在过去的二十年里,国际空间站(ISS)上的宇航员以一种其他任何地方都无法做到的方式进行科学研究。国际空间站在离地球250英里的轨道上运行,是唯一一个用于长期微重力研究的实验室。

在过去的20年中,空间站支持了许多发现,科学创新,独特的机会和历史性突破。这项研究不仅有助于我们进入太空探索,而且还有利于地球的生活。

以下是在ISS中20年的人类存在期间实现的主要科学突破。

基础疾病研究

环形剪切掉落实验硬件安装在微匍匐科学手套箱内,帮助研究人员了解与毁灭性的神经变性疾病等蛋白质聚集,如Alzheimer和Parkinson。(信用:NASA / Kevin Depew)

阿尔茨海默氏症和帕金森的疾病,癌症,哮喘和心脏病 - 如果其中任何条件影响了您的生活,空间站的研究也会影响您。微匍匐研究为研究这些疾病的科学家提供了新的见解。没有地球引力的干扰,阿尔茨海默氏症的研究人员研究了可能导致神经变性疾病的蛋白质簇。癌症研究人员研究了内皮细胞的生长,这些细胞的生长有助于提供肿瘤需要血液的血液的血液。缺血细胞生长比地球上的细胞更好,可以帮助测试新的癌症治疗方法。欧洲航天局研究有助于开发诊断工具,这些工具量化了气道炎症 - 不仅在太空诊断中有助于帮助的工具,而且还将地球上的应用持有诸如哮喘等类似条件。

发现稳定燃烧的酷火焰

当科学家在火焰灭火实验(Flex)的研究中烧毁燃料液滴时,发生了意外的东西。庚烷燃料液滴似乎熄灭,但实际上继续燃烧而没有可见的火焰。火在两次 - 一次没有可见的火焰,一旦没有可见的火焰。这是科学家首次观察到具有双重燃烧和灭绝的大滴庚烷燃料的大液滴。第二阶段被称为凉爽的火焰化学热释放所谓的。当我们考虑火灾时,我们通常会考虑热量但是在船上创造的特殊火焰让事情保持有点冷却器。

AstraNut Alexander Gerster呼入了一个超敏感的气体分析仪,用于气道监测实验,可以帮助诊断哮喘等条件。(信用:美国宇航局)

从燃烧研究中去除重力允许探索火焰的基本原理。在地球上产生了酷火焰,但它们很快就会闪烁。在ISS上,凉爽的火焰可以燃烧分钟,让科学家们有更好的学习它们的机会。典型的火焰产生烟灰,二氧化碳和水。冷火焰产生一氧化碳和甲醛。更多关于这些化学不同火焰的行为的更多信息可能导致开发更高效,更少污染的车辆,并且可以为下一代船员勘探车进行大规模灭火测试和选择火灾抑制剂的定义和方向。

马特·曼塞尔(Matt Mansell)带着展示国际空间站水回收系统(ISS Water Recovery System)的容器,该系统能回收和再利用宇航员在太空中使用的水的93%。ECLSS的模型在后台。(来源:美国国家航空航天局/大卫Higginbotham)

新的水净化系统

空间站上有效回收废水可减少通过重新处理任务提供水的需求。当我们走到空间深处时,重新补给将是无法认真的,使这些系统成为必要性。JEM水回收系统(JWRS)产生来自尿液的饮用水。过去,在载人的航天飞机上,收集并储存尿液和废水,或储存覆盖物。然而,对于长期空间任务,供水可能成为一个限制因素。

此外,世界各地的许多人缺乏净水。风险区域可以通过为ISS开发的技术获得高级过滤和净化系统。该车站的水回收系统净化并过滤了该站的水,恢复和回收93%的水宇航员在空间中使用。

药物开发

蛋白质晶体生长实验在发言中进行了患者的洞察力,从癌症到牙龈疾病。通过结晶来研究人类蛋白质,帮助我们了解更多关于我们的身体和潜在疾病治疗方法。这些站实验的最有希望的结果之一来自于与杜仙肌营养不良(DMD)相关的蛋白质的研究,是一种可治区遗传障碍。基于该研究的DMD治疗在临床试验中。另一项调查,PCG-5,寻求种植治疗性抗体Keytruda®以更均匀的晶体形式。其目标是改进药物,使其可以通过注射而不是静脉注射治疗。

