宇航员克里斯蒂娜·科赫的空间站科学研究日记

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宇航员克里斯蒂娜·科赫的空间站科学研究日记

经过近一年的太空飞行后,NASA宇航员克里斯蒂娜·科赫(Christina Koch)将要回家了。当科赫返回地球时,她已经在太空中生活了328天,创造了女性最长的单次太空飞行记录。此前的记录保持者是NASA宇航员佩吉·惠特森(Peggy Whitson)保持的288天纪录。

她的长期任务将为研究人员提供了机会,用来观察长期航天对女性的影响,为阿尔忒弥斯计划重返月球和在火星上进行人类探索做准备。在这项创纪录的任务中,科赫在太空站上花费了许多时间从事各行业科学试验活动:农业、生物学、物理学、工程师、以及自身的测试等。

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人类健康与绩效

航天员在执行任务的过程中促进并进行了大量的实验,他们本身也是实验,帮助我们了解人体如何适应太空飞行。科赫作为研究对象志愿者参与的调查有助于为标准基线测量提供来自太空的更好的健康数据,使研究人员能够更准确地比较数据;评估提高个人和团队绩效的策略;确保宇航员保持健康的免疫系统。在这里,科赫正在帮助储存人类研究计划实验的样本。

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太空作物生产

科赫在太空期间,宇航员经常种植绿叶植物。她在微重力环境下进行了许多植物学研究,这将有助于我们更好地理解重力和太空飞行环境对植物生物学在许多层面上的作用:细胞、组织、整个植物和群落。

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在底图中,科赫收集并包装了在太空中种植的芥菜。其中一些叶子被机组人员作为味觉测试食用,其余的则被存放在科学冰柜中进行地球分析。除了为船员提供新鲜食物外,这项研究的结果还将帮助工程师设计改进的可持续生物生命支持系统。

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新的机器人伙伴

在日本的Kibo实验室模块内,科赫监控着一个自由飞行的Astrobee机器人助手的测试。Astrobee的设计目的是帮助科学家和工程师开发和测试新技术,以帮助宇航员完成日常家务,并为地面控制人员在空间站上提供额外的眼睛和耳朵。这套由三个自主机器人组成,由风扇和基于视觉的导航系统提供动力,执行机组监控、采集环境样本和协助轨道实验室的后勤管理。

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不停地燃烧

科赫公司通过微重力实验(ACME)对先进燃烧室进行了研究,该实验室安装在维修工作区,用于硬件更换。ACME是一套五个独立的研究项目,旨在提高燃料效率,减少地球燃烧过程中的污染物产生,防止航天器起火。在俄亥俄州克利夫兰的美国航天局格伦研究中心,科学家们从地球上运行的每一组测试,机组人员都为它们设置了硬件、气瓶等。

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了解肾脏健康

尽管在太空飞行中可能会出现严重的肾脏健康问题,包括骨质疏松和肾结石,但在长时间的飞行任务中没有观察到这些情况。在这里,科赫在生命科学Goovibox中从事肾细胞研究的研究,这项研究致力于肾结石、骨质疏松和有毒化学物质的创新治疗。

这个实验研究了微重力和太空旅行的其他因素,包括水的保存和循环利用,以及饮食的改变对肾脏健康的影响。这些研究结果将有助于保护宇航员的健康,并有助于更好地治疗地球上与肾脏有关的疾病。

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宇宙中最冷的地方之一

科赫拖着科学硬件漂浮在空间站中。该设备存放在从SpaceX龙飞船补给船上取回的货物转运袋内。该硬件是冷原子实验室的一部分,该实验室产生的原子云冷却到绝对零度以上约100亿分之一度:远低于深空平均温度。在这些低温下,原子几乎没有运动,这使得科学家能够研究在更高温度下难以或不可能探测的基本行为和量子特性。

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世界之窗

在这里,科赫透过车站的“世界之窗”,七个窗口的冲天炉。当轨道实验室在南美洲海岸的太平洋上空飞行259英里时,她正在拍摄地标。当宇航员们从这扇窗户向外寻找乐趣的时候,他们也用它来进行有价值的地球观测,比如意外的天气事件,而机器人传感平台无法捕捉到这些事件。

空间站是许多地球观测实验的基地,也是有史以来在载人航天器上飞行的一些最高质量光学器件的所在地。例如,国际空间站农业照相机(ISSAC)从光谱的红色和近红外波段收集数据,以揭示远低于北大平原的植被变化。

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混合起来

在这里,科赫检查了毛细管结构实验的硬件。这项研究研究了一种新的方法,即利用特定形状的结构来管理流体和气体混合物,以便在未来的空间飞行任务中使用更可靠的生命支持系统。毛细管系统比目前的水净化和空气净化系统更易于使用,因为它们依赖于特定的几何形状和流体动力学,而不是复杂的机械。类似的技术也可以用于水回收系统、海水淡化厂和地球上的其他设施。

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近距离观察

作为微重力晶体实验的一部分,科赫使用显微镜观察和拍摄生长蛋白质晶体样品。在微重力环境下生长的蛋白质晶体比在重力环境下生长的蛋白质晶体更大,更具组织性。了解这是如何以及为什么可以帮助来自各个领域的研究人员更好地开发、制定、制造和储存各种产品,包括药品。

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人体组织打印

科赫在任期间安装的生物制造设施将接受打印器官样组织能力的测试,朝着证明在太空制造人体器官的可行性迈出一步。轨道实验室是进行这类研究的好地方,因为在微重力环境下,打印人体器官内发现的微小、复杂的结构(如毛细血管结构)可能会更容易,因为迄今为止在地球重力环境下已经证明很难完成。

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卫星部署

科赫在日本的基博实验室模块内工作,建立了一个小型卫星部署器,装载着日本、卢旺达和埃及三国开发的三个立方体卫星。部署人员被安置在基博的气闸室内,然后日本机械手抓住它并将其移到基博外,将三个立方体卫星全部射入地球轨道。

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尽管科赫正在返回地球,空间站上的科学仍在继续,旨在造福地球人类和进一步探索太阳系的创新性研究正在进行中。

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页面更新:2024-03-16

标签:宇航员   空间站   重力   肾脏   晶体   机器人   科学研究   航天   轨道   太空   实验室   地球   环境   硬件   测试   日记   健康

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