2020年國際空間站最佳科學圖片
字幕製作：哇喳
2020這一年，新冠疫情給很多事情按下了暫停鍵，但對國際空間站（International Space Station）來說，2020年卻相當繁忙。去年11月，我們慶祝了人類在空間站上持續生活和工作的第20個年頭，截止2020年底，國際空間站已經接待了242名太空人，進行了超過3000個科學實驗。在過去的一年中，空間站的研究範圍從微重力下的蘿蔔生長，到360度全方位的空間站生活攝影，再到監測我們的地球。得益於商業載人計劃（Commercial Crew Program）的發展，能同時執行任務的長期在站太空人人數增加到了創紀錄的7名，為空間站的科學研究創造了更多的時間，將為地球上的我們帶來更多的益處，同時也有助於人類為進一步探索太空做好準備。
現在，不如讓我們來看一下空間站中的太空人在2020年進行的一些突破性研究：
360度全方位的空間站生命攝影
「國際空間站體驗」相機
2020年，空間站上的機組人員既是視頻的拍攝者，又是一款名為「國際空間站體驗」（The ISS Experience）的虛擬實境產品的拍攝對象。「國際空間站體驗」拍下了這一特殊的在軌實驗室中的生活，創造了電影般的虛擬實境體驗。在上面的圖片裡，美國航空航天局（NASA）的太空人傑西卡·梅厄（Jessica Meir）出現在了背景中，正在替換生命科學手套箱（Life Science Glovebox）內用於培養骨骼樣本的介質。
空間站內的嗡嗡聲
太空人克裡斯·卡西迪扛著「宇航蜂」機器人
NASA和俄羅斯的太空人並不是在軌實驗室中僅有的忙碌「打工人」，空間站中還有無處不在的機器人助手「宇航蜂」（Astrobees）。上面的圖片中，第63遠徵隊（Expedition 63）指揮官克裡斯·卡西迪（Chris Cassidy）給3個自由飛行宇航蜂立方體機器人中的2個接通了電源，為國際空間站的希望機器人編程挑戰賽（Kibo Robot Programming Challenge）作準備狀態測試。挑戰賽為學生們提供了難得的機會，讓他們能在這些自主機器人上嘗試自己設計的計算機代碼。宇宙鋒配備了攝像頭和傳感器，來幫助進行一系列在軌操作，例如監控、採樣和其他例行任務，讓空間站內的太空人騰出更多時間進行重要的科學研究。
瞥向窗外
窗口觀測研究設備處的太空人傑西卡·梅厄和安德魯·摩根
通過空間站的窗口觀測研究設備（Window Observational Research Facility，WORF），梅厄和NASA太空人安德魯·摩根（Andrew Morgan）拍下了地球的照片。窗口觀測研究設備為研究我們地球的遙感儀器以及太空人的手持攝影提供了便利。
用於測試的一個工具
STPSat-4衛星的部署
這張圖片展示的是太空測試計劃衛星-4（Space Test Program Satellite – 4，STPSat-4）的部署，STPSat-4衛星上裝有太空天氣傳感器、太陽能電池板、天線陣列以及用於追蹤衛星位置及其天文學環境的設備。太空測試計劃演示了納米衛星平臺如何能做到整合一系列新技術。
轉過身來
太空人克裡斯·卡西迪準備進行VECTION研究
太空人克裡斯·卡西迪（Chris Cassidy）準備進行長期低引力對自我運動知覺的影響（The Effect of Long Duration Hypogravity on the Perception of Self-Motion，VECTION）研究，這項研究的目的在於研究重力不足將如何影響人視覺上對運動、方向和距離的解讀能力。如果我們能更好地了解太空人的前庭系統及其對感覺知覺的參與（學習何時以及以何種方式認同他們的視覺、觸覺和其他感覺），就可以在各種各樣的環境中為人類生活提供助益。
保持低溫
