20多年人类研究国际空间站的20个热门实验

国际空间站

2020年11月2日星期一,自第一艘船员居住在国际空间站的居住以来,标志着20年。从那时起,工程的足球场大小的壮举已经举办了26个欧洲任务,并支持超过2700多项国际实验,以改善地球和太空的生活。信用:esa / nasa

由于世界庆祝国际空间站周围地球上的两十年的人类,本月的科学摘要将不在四周内欧洲空间研究,但20年 - 自然地关注人类研究。

2000年11月,第一个人进入双模块国际空间站,ESA仅次于三个月后跑了第一个实验。

国际空间站探险队成员

2000年12月,在国际空间站的Zvezda模块中,探险队1号成员准备吃橘子。(左起)宇航员尤里·吉赞科(Yuri Gidzenko), NASA宇航员威廉·谢普德(William Shepherd)和宇航员谢尔盖·克里卡列夫(Sergei Krikalev)。探险队1号是第一批在国际空间站生活的宇航员。来源:美国国家航空航天局

欧洲航天局的人类航天研究协调员Jennifer Ngo-Anh解释了空间站研究的好处,“我们通常会进行三种类型的实验,在地球上无法完成的研究,了解和改善宇航员健康的研究,以及利用将完全健康和健康的人类送入一个新的、充满压力的环境的独特方面的研究。”

“正如你从下面的列表中看到的,这项研究正在帮助我们进一步探索太阳系,但它使地球上的人们受益于新知识、新技术和新技术——太空飞行是创造力的发动机。”

人类和机器人探索益处infographic

这张信息图显示了欧洲航天局的人类和机器人航天计划给人类带来的一些好处。太空探索的挑战加速了地球上所有人的创新。通过提高能源效率、自动化、机器人技术、人工智能、居住技术、回收利用、废物管理和增材制造等方面的效率,人类和机器人航天正在将技术向循环经济发展。来源:ESA-K。Oldenberg

以下是二十年来欧洲航天局最喜欢的20个实验:

  • 脑DTI
    这项研究对宇航员的大脑进行了扫描,以测量他们的大脑对新输入信息的“可塑性”,即大脑适应新输入信息的速度。令人欣慰的结论是,大脑的适应能力惊人地好,尽管研究暗示,在失重状态下漂浮对大脑的影响是永久的。
脑DTI实验MRI脑扫描

在brain - dti实验中,一个志愿者的大脑的核磁共振扫描,使用束造影显示神经网络。信贷:b Jeurissen

  • 42是答案
    哥伦布市的生物实验室被用来研究哺乳动物的免疫细胞适应微重力需要的时间:42秒,正如道格拉斯·亚当斯在《科学》杂志中所说,这正好是生命的意义银河系漫游指南和执行实验的空间站探险的数量!
  • 昼夜节律
    该实验监控宇航员的体温,了解我们的内部时钟。在地球上设计和销售了一种新型的非侵入式温度计,以获得令人惊讶的研究人员,因为它表现出体温持续增加。
  • 内皮细胞
    研究我们血管的细胞正在帮助了解他们如何以及为什么合同和扩展,以及为什么他们在地球上老年的功能降低。
人类内皮细胞

染色的人内皮细胞组分用于鉴定。在红色中是“肌动蛋白”蛋白质,其允许细胞移动,粘附,分裂和反应刺激。蓝色是含细胞核的DNA。信用:Scuola Superiore Sant'anna,Pisa,意大利

