還hai想咋地？

智慧姐姐

因?yàn)楹芏嗳藛栠^：“空間站？有啥用呢？”

國際空間站宇航員每天健身，是生活，也是工作。運(yùn)動(dòng)，是防止微重力環(huán)境下肌肉萎縮、骨質(zhì)過快流失的方法之一。此外的手段還有低鹽飲食。圖為美國宇航員凱倫·妮寶（Karen Nyberg）。

冷戰(zhàn)結(jié)束后，東西方對(duì)抗格局消失，美俄在太空的軍事爭奪暫時(shí)成為次要矛盾。美國國家航空航天局（NASA）開始與俄羅斯聯(lián)邦航天局（ROSCOSMOS）接觸，商談合作建立空間站的構(gòu)想。國際空間站計(jì)劃開始起步。

目前唯一

1998年11月，俄羅斯利用“質(zhì)子”號(hào)火箭將“曙光”號(hào)功能艙發(fā)射升空，成為國際空間站第一個(gè)部署的艙段。這一具有里程碑意義的事件刷新了人類航天史。

緊接著，依靠美國航天飛機(jī)的運(yùn)輸力量，“團(tuán)結(jié)”號(hào)節(jié)點(diǎn)艙、“命運(yùn)”號(hào)實(shí)驗(yàn)艙、“尋求”號(hào)氣閘艙、“加拿大臂”以及主體桁架組裝完成。2000年，國際空間站實(shí)現(xiàn)宇航員駐站，國際空間站上開始有了人類。到2009年，國際空間站實(shí)現(xiàn)6人駐站，首次達(dá)到設(shè)計(jì)人數(shù)并持續(xù)至今。

過去，國際空間站的部件、物資、器材、人員運(yùn)輸任務(wù)由美國航天飛機(jī)和俄羅斯的飛船承擔(dān)。同時(shí)，歐洲和日本的貨運(yùn)飛船（分別為ATV與HTV）也曾實(shí)現(xiàn)了對(duì)國際空間站的貨運(yùn)補(bǔ)給。2011年，美國航天飛機(jī)全面退役，運(yùn)輸工作再度依賴俄羅斯飛船，危機(jī)一度出現(xiàn)。此時(shí)，美國私人公司的“獵鷹9”火箭和“龍”飛船開始進(jìn)入決策視野。2012年，“龍”飛船首次完成國際空間站貨運(yùn)任務(wù)。

成型的國際空間站可以分為兩大構(gòu)成部分。一部分，是核心功能組件，包括俄羅斯、美國、日本、歐空局、意大利研發(fā)的實(shí)驗(yàn)艙等。另一部分，是服務(wù)功能組件，包括中心桁架、太陽電池翼板、遙控機(jī)械臂系統(tǒng)，以及各種艙外儀器設(shè)備。

國際空間站是目前近地軌道空間唯一的大型載人綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)施。

啥用？先看看保健

以地球視角往上看，蒼穹之上，海拔330至435千米，即可能與國際空間站運(yùn)行軌道交會(huì)。驚鴻一瞥，可能是一個(gè)緩慢移動(dòng)，明亮的白點(diǎn)，閃爍在夜空中。地球上95%有人居住的地方可以看到它，除了緯度太靠北或者太靠南的地方。原因倒也簡單，國際空間站的運(yùn)行軌道是傾斜的赤道軌道，軌道面投影覆蓋了南北緯52度之間的地球區(qū)域。它每天繞地球轉(zhuǎn)15.54圈。

比如，國際空間站對(duì)人類健康的貢獻(xiàn)。

第1擊：對(duì)抗骨質(zhì)流失

骨骼在人體起著支撐身體和儲(chǔ)存鈣的重要作用。骨質(zhì)疏松癥是中老年人群體中的一種常見病。在空間站微重力環(huán)境下，體重負(fù)荷降低，成骨細(xì)胞的活性和骨質(zhì)的合量也相應(yīng)降低，宇航員患骨質(zhì)疏松癥的機(jī)率比在地面增加10倍（同時(shí)罹患腎結(jié)石的風(fēng)險(xiǎn)也大大增加）。因此，日本航空航天探索局（JAXA）和NASA在國際空間站合作進(jìn)行了生物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)，給駐站7名宇航員每周服用70毫克阿侖膦酸鈉，兼用維生素D，并且保持足量鍛煉。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，管用！

第2擊：防治哮喘

哮喘患者呼出的氣體中含有氨氧化物。如能追蹤其源頭并檢測(cè)氣體，可有效幫助醫(yī)生診斷病情。國際空間站上，灰塵和漂浮顆粒極易被宇航員吸入，歐洲航天局給宇航員研制了即時(shí)精確測(cè)量氮氧化物的便攜式裝置。哮喘患者已經(jīng)獲益于這項(xiàng)空間技術(shù)，未來可用這個(gè)小裝置檢測(cè)病情。