太空人克裡斯蒂娜·科赫在冷原子實驗室工作
NASA太空人克裡斯蒂娜·科赫（Christina Koch）在完成破紀錄的任務返回地球之前，曾做過的最後一批實驗之一是冷原子實驗室（Cold Atom Lab，CAL）的相關研究，冷原子實驗室能將氣體降至非常接近絕對零度的溫度，讓氣體量子效應的研究成為可能。這項研究可以讓物理學家深入了解量子力學的基本定律，並支持諸如超精密傳感和計時等技術的發展。
或能改善藥物遞送的小氣泡
電解測量電極
在國際空間站上，有很多實驗在沒有太空人的監控下也能順利進行，但也有一些其他的實驗須要在站的太空人在整個實驗過程中替換相應的零部件。卡西迪與載人龍飛船示範2號任務（Crew Dragon Demo-2）的兩位太空人，鮑勃·本肯（Bob Behnken）和道格·赫爾利（Doug Hurley）一起，就為電解測量（Electrolysis Measurement，EM）實驗替換了大量的樣品。電解測量實驗的目的在於觀察利用電解產生的氣泡，小小的氣泡看似不值一提，但藉助這種方法，我們能更好地了解氣泡的生長方式，從而改進某些醫療技術，例如遞送藥物的皮膚貼片技術。
握力挑戰
太空人維克多·格洛弗正在進行握力實驗
在到達空間站短短幾天之後，NASA太空人維克多·格洛弗（Victor Glover）就著手進行了歐洲空間局（European Space Agency，ESA）的握力（GRIP）實驗。這項實驗研究的是長時間的航天生活環境，會對太空人操縱物體時握力的調節和上肢的運動軌跡造成什麼樣的影響，具體動作包括振動搖晃物體、快速鬆開握住物體的手以及輕拍手勢。握力實驗的數據可用於甄別太空人在不同的引力環境之間移動時存在的潛在危險。
太空中的心臟
太空人傑西卡·梅厄正在進行工程心臟組織實驗
太空人凱特·魯賓斯正在進行重要心臟研究
在站期間，NASA太空人梅厄和凱特·魯賓斯（Kate Rubins）都進行著心臟相關的研究。梅厄進行的是工程心臟組織（Engineered Heart Tissue，EHT）實驗，或許能幫助我們更好地了解心臟的各種功能，還可能給藥物研發以及與心臟功能障礙有關的其他應用帶來新的曙光。魯賓斯進行的則是重要心臟（Cardinal Heart）研究，研究的目的是幫助科學家了解心臟肌肉的衰老和衰弱，從而為地球上的人類和太空中的太空人提供新的防護與治療方法。
描繪我們的地球
地球觀察者
在站乘員地球觀測（Crew Earth Observations，CEO）實驗使用空間站太空人拍攝的照片，來記錄我們的地球因人類行為而發生的變化，這裡的人類行為涵蓋了從城市的增長和水庫的建設，到自然人口流動事件等各個方面。這一類圖像也能做到向地球反饋我們的災難響應情況。由卡西迪拍攝的這張圖片顯示的是颶風蘿拉（Hurricane Laura），當時正處於德克薩斯州與路易斯安那州邊境的沿海。
在微重力下生成液滴
太空人本肯正在使用微重力科學手套箱
本肯在微重力科學手套箱（Microgravity Science Glovebox，MSG）內進行液滴生成研究（Droplet Formation Study），這項實驗評估了得而達水龍頭公司（Delta Faucet）水動力花灑（H2Okinetic showerhead）的水滴形成和水流量。微重力研究可以幫助技術的改進，創造出更好的性能、提升用戶體驗，同時節約水資源和能源。
蘿蔔大豐收
太空人凱特·魯賓斯正在收穫蘿蔔
空間站蘿蔔的特寫
在27天的周期中，魯賓斯悉心照料並收穫了一批空間站蘿蔔，這是植物棲息地2號（Plant Habitat-02）實驗的一部分。這項研究將有助於我們優化特定空間環境中的植物生長，以及對植物營養和味道進行評估。之所以選擇蘿蔔，是因為它們是一種營養價值較高的典型可食用植物，蘿蔔具有較短的栽培時間，並且在遺傳上與擬南芥（一種經常用於微重力環境研究的植物）相似。
