國際空間站持續(xù)載人25載

2025年11月，標(biāo)志著人類在國際空間站（ISS）上持續(xù)存在了25載！

國際空間站上拍攝的上弦月

圖源：NASA

自2000年11月2日第一批宇航員抵達(dá)以來，NASA及其國際伙伴已進(jìn)行了數(shù)千項(xiàng)研究和技術(shù)演示，不僅推動了人類對月球和火星的探索，更惠及了地球上的生命。

微重力里的創(chuàng)新之路

研究人員充分利用了空間站獨(dú)特的微重力環(huán)境，開展了在地球上無法復(fù)制的實(shí)驗(yàn)，跨越多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，推動了科學(xué)的邊界。迄今為止，已有超過4000 項(xiàng)實(shí)驗(yàn)在空間站上取得了突破和發(fā)現(xiàn)。

NASA宇航員杰茜卡·沃特金斯（前景）與鮑勃·海因斯（后景）在國際空間站進(jìn)行XROOTS實(shí)驗(yàn)。該研究利用空間站"蔬菜設(shè)施"開展無土栽培技術(shù)試驗(yàn)，測試水培和氣培模式的植物生長情況。

圖源：NASA

“25 年前，遠(yuǎn)征1號機(jī)組成為第一個(gè)將國際空間站稱為家園的乘員，開啟了人類在太空中持續(xù)存在的時(shí)期，并一直持續(xù)到今天，”NASA 代理局長肖恩·達(dá)菲（Sean Duffy）表示。“這一歷史性里程碑的實(shí)現(xiàn)，離不開 NASA 及其合作伙伴，以及每一位致力于在近地軌道保持照明的宇航員和工程師。”

為慶祝在微重力環(huán)境中的四分之一個(gè)世紀(jì)的創(chuàng)新，NASA重點(diǎn)介紹了25項(xiàng)科學(xué)突破，以展示空間站對科學(xué)、技術(shù)和探索的持久影響。

一、空間站的六大核心貢獻(xiàn)

國際空間站不僅僅是一個(gè)軌道實(shí)驗(yàn)室，它更是人類邁向深空探索、改善地球生活的前哨站。

一、鋪設(shè)通往月球和火星的道路

空間站被用作一個(gè)試驗(yàn)場，以開發(fā)和驗(yàn)證新的系統(tǒng)和技術(shù)，為超越近地軌道的任務(wù)做準(zhǔn)備：

深空技術(shù)驗(yàn)證：導(dǎo)航、通信和輻射防護(hù)技術(shù)正在整合到月球和火星任務(wù)的航天器中。先進(jìn)機(jī)器人系統(tǒng)：機(jī)器人外科醫(yī)生和自主助手等將擴(kuò)展醫(yī)療程序，減輕宇航員的負(fù)擔(dān)。

太空 3D 打印：宇航員利用回收塑料和不銹鋼進(jìn)行 3D 打印，為未來深空任務(wù)中零件的按需維修和制造奠定基礎(chǔ)。

意義：人類對月球和火星的推動始于近地軌道上的發(fā)現(xiàn)。空間站的每項(xiàng)創(chuàng)新都有助于推動 NASA 的“阿爾忒彌斯”（Artemis）和其他探索計(jì)劃。

為了重返月球并邁向火星，在地球以外維持生命變得至關(guān)重要：

太空農(nóng)業(yè)：宇航員已在太空種植了50多種植物，包括番茄、白菜和辣椒。

高效水回收：先進(jìn)的生命支持系統(tǒng)能夠回收空間站美國部分高達(dá)98%的水，這是探索任務(wù)所需的理想水平。

宇航員健康：研究揭示了太空對大腦、視力、肌肉和骨骼密度的影響，指導(dǎo)了長期任務(wù)中的宇航員表現(xiàn)維持策略。

意義：通過在太空種植食物、回收水和改進(jìn)醫(yī)療護(hù)理，NASA 正在為未來的月球和火星長期任務(wù)鋪平道路，同時(shí)革新地球上的農(nóng)業(yè)和醫(yī)學(xué)。

