了天，也不会上这个项目。原因很简单，伽马暴离地球太遥远了，离现实生活太渺茫了，不会为你花这笔钱的。”
马宇倩不这么看。宇宙中有数以千计的星系，几乎每天都有伽马暴的讯息，我们不能不研究它。在她看来，物质结构、生命起源、宇宙演化是人类认知自身和认识自然必不可少的基础性科学。空间技术的发展为人类打开了认识宇宙的新的视窗，使人类能用可见光以外的“眼睛”看天，我们为什么不去看看呢？为什么不去填补空白呢？
马宇倩的愿望没有落空。1992年，载人航天工程启动时，空间应用系统决定，在飞船的轨道舱里为伽马暴探测器留下一部分空间，并任命马宇倩为分系统主任设计师。同时，决定由中国科学院高能物理所和紫金山天文台合作研制“太阳和宇宙天体高能辐射监测仪”，仪器包括超软x射线、x射线和γ射线三个探测器。
整整20年，马宇倩终于梦想成真了。
自然界无论是动物还是植物，一般都是雌雄受精，产生新一代生命。植物是通过花粉进行雌性和雄性结合产生新生命，动物则是雄性的精子和雌性的卵子结合，产生新的生命。
如果不是利用花粉、精子和卵子，而是采取动物或植物的体细胞，能否在太空中进行人工手段的细胞融合，产生新细胞、新生命呢？这是上海植物生物研究所著名生物学家刘承宪探索的新课题。在此之前，在太空中进行细胞电融合试验，世界上只做过三次：德国两次，美国一次。
作为空间应用系统细胞电融合子系统的主任设计师，这一技术是刘承宪在研究了大量美国和德国的相关资料后提出来的。这种细胞电融合的过程，被人们形象地称为“太空婚礼”。应用系统将其列入神舟四号飞船轨道舱试验项目，也是与刘承宪长期进行艰苦的技术论证分不开的。
体细胞的融合在地面上做是很难的，因为地面有重力，细胞在溶液中容易沉淀，两种细胞碰撞机会小，融合在一起的机会就自然很小。而在太空的微重力情况下，由于细胞能够均匀悬浮，两种细胞碰撞机会增多，融合结果就会比地面好得多。但要想在太空试验成功，必须先在地面上做好模拟试验。生物试验吊舱从高空快速坠落的几秒时间内，几乎像在太空失重，处于微重力状态，就在这一瞬间，细胞完成结合，并且形成新生命活着，就算模拟太空试验成功。
第一次吊舱试验开始了。
天空中，一只巨大的气球在万米高空随风飘荡着，下面一只巨大的吊舱急速地降落。随着坠落速度的加快，接连打开了两只巨大的降落伞。刘承宪坐在车里命令司机赶快追过去，边走边目不转睛地盯着那只黑色的生物试验吊舱。
吊舱轻轻地落到地面，刘承宪也刚好赶到跟前，他和助手们一拥而上，实验样品成功回收了。但进一步的实验分析却发现许多他们没有认识到的现象，刘承宪意识到，在未来的飞船实验中，也将会面临重重障碍。新的技术难关使刘承宪非常困惑，飞船实验机会难得，工程进度周期逼近，如果技术难关不攻破，就意味着这项研究的失败。
更加不幸的是，一种巨大的痛苦向刘承宪袭来，一纸化验结果通知他：晚期肺癌。沉重的工作压力和病痛把他击倒了，同事们围在他的病床前，忍住泪水安慰他。刘承宪虽然没有丧失希望，但知道自己已无法再挑起这副担子了，他对领导说：“把郑慧琼请回来接我的班吧。”
郑慧琼曾是刘承宪研究组的成员，她从安徽师范大学生物系毕业后来到上海植物生物研究所，在所里取得博士学位后，又去美国科罗拉多州立大学分子生物系做博士后，研究重力对植物生长的影响。
“她虽然不是我的学生，但出国前，我和她有约，学成一定要回到所里参加这场战斗，我相信她不会不守诺言。”说完，刘承宪把一封早已写好的信交给了领导。
两个月后，郑慧琼带着刘承宪的信，从美国回来了，一下飞机就赶到刘承宪的病床前，大哭不已。刘承宪看到郑慧琼，非常欣慰：“别哭，我把你叫回来，是因为我们的实验还没有完成，我思来想去，只有你能担此重任。”
刘承宪挣扎着起身，从床头取出厚厚的一叠资料递给郑慧琼。“看来，我原来的那个先电泳后融合的方法在飞船上是行不通的。你到过德国和美国，可以汲取两家之长，搞一个新的技术方案出来。而且，要比德国和美国的好。这些资料，希望对你有用。”
郑慧琼接过前辈的技术方案，久久没有说话。
刘承宪明白郑慧琼内心正在矛盾，正在抉择，便接着说：“细胞电融合能够培养出新的物种，具有广阔的社会前景和经济效益。中国不仅是人的大基因库，也是物种的大基因库。我知道，这也是你的梦想，回来主持这个‘太空婚礼’吧。”
面对刘承宪恳切的目光，郑慧琼哽咽着表了态：“您放心吧，我一定把细胞电融合搞成功，把‘婚礼’办好。”
这时，郑慧琼在美国6年的博士后学习才刚满3年，面对她突然中断学业的决定，她的博士后导师一再挽留她，但却没有能够阻止她的意志。面对导师的不解，她对导师说：“风光永远在故乡，在美国再风光，我也是属于祖国的。现在祖国需要我、召唤我，我没有理由不回去。”
郑慧琼没有辜负刘承宪的期望，她很快就拿出了新的试验方案，她认为在太空中进行细胞电融合必须自始至终保持细胞体的鲜活状态，为此必须进行多次换液，由融合液换成营养液，否则即使融合了，也不能形成新生命、新物种。尽管在密封下很难做到这几条，但要成功，这些条件就必须满足。
试验一步步进行得很顺利。郑慧琼按照国际上通行的以烟草作为细胞融合亲本的惯例，从研究所培育的“黄花一号”和“革新一号”两种烟草中提取出活体细胞，进行太空模拟试验，开始走向成功。