已过去的年是国际空间站上繁忙的科学年。11月,宇航员开始了人类在空间站上连续存在的第20个年头。到目前为止,国际空间站已经接待了人和多个科学实验。在过去的一年里,研究范围从在微重力下种植绿叶植物到分析采矿微生物,再到测试自主机器人等等。这些研究使地球上的人们受益匪浅,同时为年登上月球和后续登上火星做准备。
图1图1:美国宇航员克里斯蒂娜·科赫和安德鲁·摩根将生物研究样本存放在位于美国实验室舱内的冰柜中。将科学样品储存在活性低温ISS实验冰箱中非常重要,这样可以完整保存在太空中产生的数据,供研究人员在地球上进行分析。这项研究的目的是在微重力中寻找对阿尔茨海默氏病的理解。
图2图2:欧洲航天局宇航员卢卡·帕尔米塔诺拿着一个罐子,里面是蓝色的淀粉样蛋白聚合物。它是一种淀粉样纤维,是一种可以在体内积聚的蛋白质的聚集体,与许多神经退行性疾病有关,如阿尔茨海默氏症和帕金森病,这些病症对长途飞行中的宇航员构成潜在的巨大风险。
图3图3::欧空局宇航员卢卡·帕尔米塔诺在安装生物采矿反应堆。几个世纪以来,人们一直努力从固体岩石中开采有用的矿物和金属,然而,现在科学家们已经学会了如何利用微生物的力量来替代人力,这个过程被称为生物采矿,目前已经在地球上普遍应用。这项研究是首次研究微生物如何在微重力和模拟火星重力下生长以及它们是如何改变行星岩石。
图4图4:作为微重力晶体实验的一部分,美国宇航员克里斯蒂娜·科赫使用显微镜观察和拍摄生长的蛋白质晶体样品。微重力晶体研究结晶了一种膜蛋白,它是肿瘤生长和癌症生存不可或缺的一部分。研究结果可以弄清楚癌症的发展机制,可以支持未来对癌症的更有效治疗,以及如何减少副作用。
图5图5:加拿大航天局(CSA)宇航员大卫·圣詹姆斯在微重力调查中进行了时间感知测试,测量了人类在长时间暴露于微重力期间和之后,对时间感知能力的变化。测试过程中,宇航员被要求说明他们在头戴式显示器中央看到蓝色方块的时间。
图6图6:美国宇航员尼克和安妮在日本实验室舱的气闸内安装国际空间站实验飞行设施设备,然后对装置进行减压。这个设备包含新材料暴露实验,准备部署在实验舱外。这项研究将帮助科学家了解辐射、真空空间和微流星体撞击如何影响各种材料。
图7图7:美国宇航局宇航员克里斯蒂娜·科赫激活了生物制造设施,以测试其在太空中打印人体器官组织的能力。科学家和医疗专业人员一直梦想着使用3D生物打印机来产生可用的人体器官。但是,在地球引力下,3D打印机在打印人体器官内的微小而复杂的结构时,已被证明是十分困难的。这个设备可让研究人员探索在空间的微重力环境下能否支持在太空中制造人体器官。
图8图8:空间站宇航员的工作之一是运行和维护科学硬件。在上图中,美国宇航局宇航员杰西卡·迈尔在燃烧综合机架(CIR)上工作,该设施可以在微重力下进行燃烧实验。CIR与微重力科学手套箱等设施连在一起,创造了一个安全可靠的环境,可以研究微重力下的燃烧,而不会使船员处于危险之中。
图9图9:美国宇航员安德鲁·摩根正在操作空间站上用于MVP细胞-02调查的多用途可变平台(MVP)实验模块。MVP空间生物学研究的对象是各种小生物,如果蝇,扁虫,植物,鱼,细胞,蛋白质晶体等等。细胞-02实验旨在了解生物体如何适应空间环境,空间环境是未来空间探索的重要组成部分。
图10图10:美国宇航员安妮·麦克莱恩在和谐舱和命运实验室舱之间的前庭内拍照。她的额头上戴着一个传感器,正在收集昼夜节律实验的数据,该实验研究宇航员的生物钟在长时间太空飞行中的变化。
图11图11:美国宇航员尼克·黑格在日本Kibo实验室舱内工作。黑格正在为细胞科学-02骨愈合和组织再生实验进行科学操作。该研究加深了对选定因素如何影响分子和生化水平组织再生的了解,并有助于开发出新方法,以对抗宇航员在太空中经历的骨密度损失。