  • 生长血管
    不满足于仅仅观察血管,在太空中生长新的血管怎么样?这个实验利用失重来观察我们是否能生长新的三维器官。在地球上,重力会将细胞往下拉,使得3d结构在实验室中更难实现。
  • 更好的睡眠
    睡眠很重要,并且更加警觉,所以如果你即将停靠两艘航天器,远离地球数百万公里。但是,当太阳从国际空间站看到的时候,你如何确保宇航员睡个好觉夜晚睡眠?如有必要,结构,轻型和化学辅助助剂是答案(到目前为止),这些调查结果也适用于地球上。
  • 船只ID
    这个实验并不研究人类,但它确实拯救了生命。船只ID全球交通监控接收器在哥伦布实验室外测试,并从渔船上拿起遇险灯塔;然后通知搜救机构。我们从这个实验中学到的是什么现在作为一个独立的卫星飞行
  • 强调免疫系统
    免疫实验采用了一种全面的方法来调查压力,通过使用问卷、血液样本和宇航员的体温读数来显示免疫系统失控。由于需要,研究人员开发了分析少量血液的新方法,以避免耗尽宇航员已经耗尽的血液。现在,所使用的硬件和方法正在与医学界共享,以帮助照顾有风险的新生儿,他们甚至没有多余的血液可供分析。
  • 骨质疏松症-盐不是好东西
    宇航员的骨骼在太空飞行期间会加速骨质疏松。这种疾病每年给欧洲造成大约250亿欧元的损失,主要影响老年人,导致骨骼脆弱,摔伤髋部和手臂。在太空中对宇航员的研究表明,体内的酸性会加速骨质流失,你可以通过少吃盐或服用碳酸氢盐药片作为一种简单的预防措施来抵消这种酸性。在地球上,一项研究需要几十年才能看到结果,但宇航员加速衰老让研究人员可以快速跟踪想法。
esa宇航员弗兰克德威恩


ESA Astronaut Frank de Winne于2009年10月2日在哥伦布Biolab孵化器中安装了实验集装箱。信贷:美国宇航局

  • 3D骨扫描仪
    为了更详细地跟进上述研究,EDOS-1和2实验需要更好的医疗扫描仪,以便看到宇航员骨骼的更精细结构 - 所以他们创造了这一点。Xtreme CT扫描仪ESA帮助开发可以显示骨骼的显微架构及其力量,以监测地球周围地区每个人的骨骼。
  • 酵母
    Biolab中的另一个实验研究了酵母菌株,这些酵母菌株已被用来制作面包和酿造饮料。不出所料的是,在微匍匐症中,酵母表现出压力的迹象,并在建造细胞壁上有问题。细胞转移了它们的能量来修复自己,并迅速增长。通过分析在微匍匐的微生物中表现更好的菌株,研究人员可以识别可用于更长的空间任务的基因。可以将未来的任务培养空间票酵母 - 遥远的行星 - 空间面包店有人吗?
  • 5-LOX
    5-LOX酶调节人类细胞的预期寿命。大多数人类细胞会分裂和再生,但它们复制的次数是有限的。意大利研究人员想要找出这种酶是如何影响宇航员在太空中的健康的,他们发现在太空中飞行的细胞比离心后的样本显示出更多的5-LOX活性,这给科学家提供了一种目标酶,可以在弱化免疫系统中发挥作用。这种酶可以被现有的药物阻断,所以利用这些发现来改善人类健康是接近现实的。谁知道未来会开发出什么延长生命的药物,这都要归功于一个为期两天的太空实验。
  • 找到钥匙
    类似的实验将免疫细胞通过空间中的人工重力放置,并且显示细胞中的特定发射器,称为Rel / NF-KB途径,停止在失重中。发现哪个基因是寻找适合钥匙孔的右键的类似物,而不是发现钥匙孔。研究已经在国际空间站飞行的细胞正在将研究人员放在正确的道路上,以找到我们的免疫系统如何运作的关键。制药行业还可以发现需要积极地对抗特定疾病和市场定制抗体的基因。
  • 激光眼睛
    宇航员在哪里看着空间?一个简单的科学问题,而是回答它的研究团队在这项实验后面需要始终追踪宇航员的眼睛。为该空间研究开发了新的硬件,现在在欧洲的几乎所有激光眼镜中都发现,外科精确是关键。
Cosmonaut Sergei Krikalev眼睛跟踪

