運行20年,國際空間站20大科學突破

2021-01-09 騰訊網

人從未比在太空行走時顯得更為渺小，或更為偉大

語宙

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畢竟不是去玩

國際空間站運行20年，其間開展大量在軌科學實驗，取得多個方向的突破。NASA近日盤點了20大科學突破——

基礎疾病研究：阿爾茨海默病，帕金森病，癌症，哮喘，心臟病。如果其中任何一種疾病影響了你的生活，那麼空間站的研究也會影響到你的生活。

發現持續冷燃火焰：科學家在滅火實驗中點燃液滴時，意外的事情發生了。庚烷燃料的火焰似乎熄滅了，但實際上液滴仍在沒有可見火焰的情況下繼續燃燒，溫度比普通蠟燭低2.5倍。

▲滅火實驗中持續燃燒的庚烷液滴

新的水淨化系統：水對人類生存至關重要。不幸的是，世界上許多人口缺乏清潔的水。藉助讓太空人得以回收93%的水的空間站技術，地球上的風險地區可以使用先進的過濾和淨化系統。

利用蛋白質晶體開發藥物：在空間站上進行的蛋白質晶體生長實驗為許多疾病的治療提供了思路，從癌症、牙齦疾病到進行性肌營養不良。

▲希望號實驗艙裡形成的蛋白質晶體

對抗肌肉萎縮和骨丟失的方法：太空研究極大促進了我們對太空人骨骼和肌肉損失、以及如何減輕其影響的認知。這些知識也適用於地球上受困於骨質疏鬆症等疾病的人。

探索物質的第五種狀態：25年前，科學家們首次在地球上製備出物質的第五種狀態：玻色-愛因斯坦凝聚物（BEC）。2018年，NASA的冷原子實驗室成為第一個在太空中產生這種物質狀態的地方。這項成就可能有助於對量子力學基本定律的研究。

了解人體在微重力環境下的變化：當人類前往火星時，我們需要知道將面臨的挑戰。空間站上的長期停留，讓我們發現了人體在微重力環境下意想不到的變化。

▲雙胞胎太空人天地對比實驗

在軌測試組織晶片：組織晶片是一個U盤大小的設備，在其3D矩陣中內置人體細胞並代表某個器官的功能。這些晶片被送往國際空間站，以求更好地了解微重力對人類健康的影響，並將其應用於改善地球人健康狀況。

刺激近地軌道經濟：從衛星部署到在軌研究，充滿活力的商業太空經濟已經發展起來，其價值目前超過3450億美元。國際空間站一直是支持這一領域發展的重要力量。

在微重力環境中種植食物：種植糧食的能力可以幫助人類探索地球之外更遠的地方。為實現這一目標，國際空間站上開展了許多種植植物的技術探索。2015年8月10日，太空人們品嘗了他們的第一份太空沙拉，現在他們正在太空中種植蘿蔔。

從空間站部署立方星：作為最小型的衛星之一，立方星為空間科學研究和技術驗證提供了一種更經濟的方式。目前國際空間站已在軌部署了250多顆立方星，推動了衛星研發和衛星公司的發展。

▲鴿群衛星從國際空間站釋放

從獨特角度監測地球：憑藉空間站內外各種精密高端的儀器，科學家得以研究地球的水資源、空氣、陸地、植被等等，獲得了傳統遙感衛星之外的視角。

收集超過1000億個宇宙粒子的數據：「阿爾法磁譜儀-02」為全球研究人員提供了數據，幫助其研究宇宙的構成與起源。

更好地理解脈衝星和黑洞：安裝在空間站外部的中子星內部成分探測器（NICER）和全天空X射線圖像監測儀（MAXI）攜手工作，增進了我們對脈衝星和黑洞的認識。

▲I型X射線爆炸概念圖

學生參與太空實驗室研究：商業公司和科研人員並不是能夠利用空間站進行微重力研究的唯一群體。國際空間站為從小學到高校的學生們提供了了解空間科學、研究微重力效應的機會。

在軌識別未知微生物的能力：無需將樣本送回地球鑑定即可在軌實時識別微生物，這一能力對於微生物學和空間探索來說是革命性的。「太空基因-3」任務團隊在2017年將這種可能性變成了現實。

