2022-02-18 09:23

人类已经在国际空间站上生活了20年——这是我们所做过的最酷的发现

A photograph of the Internatio<em></em>nal Space Station floating 250 miles above the Earth.

20年前,地球不再是宇宙中唯一一个人类可以称之为“家”的地方。2000年11月2日,三个人成为第一批居住在地球之外的人类。美国人威廉·谢泼德、俄罗斯人谢尔盖·克里卡列夫和尤里·吉岑科乘坐两年前发射的国际空间站环绕地球飞行了141天。在过去的20年里,国际空间站已经收容了来自19个国家的241人。

但是,除了作为一个住所,空间站还成为研究人员可以使用的最独特的实验室之一。空间站在地球上空250英里的轨道上运行,可以帮助地球上的科学家回答有关生物学、物理学、天文学甚至医学的问题。以下是国际空间站上发现的一些最值得注意的发现。

研究人员一直想知道太空中生命的生存——从微生物到植物、动物和人类。据美国宇航局称,20年来,国际空间站的微重力实验室已经主持了108多个国家的科学家进行的近3000项研究调查。

这样的研究提供了一个机会,看看我们如何为宇航员未来探索宇宙更遥远角落的旅行做准备。2017年,宇航员首次在没有将其送回地球的情况下,收集了空间站中存在的微生物样本,并分离了其DNA,并对其进行了测序。这是向前迈出的一步,使研究工作能够更快、更有效地进行。

宇宙飞船大气中不熟悉的微生物成分并不是宇航员在火星等目的地进行更长的任务时所面临的唯一障碍。食物供应也将是关键,这就是为什么在2014年,美国向国际空间站发射了第一个太空菜园蔬菜。在过去的十年里,俄罗斯宇航员种植了矮小麦、多叶水菜和矮豌豆。尽管如此,它们仍然不足以养活宇航员。2015年8月10日,美国国家航空航天局(NASA)的宇航员在获得该机构的安全许可后,首次食用了太空种植的莴苣。据该机构称,他们现在正在种植萝卜。

美国宇航局还密切监测微重力对人体的影响,最大的努力是“双胞胎研究”。这项研究于2015年启动,研究对象是一对同卵双胞胎宇航员马克·凯利和斯科特·凯利。斯科特在国际空间站呆了一年,而马克留在了地球上。在此期间,来自美国的10个研究小组测试了这两名男子的每一个生理、分子和认知细节——从他们的基因表达到他们的骨密度到他们的微生物群。斯科特返回地球后,研究人员对测量结果进行了比较。他们发现,尽管斯科特的一些基因表达发生了变化,但几乎所有其他方面都与他的双胞胎兄弟非常相似。

该站还协助防治疾病。在没有重力影响的情况下研究细胞,可以发现比在地球上可能发现的未知属性、行为和对治疗的反应。研究人员测试了新的癌症疗法,比如有可能阻止肿瘤生长的Angiex癌症疗法。他们还致力于识别致病蛋白质的结构,比如与遗传疾病杜氏肌营养不良症(DMD)相关的蛋白质。对阿尔茨海默氏症、帕金森症或哮喘等疾病的研究也在该站进行。

但国际空间站也帮助我们更好地了解了我们的“淡蓝点”中的生命。国际空间站以每秒5英里的速度运行,每90分钟绕地球轨道运行一周,让它的6名工作人员每天可以观看16次日出和日落。它的快节奏轨道使该空间站能够捕捉森林碳储量、植物水分压力和地球气候变化的实时数据。此外,NASA表示,宇航员可以“在风暴和火灾等灾难的整个过程中拍摄图像,记录云层覆盖、洪水和陆地的变化”。

国际空间站还让我们能够更深入地研究物理学,比如对气体、固体、液体和等离子体等物质的状态有了新的认识。2018年,国际空间站上的超冷原子设施产生了第五种物质状态。这种物质被称为玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC),它于1995年首次被制造出来,但那是它首次在地球之外被成功制造出来。

空间站独特的微重力条件也使其可以在没有可见的炽热火焰的情况下燃烧燃料。研究人员观察到的是一种被称为“冷火焰”的现象,这可能有助于设计对地球污染更少的车辆。美国国家航空航天局表示,与地球上几秒钟就会熄灭的冷火焰不同,国际空间站上的火焰会燃烧几分钟,这让科学家可以更好地观察它们。

当然,除了研究地球,科学家们还利用国际空间站来解开宇宙的秘密。其中一个项目,阿尔法磁谱仪02 (AMS - 02),于2011年5月16日启动,收集宇宙射线和宇宙粒子的数据,以帮助确定宇宙的组成和它是如何开始的。2017年,AMS - 02达到了里程碑,收集了超过1000亿宇宙粒子的数据。

2018年,日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)的一种名为全天候x射线图像监测(MAXI)的工具在天空中捕获了一个神秘的新x射线源。美国国家航空航天局(NASA)的中子星内部成分探测器(NICER)立即开始追踪它的来源,发现它是一个黑洞双星系统。随着该系统的演化——最终成为天空中最亮的x射线源——帮助天文学家更好地了解黑洞吞噬恒星时内缘是如何变化的。

过去20年对国际空间站的研究对无数领域的研究都非常有价值。但也只有刚上周,国际空间站上的宇航员们将血液和尿液样本,试图理解衰老在太空,拍照,进一步研究colloids-substances的运动,既不是液体或固体,像收音机toothpaste-talked高中学生,检查了他们在9月份种植的萝卜的生长情况,并做了一些实验,试图确定微重力是否会干扰他们对动作、方向和距离的视觉理解能力。一天的工作结束后,他们就去他们现在称之为家的地方睡觉。