機器人的安全存儲
太空人們正在進行RiTS安裝前的準備工作
在第19次SpaceX商業補給任務中，「機器人旅館」機器人工具存放（Robotic Tool Stowage ，RiTS）抵達了國際空間站，作為關鍵機器工具的一個保護性存儲單元。在上面的圖片中，卡西迪與本肯和赫爾利一起正在進行RiTS的安裝前準備工作，RiTS已在太空行走期間完成了安裝。這個「機器人旅館」的第一批客人是兩個機器人外部洩漏定位器（Robotic External Leak Locators，RELL）。RELL是一種「嗅探器」，作用是幫助任務執行人員檢測空間站外部氨洩漏的位置，並迅速確認檢修是否成功完成。RELL是國際空間站上一次非常成功的技術演示，該技術經證明具有完備的功能，因此後續又啟動了第二個RELL的存儲。
未來的太空旅行
太空人正在進行神經實驗
俄羅斯太空人伊萬·華格納（Ivan Wagner，位於圖片前景）和阿納託利·伊萬申（Anatoly Ivanishin）在星辰號服務艙（Zvezda Service Module）中，拍下了這張合影。華格納佩戴著神經實驗室（Neurolab）設備，正在進行俄羅斯Pilot-T實驗，實驗的目的是探索太空旅行者在未來的行星飛行任務中駕駛航天飛船的方式。
對材料進行測試
部署前的MISSE飛行設施
日本宇宙航空研究開發機構（Japan Aerospace Exploration Agency，JAXA）的太空人野口聰一（Soichi Noguchi）從希望號實驗艙（きぼう，Kibō，Hope）的氣閘內部，審查了國際空間站材料實驗飛行設施（Materials ISS Experiment Flight Facility，MISSE-FF）的外部實驗裝置，有了這一設施，科學家就能在惡劣的太空環境中測試材料、塗層和組件，或是進行其他的大型實驗，
解碼DNA
太空人克裡斯·卡西迪正在進行DNA測序
上圖中，NASA太空人、第63遠徵隊指揮官克裡斯·卡西迪正在和諧號節點艙（Harmony module）內部工作，給微生物DNA樣品進行測序和鑑定。2016年，魯賓斯首次在國際空間站上對DNA進行了測序，卡西迪和魯賓斯2020年的工作正是建立在當年的研究基礎上。
迎接新的龍飛船
SpaceX龍飛船與空間站對接
SpaceX升級版的貨運龍飛船太空艙（Dragon cargo capsule）於2020年12月首次抵達空間站，帶去了諸多新的微重力科學實驗。第21次SpaceX貨物補給任務運送了一個新的氣閘，以及數個心臟組織、大腦類器官、太空生物採礦等實驗。升級後的貨運龍飛船讓可攜帶到空間站和從空間站返回的研究數量均得到了可觀的提升。
科學樣品
太空人克裡斯·卡西迪和各種各樣的體液樣本
卡西迪展示了作為食物生理學實驗（Food Physiology experiment）的一部分所收集的血液、唾液、尿液和糞便樣本，這項研究的目的在於記錄飲食改善對人體生理的影響，以及這種改善對航天飛行適應能力的增強效果。
回音回音回音
太空人傑西卡·梅厄正在進行血管回音實驗
在太空環境中，某些血管壁可能會變得更厚更硬，為了更好地了解太空飛行對這一過程的影響，圖片中梅厄正在進行血管回音（Vascular Echo）實驗，用超聲波對自己的血管進行監測。
註：文中所有圖片均來自國際空間站項目研究辦公室（International Space Station Program Research Office）。
參考來源：
https://www.nasa.gov/mission_pages/station/research/news/best-science-photos-2020