第3擊：免疫系統(tǒng)早期檢測(cè)

NASA約翰遜航天中心的研究人員用一種叫做定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）的方法，可以在人的唾液、尿液和血液中檢測(cè)出皰疹病毒。早發(fā)現(xiàn)，早治療，能有效防止帶狀皰疹導(dǎo)致的神經(jīng)損傷。

第4擊：癌癥治療

美國國家癌癥研究所與NASA聯(lián)手在國際空間站這個(gè)微重力平臺(tái)，研發(fā)了一種“微膠囊”技術(shù)?！拔⒛z囊”內(nèi)充滿治療藥物，可被直接注射到血液中，直指腫瘤病灶，在抑止癌細(xì)胞生長方面較傳統(tǒng)的冷凍和化學(xué)療法有明顯優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，“微膠囊”含有造影劑，利用CT、X射線或超聲波成像，可監(jiān)測(cè)藥物在人體組織間的分布運(yùn)行情況?；?h3>第5擊：用機(jī)械臂技術(shù)做外科手術(shù)

國際空間站“加拿大機(jī)械臂”-2和“的克斯特”機(jī)械臂研制者——加拿大MDA公司與薩瑟蘭德博士帶領(lǐng)的研究小組研制了名為“神經(jīng)臂”的外科手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)。利用該系統(tǒng)，外科醫(yī)生可通過操縱計(jì)算機(jī)工作站，使“神經(jīng)臂”與核磁共振圖像儀協(xié)同作戰(zhàn)，從而在顯微尺度下使用器械從事微創(chuàng)手術(shù)。

第6擊：水凈化

國際空間站上的廢水，經(jīng)過回收、凈化處理后，再度成為可飲用水。這為空間站保持6人常駐提供了重要的技術(shù)保障。國際人道主義救援組織希望利用這種技術(shù)，有效幫助第三世界人民解決缺乏潔凈飲用水的危機(jī)。

第7擊：高品質(zhì)蛋白質(zhì)晶體的培育

空間站能長久地提供晶體培育所需環(huán)境，并實(shí)時(shí)進(jìn)行X射線衍射測(cè)定。日本2003年在國際空間站“星辰”號(hào)服務(wù)艙完成9項(xiàng)蛋白質(zhì)結(jié)晶實(shí)驗(yàn)，已經(jīng)掌握了培育高品質(zhì)蛋白質(zhì)晶體的技術(shù)。相關(guān)技術(shù)將應(yīng)用于制藥業(yè)，以改善藥物活性。

2016年4月，由“龍”飛船運(yùn)輸?shù)摹俺錃馀蛎浭教张摗保˙EAM）送抵國際空間站。這種充氣式太空艙充氣后的空間與傳統(tǒng)金屬殼太空艙相當(dāng)，重量卻輕很多，便于運(yùn)輸，發(fā)射費(fèi)用也較低。這項(xiàng)技術(shù)未來可用在月球與火星基地，適于組裝大型空聞結(jié)構(gòu)。圖為藝術(shù)家的想象圖，BEAM對(duì)接在3號(hào)節(jié)點(diǎn)艙“寧靜”號(hào)上。

第8擊：全球教育

國際空間站開設(shè)的各類教育項(xiàng)目，旨在激發(fā)世界各地的孩子們學(xué)習(xí)科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)（簡稱STEM）的熱情。其中，“國際空間站業(yè)余無線電通訊計(jì)劃”（簡稱ARISS）是由美國業(yè)余無線電聯(lián)盟、國際業(yè)余衛(wèi)星組織、NASA等共同發(fā)起，面向青少年的航天科普互動(dòng)項(xiàng)目。第一套業(yè)余無線電設(shè)備于2000年9月被“亞特蘭蒂斯”號(hào)航天飛機(jī)帶入太空，第一次與業(yè)余愛好者的通聯(lián)是在2000年11月由指令長威廉·謝潑德完成的，第一次與學(xué)校通聯(lián)是在2000年12月，所用頻率為：語音和數(shù)據(jù)下行，145.80兆赫（國際通用）;數(shù)據(jù)上行，145.99兆赫（國際通用）。通常情況下通話時(shí)間為10分鐘。如果想在家里與國際空間站進(jìn)行通聯(lián)，只需準(zhǔn)備下列裝備：一個(gè)工作于2米波段、輸出功率在5瓦以上的電臺(tái)，身處通聯(lián)區(qū)域內(nèi)的人甚至可以使用簡單帶掃描功能的收音機(jī)。若能準(zhǔn)備一根全向天線、鞭狀天線或者箭形天線那樣的小型指向性天線，則會(huì)帶來更好的效果。NASA希望向世界范圍內(nèi)青少年提供與宇航員對(duì)話的機(jī)會(huì)。