打击肌肉萎缩和骨质损失

空间研究对我们对宇航员的骨骼和肌肉损失的了解,以及如何减轻这些影响。所获得的知识也适用于地球上的人们处理骨质疏松症等疾病。微匍匐对骨骼和肌肉的影响为研究提供了独特的机会。科学家们已经开发出一种运动常规和饮食方案,显着减少骨骼和肌肉损失宇航员,否则将在他们入住车站期间经历。

了解如何减轻微重力对骨骼和肌肉的影响,对于未来在月球和火星的部分重力环境中进行探索很重要。在地球上,正常的衰老、久坐的生活方式和疾病会导致骨骼和肌肉萎缩。研究微重力下的这些损失可以帮助我们更好地了解它们,并有可能为回到地球的人类创造治疗方法。

未来的长时间空间任务将要求船员种植自己的食物。VEG-03实验使用素食植物生长设施培养白菜,生菜和Mizuna的类型。(信用:美国宇航局)

了解身体如何变化微匍匐性

当人类前往火星时,我们需要了解我们面临的挑战。长期住宿船上空间站发现了人体在微匍匐情况下变化的意想不到的方式。例如,一些宇航员出乎意料地发展了视力变化,现在称为空虚相关的神经眼综合征(SAN)。在帮助发现问题后,空间站研究曾担任更好地理解SAN的平台。

这项具有里程碑意义的为期一年的双胞胎研究研究了太空旅行对人体的影响。斯科特·凯利(左)在国际空间站上呆了一年,而他的同卵双胞胎马克作为控制对象留在地球上。(信用:美国宇航局)

美国宇航局的双胞胎研究比较了宇航员斯科特·凯利和他在地球上的双胞胎兄弟马克·凯利一年的太空生活。它提供了长期太空飞行对人体的多种影响的见解。研究结果显示,在太空中,斯科特的基因表达发生了变化,他的身体对疫苗做出了适当的反应。

在微重力中生长食物

增长食物的能力可以帮助人们远离地球探索。已经探讨了植物的许多技术,即将空间站探索为这些任务做好准备。2015年8月10日,宇航员对他们的第一个空间生长的沙拉和宇航员进行了抽样,现在正在增加太空中的萝卜。八种类型的绿叶蔬菜已经在宇航员的蔬菜设施中种植,吃了很好的调整最好的技术。

必须测试用于浇水,照明和种植植物的新解决方案,以在微重力中产生食物作物。该股公司已担任用于执行这些测试的平台,并验证哪些条件允许植物最有效地生长。

微重力下的3D打印

第一个项目是2014年在国际空间站上3d打印的。这台由“太空制造”公司开发的打印机生产了几十个部件,研究人员对这些部件进行了分析,并与地面制造的部件进行了比较。分析显示,微重力对这一过程没有显著影响,这表明3D打印机在太空中可以正常工作。后来的实验使用回收塑料来打印物品。生物制造设备在微重力条件下使用超细生物墨水层打印人体器官和组织方面取得了一些进展。

在国际空间站上测试打印机为未来更加独立于地球的太空任务铺平了道路。所需物品可以通过3d打印,而不是从地球发送到整个旅程中携带。使用回收材料印刷可以利用在长期任务中占用有限储存空间的材料。

应对自然灾害

以宇航员手持相机图像为核心组件,空间站已经成为轨道数据收集的积极参与者,以支持美国和国外的灾难响应活动。宇航员在整个过程中拍摄风暴和火灾等灾难的图像,记录云层覆盖、洪水和陆地的变化。安装在国际空间站上的闪电成像传感器还可以探测闪电的分布和变化,以改进恶劣天气预报。这些数据使我们能够从地球上无法获得的角度对灾害作出更明智的反应。

了解技术简介电视上的更多ISS发现yabovip16.com在这里


yabovip16.com技术简报杂志

本文首次发表于2020年12月号yabovip16.com杂志。

请阅读本期更多文章在这里

阅读档案中的更多文章在这里