▲2017年，「太空基因-3「實驗首次在軌完成

從微生物樣品製備到基因測序的

完整微生物鑑定流程

開拓膠體研究領域：牙膏、3D列印、製藥、探測火星上的流沙，這些事之間似乎沒有關聯，但事實上它們中的每一項都將受益於空間站上膠體研究所取得的進步。

流體物理研究進展：地球上覆蓋著流體，而將其送入太空可以幫助我們更好地了解流體究竟是怎樣流動的。從先進的醫療設備到熱傳遞系統，空間流體研究已經從基礎研究發展到了技術應用測試階段。

微重力環境3D列印：2014年，國際空間站上完成了首次3D列印。此後，使用可回收材料開展的3D列印、甚至人體組織的列印屢被探索。

▲2014年在軌3D列印的扳手

應對自然災害：以太空人手持攝像機所拍攝圖像為重要來源，空間站積極收集對地數據，以支持全球的防災減災活動。

全部圖文來自NASA：

20 Breakthroughs from 20 Years of Science aboard the International Space Station，

https://www.nasa.gov/mission_pages/station/research/news/iss-20-years-20-breakthroughs

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    （美國宇航局）2000年10月31日，國際空間站的第一批太空人——美國人比爾·謝潑德（Bill Shepherd）和俄羅斯人謝爾蓋·克裡卡列夫（Sergei K. Krikalev）和尤裡·吉岑科（Yuri P. Gidzenko）從哈薩克斯坦起飛。 兩天後，他們打開空間站的門，雙手合十。星期一，標誌著20年來一直有人住在那裡。
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    今年是人類在國際空間站居住的20周年。2000年10月31日，第一批機組人員來到國際空間站時，這裡只是3個小房間。不久後，這些人就發現，國際空間站裡幾乎沒有什麼空間可供他們活動。那裡的空氣溫暖又潮溼，讓他們感覺黏糊糊的。
  • 美媒：國際空間站服役20年後前途未卜
    美國阿爾斯科技網站11月1日發表題為《服役20年後，空間站前途未卜》的報導，全文摘編如下：迄今已有六十多名太空人先後進駐國際空間站。這20年來，站內一直保持著至少兩個人。國際空間站是獨一無二的，此前從來沒有人在軌道上建造這麼大的太空飛行器且運行這麼長時間。然而，人們越來越擔心它會在沒有接替者的情況下退役，結束20年在軌運行。此外，我們從這樣一個前哨基地獲取的大部分價值可能都將化為烏有。國際空間站造價不菲。自從約30年前開始建造，美國航空航天局已經花費了1000億至1500億美元來組裝和維護這個空間站。不過，美國和世界的投資換來了很多回報。
  • ARISS將在國際空間站慶祝火腿無線電20年
    業餘無線電臺（ARISS）不久將慶祝國際空間站（ISS）連續開展火腿無線電業務20年。美國航天局正在用一張新製作的信息圖來紀念這一裡程碑，該信息圖強調了國際空間站上的太空人機組成員與學生之間通過業餘無線電進行的教育接觸。在過去的20年裡，ARISS支持了近1400次與學校、學生團體和其他組織的預定火腿無線電接觸。
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    ，題圖來自視覺中國人類對於宇宙的觀測雖有數千年的歷史，但直到 20 世紀，人類才開發出了進入太空的航空技術。2000 年，人類首次進入外太空的國際空間站（International Space Station，ISS），也才真正擁有了從地球以外反觀地球的空間視角。
  • 20年近3000項實驗，太空人在國際空間站研究了啥？
    二十年前的本周，即2000年11月2日，三名太空人打開了新建成的國際空間站的大門，漂浮了進去，從此開啟了人類在這個太空前哨上的長期生活和工作。 　　在此期間，國際空間站上的太空人進行了大約3000次科學實驗，研究涵蓋一系列學科，包括基礎物理學、地球觀測和生物醫學研究（見「在軌研究」）。國際空間站上的科學研究一度被批評為意義相對不大，與地球上人們的生活沒什麼關係，但隨著太空人投入更多的時間，國際空間站上的科學研究已經開花結果。
  • 相差20多年上天，天宮空間站和國際空間站的區別在哪裡？