此外，NASA聯(lián)手14個(gè)國家的航天機(jī)構(gòu)，通過一套名為“X任務(wù)：像宇航員那樣訓(xùn)練”的活動(dòng)，“培訓(xùn)”了數(shù)千“兒童宇航員”。體力、意志力、協(xié)作能力、平衡感以及空間意識(shí)，所有這些，都和正式宇航員執(zhí)飛之前的訓(xùn)練是相通的。

歐洲與美國學(xué)生展開競賽，共同設(shè)計(jì)NASA的“同步位置保持、連通與再定向試驗(yàn)衛(wèi)星”（SPHERES）。每個(gè)排球大小的衛(wèi)星都帶有自己的動(dòng)力、推進(jìn)、計(jì)算與導(dǎo)航軟件，控制裝置就是一部智能手機(jī)。試驗(yàn)最終目標(biāo)是讓未來機(jī)器人在軌道內(nèi)編隊(duì)飛行，進(jìn)而修理空間站，為其他衛(wèi)星填注燃料，去獲得比單個(gè)望遠(yuǎn)鏡視場更大而分辨率相當(dāng)?shù)膱D像。

第9擊：增材制造

2014年8月，首臺(tái)空間3D打印機(jī)運(yùn)抵國際空間站，并在微重力環(huán)境下完成了首次3D打印，那是一個(gè)螺絲扳手。設(shè)計(jì)方案來自阿拉巴馬州的高中生羅伯特.謝蘭（Robert Hillan）。NASA把他的設(shè)計(jì)方案上傳到了國際空間站。

早有科學(xué)研究證實(shí)，近地空間微重力環(huán)境，對(duì)打印材料凝結(jié)固化成型有直接影響。太空中，打印熱源應(yīng)優(yōu)先選擇激光束和電子束，以便熔化材料。而材料本身如是金屬，則以絲狀為宜，而不是地面上的粉末。人類開始探索未來建立近地空間生產(chǎn)制造基地的可行性，由這里再走向深空。

第10擊：太空育種

目前，國際空間站已經(jīng)進(jìn)行過農(nóng)作物生長測(cè)試，品種如擬南芥、矮化小麥，其中擬南芥的種類就有5種。第一次測(cè)試表明，可以在國際空間站內(nèi)種植大型植物。一個(gè)全封閉的閉環(huán)系統(tǒng)中，紅、藍(lán)、綠以及白光LED燈下，180多個(gè)傳感器將作物實(shí)時(shí)信息（包括溫度、氧氣含量和濕度水平）傳遞給地面的肯尼迪中心。NASA宇航員佩吉·惠特森（Peggy Whitson）第一次在太空中種植一種名為Tokyo Bekana大白菜。這種綠葉蔬菜長得很快，營養(yǎng)和口味很受好評(píng)?；萏厣瓕缪菰谲増@丁的角色，專職為白菜服務(wù)約1個(gè)月。

目前，空間站上的農(nóng)產(chǎn)品將主要滿足宇航員自身需要。但未來，太空育種將成就新形態(tài)農(nóng)業(yè)。將種子帶上太空，靠空間中的高能粒子輻射、微重力、高真空等條件，改變植物種子的DNA遺傳特征。種子返回地面后繼續(xù)繁育，遺傳性狀穩(wěn)定后，品種改良。這類太空種子沒有引入外來基因，因此不屬于轉(zhuǎn)基因范疇。

未來

2017年，各國共向國際空間站發(fā)射了13艘飛船，其中4次載人任務(wù)，9次貨運(yùn)任務(wù)。第50～53長期考察組進(jìn)駐空間站，為今后的深空探索和改善地球生活做準(zhǔn)備。歐空局與比利時(shí)太空應(yīng)用服務(wù)公司合作的“冰立方”（Ice Cubes）計(jì)劃將利用國際空間站上的歐洲“哥倫布”艙段，展開植物生物學(xué)、陀螺儀和流體熱傳導(dǎo)實(shí)驗(yàn)，包括未來可能的制藥和材料研究。太空商業(yè)化的機(jī)遇就此展開……

許多航天愛好者談及國際空間站的科技成就如數(shù)家珍，但或許并沒有意識(shí)到，國際空間站的意義已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了科技層面。面對(duì)茫茫宇宙，即便偉大至此的人類空間站，也顯得渺小而孤單。和平探索宇宙空間，了解“母星”地球，為人類造福，不應(yīng)該區(qū)分種族、國家。國際空間站，讓使命感以及人類之間最質(zhì)樸的情感戰(zhàn)勝了其他雜念。

責(zé)任編輯：吳佩新

太空白菜。未來，太空育種將成就新農(nóng)業(yè)。