Cosmonaut Sergei Krikalev穿过ESA的眼睛跟踪装置在探险11到2005年的国际空间站。信用:ESA / NASA

  • 远程诊断
    远距离保持宇航员的健康是地球上飞行外科医生的任务。并非所有宇航员都能成为医生,所以诊断和研究人类健康都需要小巧易用的机器。在过去的二十年里,在超声波机、心率监测器、温度计以及在操作和将数据发送到数千公里之外的医疗专业人员方面取得了巨大的进步。Tempus Pro机器是这方面的顶峰,可以在我们的星球上同样有效地使用。
  • 保持强劲
    强壮的肌肉在地球上是需要锻炼的,而在太空中更需要锻炼,因为在失重状态下,某些用来行走或坐着的肌肉被称为“反重力肌肉”。研究表明,仅在短期任务中,宇航员的肌肉质量就会损失20%,这让即将着陆的宇航员感到担忧火星经过9个月的飞行。肌肉活检实验正在研究细胞之间的通讯(称为信号通路)。研究人员怀疑细胞的交流与重力感应有关,细胞在太空中的交流较少。这项研究仍在进行中,但科学团队已经获得了肌肉活检的图像,显示飞行后肌肉内组织空间增大,这初步证实了他们的假设。
  • 肺部健康
    肺是如何适应太空飞行的?这项由瑞典人主导的研究将宇航员送入太空站的气闸,并抽出空气以降低压力,结果显示出呼出的一氧化氮水平令人惊讶。研究人员开发了一种药物,对肺循环具有独特的选择性作用。这种药物会使血管扩张,抵消危及生命的局部血压升高。在月球和火星上,宇航员的肺部很容易受到灰尘颗粒的刺激或发炎,因为它们不会落在地面上,而是无休止地循环。
ESA Astronaut Samantha Cristoforetti Airway Monitoring

ESA Astronaut Samantha Cristoforetti在国际空间站与Airway监控调查的设备一起使用。信用:esa / nasa

  • 老年
    我们的大脑一直在变化——神经和连接细胞会根据每一次新的体验重新排列,但随着年龄的增长,这方面的能力就会下降。科学家们对宇航员的大脑进行了神经吐沫实验,以了解他们如何适应新环境,并开发了测试空间认知的新工具,这将对我们老化的大脑大有帮助。
  • 人类比我们想象的更干净
    二十年来,人类一直生活在封闭的国际空间站里,没有淋浴间可以洗澡。在地球上没有一个地方可以让研究人员研究细菌是如何在如此紧密的环境中进化和生活的。人们对细菌猖獗生长的担忧一直存在,但事实证明这并没有那么糟糕,在空间站周围大约有55种细菌找到了健康的平衡。这并不意味着正在进行研究易清洁净的材料将保持细菌检查
  • 混合起来
    这一系列实验是基于物理学的,但是看液体在分子水平上的混合是如何改善地球上药物的保质期。精华的SODI实验在失重中观察两个液体。由于两种液体不断混在一起,结果对于开发令人难以知道的液体的抗身药物,这些结果对于开发基于抗身的药物来说是有趣的。

这只是在专注于人类研究的国际空间站上的欧洲实验中的一小部分。自从第一个模块启动并由四个其他空间机构推出以保持空间站举办的其他一些空间机构以来,已经进行了大约400个ESA调查。美国国家航空航天局,俄罗斯的Roscosmos,日本雅克和加拿大空间机构。

空间站全景

这张国际空间站的全景图是欧洲航天局宇航员卢卡·帕米塔诺在2019年11月进行的一系列历史性太空行走的第一次拍摄的照片。作者、记者和研究员Lee Brandon-Cremer将Luca在第一次舱外活动(EVA)为阿尔法磁谱仪(AMS)服务时拍摄的三张照片拼接在一起,创造了这张照片。信贷:l . Brandon-Cremer

随着空间站套装继续运行更多年,未来对于我们独特的实验室的研究是光明的。“我们倾听了研究人员和公司,并使空间研究更容易易于讨论,例如随着在一个包裹交易中提供设计,建造,飞行和运行实验的公司,”公司“。”詹妮弗说。

“在空间站上的研究几乎总是提供令人惊讶的结果,推进我们对世界的知识,人类,利益地球上的人。20年来,我们一直在研究科学和工程符合的最前沿,我期待看到更多多年有趣的实验和结果。“

1条评论关于“国际空间站20年人类研究的20项顶级实验”

  1. 德州康斯坦丁|12月28日,2020年11:39|回复

    在“睡个好觉”一栏下:国际空间站离地球并没有数百万公里远。轨道平均高度为408公里。

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