    天宮空間站將要發射運營的消息振奮人心，我國終於完成了航天空間站從無到有的突破，打破了被長期封鎖的格局。其實，國際空間站早在1993年就開始立項，是由美國和俄羅斯共同發起的，然後有日本，歐盟等16個國家共同參與，一起完成了國際空間站的總體設計，1998年11月，完成所有的製造和測試，正式發射入軌。
  • 人類登上國際空間站20年，太空中人類文明的符號
    派遣年齡較長的太空人完成這次任務，並不僅是看重他們的經驗，也是對這些太空人的老朋友、已步入暮年的國際空間站的致敬。到今年11月2日，人類進駐國際空間站已經足足20年了。儘管在合作開始時，美俄之間常有分歧，但隨著空間站工作運行的深入，情況漸漸發生了變化。轉變的關鍵不在於兩國政府，而是各國的太空人們。國際空間站只有一個美式橄欖球場大小，生活空間相當於一個六居室的房子。在過去20年裡，來自19個國家的141個人到過這裡。他們品嘗過這裡的食物，抱怨過這裡的廁所，在這裡抽過血，嘗試過太空行走，無數次地從這個外太空的狹小空間裡打量著宇宙和地球。
  • 運營20年的國際空間站故障頻出 接下來命運會如何?
    他們的到來將預示著這個軌道實驗室20年來持續有人駐留的開始，NASA領導著一項國際合作努力，將在10年中繼續建設這個實驗室。出於在美蘇大衝突後緩和地緣政治緊張局勢的願望，空間站合作夥伴關係或多或少取得了成功。即使2003年哥倫比亞號太空梭發生空難，但空間站仍然有人駐留，只是後來美國有近10年時間沒有自己進行太空運輸。
  • 空間站標誌著人類在軌道上生活了20年
    「而且運行了20年幾乎沒有大問題。」他說：「這確實證明了在這類程序中可以完成的工作。」Shepherd現年71歲，已從NASA退休，目前居住在維吉尼亞州的維吉尼亞海灘。 62歲的Krikalev和58歲的Gidzenko在俄羅斯太空中的排名上升了。
  • 1998年11月20日 國際空間站第一個組件升空
    1998年11月20日，美國、俄羅斯、加拿大、日本和歐洲航天局12個成員國組成的16國國際空間站的第一個組件發射成功，從此拉開了國際空間站的建造序幕。
  • 國際空間站20年,不斷老化要修修補補,美國還沒接替者
    54、55號任務的太空人準備從哈薩克斯坦的拜科努爾航天發射場發射升空前往國際空間站作者 | 辰辰出品 | 網易科技《知否》欄目組（公眾號：tech_163）自2000年開始，儘管太空中存在各種各樣的固有危險，人類還是在國際空間站生活了20年的時間，完成了各種各樣的科學實驗
  • 先後用了20年，累計投資1300億美元，建設國際空間站值不值
    美國在這一領域很有發言權，眼下太空中使用的國際空間站就是美國宇航局主導的不得不承認，美國在空間站上的成就，它成功建立了完善的國際空間站，使得世界能夠藉助這一空間站了解宇宙更多的奧秘。並且美國主導的國際空間站是目前最大規模，設施最先進的人造太空設施，它大約有兩個足球場的大小，人類依靠其在太空中站穩了腳跟。美國為此耗費了近20年的時間和超過1300億美元（折合人民幣8887.58億元），但也有人問，投資如此巨大到底值不值？
  • 國際空間站20年花掉超千億美金,一些人開始覺得它「沒啥用」了
    再過幾天，就是人類在外太空持續生存的第 20 個年頭。20 年來，太空人團隊們不間斷地造訪國際空間站，在我們星球上方 400 千米的高空建造了自己的家園。2000 年 11 月 2 日，第一批太空人入駐空間站，他們是美國太空人比爾·謝潑德（Bill Shepherd）和俄羅斯太空人謝爾蓋·克裡卡列夫（Sergei Krikalev）、尤裡·吉岑科（Yuri Gidzenko）。
  • 花了20年，超過1300億美元！國際空間站究竟有什麼研究成果？
    國際空間站的設想是1989年由時任美國總統裡根首先提出的，也就是通過合作的方式，在太空見到最大的載人空間站。而這一設想一經提出，就在世界各國中引起了廣泛的爭討。 國際空間站從提出，到建立用時約20年。並且各國在國際空間站上的投入，也已超過了1300億美元（未算入通貨膨脹）。20年的時間和1300億美元製造出的國際空間站，究竟在研究什麼呢？對人類未來太空研究又有怎樣的用處呢？
  • 20年前建空間站不帶我們玩,20年後,近地軌道將僅剩中國空間站
    空間站是人類航天技術發展的裡程碑。蘇聯曾經是獨立發展空間站，然而解體之後，空間站的建設陷入僵局。而此時美國也正在計劃發展自己的空間站。為了防止俄羅斯一流的工程師和科研人員進入其它國家。航天技術最為發達的兩個國家。俄羅斯和美國開始牽頭，與其它14國一起，共同建設國際空間站。1998年國際空間站開始建設。