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科学发射到空间站的前瞻与回顾

05-18 18:29  来源:NASA  阅读:482

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天鹅座访问车辆和机器人手臂的视图

一些最早的人类探险家使用称为六分仪的机械工具来驾驶巨大的海洋并发现新的土地。今天,高科技工具在微观DNA中发现以前未知的有机体。国际空间站上的科学家很快就会拥有两种类型的工具。


轨道ATK的天鹅座宇宙飞船计划于5月20日前向空间站发射第九次合同货物再补给任务。宇宙飞船提供的科学和研究包括测试几个世纪以来的六分仪导航和提高轨道实验室能力的前瞻性思考工作支持尖端的分子研究及其商业能力。


几个世纪以来,水手们驾驶六分仪进行导航,六分仪具有光学瞄准镜,可以从陆地或海洋进行精确的角度测量。美国航空航天局的双子座飞行任务从飞船上进行了第一次六分仪瞄准,设计人员将六分仪安装在阿波罗车辆上,作为失去通信能力的导航备份。吉姆·洛维尔在阿波罗8号上演示了六分仪的导航可能会让航天飞机回家。


随着人类开始远离地球旅行六分仪导航调查测试使用手持六分仪对深空中的任务进行紧急导航。如果通信和主计算机受到威胁,月球,行星和恒星之间的视角角度为机组人员提供了另一种方法,可以找到回家的路。


首席调查员格雷格霍尔特说:“当涉及天体导航时,不需要重新发明轮子。“我们需要一个强大的机械备份,尽可能少的部件和尽可能少的功率来让你安全回家。”

冷原子实验室设施3d图

生活在太空中的偏远和有限的资源需要简单而有效的过程和程序来监测微生物的存在,其中一些可能是有害的。


生物分子提取和测序技术(BEST)推动了测序过程的使用,以确定目前方法无法检测的空间站上的微生物,并评估微生物基因组中可能由航天飞行引起的突变。 


空间3中的基因首次在车站进行了细菌的飞行鉴定。首席研究员Sarah Wallace说,BEST使用一种直接从样本中直接进行序列分析的方法来识别未知的微生物,而最少的准备工作就是采用这一步,而不是使用传统技术来从样本中培养培养物。“这样一来,我们就可以确定使用传统培养方法无法检测到的微生物,而且我们不会增加该站可能存在的潜在病原体的数量,”Wallace解释说。


将这些新工艺添加到成熟的技术中为飞行研究打开了新的途径,例如台站微生物如何改变或适应航天飞行。


“通过对我们的流程进行小幅度的修改,您几乎可以在台上进行任何类型的排序,”Wallace说。“到现在为止,我们必须将样品带回地面才能看到这些变化。我们知道基因表达的变化,但冻结样品并将其带回地面可能会导致不是由航天环境造成的变化。如果我们可以在车站观看它,它可能会有很大的不同。从基因表达的实时快照中获得很多东西。我认为这将是很多研究的关键。“

科学家在实验室工作的图像

调查的测序组件提供了关于台站微生物居住者的重要信息,包括哪些生物体存在以及他们如何对航天环境做出反应 - 这些洞察力有助于在未来的太空探索过程中保护人类。从BEST获得的知识还可以提供监测地球上偏远地区微生物存在的新方法。


新的冷原子实验室(CAL)的设施可以帮助解决现代物理学中的一些重大问题,并以比微生物更小的规模开展科学研究CAL创造的温度比空间真空低一百亿倍,然后使用激光和磁力减缓原子直到它们几乎不动。CAL可以在空间站的微重力环境中观察这些超冷原子的时间比在地面上可能的时间长得多。这项研究的结果可能会导致许多改进的技术,包括用于航天器导航的传感器,量子计算机和原子钟。


国际商业实验或ICE立方体服务测试并委托第一个欧洲商业系统来增加对这个独特实验室的访问。欧洲航天局(ESA)和空间应用服务(SpaceAps)之间的合作伙伴关系,ICE Cubes使用永久安装在哥伦布模块中的滑动框架和“即插即用”实验立方体。实验立方体易于安装和拆卸,具有不同的尺寸,并且可以使用商用现成组件构建,大大降低了开发实验的成本和时间。


“这个想法是为任何组织或客户的研究,技术和教育提供快速,直接和负担得起的访问空间,”SpaceAps的Hilde Stenuit说,他设计并开发了该设施并使其可以随时准备就绪。


ICE立方体消除了限制进入太空的障碍,为更多的人提供了飞行机会。潜在的研究领域从制药开发到干细胞,辐射和微生物学实验,流体科学等等。


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