空間站上的研究不僅將人類推向更遠(yuǎn)的宇宙，也幫助解決了地球上復(fù)雜的人類健康問題：

由Redwire公司主導(dǎo)的國際空間站藥物結(jié)晶實(shí)驗(yàn)樣品已完成太空培育并返回地球。

圖源：NASA

疾病治療：微重力改變細(xì)胞功能的發(fā)現(xiàn)，為癌癥、阿爾茨海默病、帕金森病和心臟病等疾病的治療提供新見解。

藥物開發(fā)：在微重力下培養(yǎng)蛋白質(zhì)晶體，可獲得更大、更有組織的結(jié)構(gòu)，推動了癌癥、肌肉萎縮癥和神經(jīng)退行性疾病藥物的新發(fā)展。

器官制造前沿：3D 生物打印已生產(chǎn)出膝蓋半月板和心臟組織等人類組織結(jié)構(gòu)，這是未來在太空中為移植患者制造器官的重要一步。

意義：微重力研究正使我們更接近在太空制造用于移植的人類器官，并揭示對抗癌癥、心臟病和其他嚴(yán)重疾病的新方法。

空間站提供了無與倫比的有利位置來了解宇宙的基本行為：

這張圖片展示了國際空間站上"火焰設(shè)計(jì)"實(shí)驗(yàn)中被點(diǎn)燃的火焰。

圖源：NASA

宇宙觀測：空間站外部的X射線望遠(yuǎn)鏡數(shù)據(jù)有助于理解恒星坍縮、黑洞和時(shí)空漣漪。量子科學(xué)：科學(xué)家在空間站上創(chuàng)造并研究了物質(zhì)的第五種狀態(tài)（玻色–愛因斯坦凝聚體），將量子科學(xué)應(yīng)用于太空導(dǎo)航和 GPS 系統(tǒng)等。

意義：空間站上的研究正在幫助我們解開宇宙最深層的奧秘，從最小的量子粒子到最強(qiáng)大的宇宙爆發(fā)。

物理過程在微重力下的不同表現(xiàn)，為科學(xué)家提供了新的發(fā)現(xiàn)視角：

流體和燃燒：對流體沸騰、約束和流動以及冷火焰的研究，有助于設(shè)計(jì)更高效的未來航天器燃料、生命支持系統(tǒng)和更清潔的發(fā)動機(jī)。

意義：基礎(chǔ)物理學(xué)的突破推動了地球上的創(chuàng)新，并改進(jìn)了航天器的燃料、熱控制、植物澆水和水凈化系統(tǒng)。

自 2000 年以來，空間站為全球的私人公司、研究人員、學(xué)生和宇航員打開了大門：

美國宇航局宇航員妮可爾·艾爾斯通過業(yè)余無線電與阿肯色州斯普林代爾市湖濱初級中學(xué)的學(xué)生進(jìn)行天地通話。艾爾斯圍繞國際空間站上的工作和生活體驗(yàn)，回答了學(xué)生們提出的各類問題。

圖源：NASA

商業(yè)航天經(jīng)濟(jì)：空間站是商業(yè)航天經(jīng)濟(jì)的發(fā)射臺，促進(jìn)了私人宇航員任務(wù)和商業(yè)實(shí)驗(yàn)。

全球合作：來自超過 25 個(gè)國家的285 多名乘員訪問了這個(gè)人類持續(xù)運(yùn)行時(shí)間最長的太空前哨站，使其成為全球合作的象征。

意義：空間站孕育了新的全球市場，NASA 及其國際伙伴在近地軌道建立了領(lǐng)導(dǎo)地位，為未來探索任務(wù)鋪平了道路。

國際空間站的25年，是人類歷史上最成功的合作范例之一。它所帶來的突破和創(chuàng)新，不僅指向星辰大海，更深深地扎根于地球上的每一個(gè)角落。

參考

https://www.nasa.gov/missions/station/iss-research/25-year-of-scientific-discovery-aboard-international-space-station/