未来科技

国际空间站科学高光时刻: 2022 年 8 月第一周

国际空间站的工作人员在 8 月 1 日这一周进行了科学调研,包括用学生编写的代码控制空间站机器人,使用无容器系统检查淀粉样蛋白原纤维的形成,以及评估多个机器人的地面轨道控制系统。

以下是轨道实验室目前正在进行的一些微重力调查的细节:

“起飞”吧,代码!

在“宇航蜂”机器人( Astrobee Zero Robotics )项目中,学生们编写软件来控制空间站的一个“宇航蜂”自由飞行机器人。麻省理工学院( Massachusetts Institute of Technology )的一个团队指导了一场在线模拟比赛,学生们可以在不直接与空间站机器人互动的情况下学习编码。通过比赛选出的决赛选手将他们的代码下载到 Astrobee 平台,并观察其性能。这种经历可以激励到未来一代的科学家、工程师和探险家,促进了团队合作、提高了学生的计算机素养和对与太空相关职业机会的认识。 Zero Robotics 还推进了对人工智能、系统工程和人与机器人协作的理解。该项目和其他学生项目帮助年轻人为自己的职业生涯做好准备。

空间站的一个 Astrobee 机器人在 Astrobee Zero Robotics 的运行过程中执行机动。

空间站的一个 Astrobee 机器人在 Astrobee Zero Robotics 的运行过程中执行机动。

拜拜了,容器!

环剪跌落研究( Ring Sheared Drop )使用一种通过表面张力将液体聚集在一起的装置来检查淀粉样纤维的形成,而不是使用可能会影响实验结果的容器。淀粉样纤维在大脑中形成蜡状斑块,并可能参与某些神经系统疾病的发展。调查结果可能有助于更好地了解这些疾病和开发潜在的治疗方法。这种在微重力环境下不需要容器就能加工材料的能力,可能会有益于其他实验,包括生长蛋白质晶体和微生物的实验,以及药物研究。在这一周中,宇航员们为科学实验做了充足的准备。

“体检”了,机器人!

Surface Avatar 是来自于欧洲航天局的一项调查项目,它评估了多个自主机器人的地面轨道指挥系统。在太阳系其他天体上使用遥控机器人系统进行探索和基础设施建设可以减少耗时和人类进行舱外活动的潜在风险。这样的系统有望成为“月球之门”任务的一部分。然而,从轨道上对这些系统进行有效的指挥是至关重要的,这项研究可以有效支持在轨道对地面进行操作这一技术的发展,并为未来从火星和小行星返回样本的任务提供最合适的控制机制。其中一些技术也在地面上得到了应用,比如德国航空航天中心( DLR )的人形机器人被应用为老年人的家庭助理。机组人员在一周内进行作业。

这张照片显示的是 Rollin ' Justin ,一个用于 ESA Surface Avatar 研究的机器人,它测试空间站上一名宇航员在地面上对机器人的指令。

这张照片显示的是 Rollin ‘ Justin ,一个用于 ESA Surface Avatar 研究的机器人,它测试空间站上一名宇航员在地面上对机器人的指令。

其他涉及机组人员的调研:

  • PGTide 研究去污剂成分的有效性,以及这些洗涤剂配方在微重力环境下是否会发生物理外观、稳定性或性能的变化。研究结果可以为未来月球和火星任务中船员衣物清洗系统的开发提供支持。
  • ANITA-2 来自欧洲航天局,测试了一种小型设备,该设备可以分析和量化空间站大气中的微量污染物,并检测未知物质的存在。大气监测是人类探索系统必不可少的功能,该技术也可用于地球封闭环境的空气质量监测。
  • Genes in Space-9 评估一项技术不使用活细胞来合成蛋白质用于微重力的技术。这项技术可以为未来空间任务提供一种便携式、低成本的医疗诊断、按需生产药物和疫苗以及环境监测工具。
  • Space Fibers –3 测试在空间中生产光纤电缆的方法。先前的研究表明,在微重力环境下绘制的光纤比在地面上制作的光纤性能有所改善,更高质量的产品可以改善在地球上的应用,如成像、遥感和下一代光通信。
  • Fiber Optic Production-2 建立在之前开发微重力环境下制造商用光纤技术的基础上。由于重力诱导结晶等因素,这些纤维在地球上很难制造。这项研究可以帮助指导空间站上用于商业用途的光纤制造。
  • NutrISS ,欧洲航天局( ESA )的一项调查项目,使用可穿戴传感器评估人体组成和能量平衡。研究结果可能会改善宇航员的身体健康和生活质量,并改善对地球上营养不良、肥胖或瘫痪患者的临床管理。
  • Thermal Amine Scrubber 测试了一种从空间站空气中去除二氧化碳的方法。这可以帮助保护宇航员和在地球上封闭环境中工作的人免受二氧化碳积累的不利影响。
  • MISSE-16 在恶劣的太空环境中测试一种嵌入式传感器、 3D 打印聚合物、干燥微生物、石蜡热保护、薄太阳能电池和其他材料的织物。这些样本可以帮助改进未来太空探索的设备和系统。
  • SERFE 研究了污染和腐蚀对宇航服热控制系统的影响,以及微重力如何影响系统在各种条件下调节宇航员体温的能力。研究结果可为未来探索任务的宇航服开发提供支持,并有助于改进利用蒸发在地球上冷却的技术。

空间站是一个强大的微重力实验室,拥有众多专业研究设施和工具,支持了跨越各个主要科学学科的研究取得了许多科学突破。《国际空间站 2022 年造福人类》的出版物详细介绍了 20 多年来在空间站上进行的实验所取得的不断扩大的宇宙结果。


参考文献:

[1]Space Station Science Highlights: Week of August 1, 2022 | NASA

[2]Ring Sheared Drop (RSD) | Science Mission Directorate (nasa.gov)

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1 Comment

  1. 羡慕那些能参加这些活动的孩子

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