智慧姐姐

因为很多人问过：“空间站？有啥用呢？”

国际空间站宇航员每天健身，是生活，也是工作。运动，是防止微重力环境下肌肉萎缩、骨质过快流失的方法之一。此外的手段还有低盐饮食。图为美国宇航员凯伦·妮宝（Karen Nyberg）。

冷战结束后，东西方对抗格局消失，美俄在太空的军事争夺暂时成为次要矛盾。美国国家航空航天局（NASA）开始与俄罗斯联邦航天局（ROSCOSMOS）接触，商谈合作建立空间站的构想。国际空间站计划开始起步。

目前唯一

1998年11月，俄罗斯利用“质子”号火箭将“曙光”号功能舱发射升空，成为国际空间站第一个部署的舱段。这一具有里程碑意义的事件刷新了人类航天史。

紧接着，依靠美国航天飞机的运输力量，“团结”号节点舱、“命运”号实验舱、“寻求”号气闸舱、“加拿大臂”以及主体桁架组装完成。2000年，国际空间站实现宇航员驻站，国际空间站上开始有了人类。到2009年，国际空间站实现6人驻站，首次达到设计人数并持续至今。

过去，国际空间站的部件、物资、器材、人员运输任务由美国航天飞机和俄罗斯的飞船承担。同时，欧洲和日本的货运飞船（分别为ATV与HTV）也曾实现了对国际空间站的货运补给。2011年，美国航天飞机全面退役，运输工作再度依赖俄罗斯飞船，危机一度出现。此时，美国私人公司的“猎鹰9”火箭和“龙”飞船开始进入决策视野。2012年，“龙”飞船首次完成国际空间站货运任务。

成型的国际空间站可以分为两大构成部分。一部分，是核心功能组件，包括俄罗斯、美国、日本、欧空局、意大利研发的实验舱等。另一部分，是服务功能组件，包括中心桁架、太阳电池翼板、遥控机械臂系统，以及各种舱外仪器设备。

国际空间站是目前近地轨道空间唯一的大型载人综合实验设施。

啥用？先看看保健

以地球视角往上看，苍穹之上，海拔330至435千米，即可能与国际空间站运行轨道交会。惊鸿一瞥，可能是一个缓慢移动，明亮的白点，闪烁在夜空中。地球上95%有人居住的地方可以看到它，除了纬度太靠北或者太靠南的地方。原因倒也简单，国际空间站的运行轨道是倾斜的赤道轨道，轨道面投影覆盖了南北纬52度之间的地球区域。它每天绕地球转15.54圈。

比如，国际空间站对人类健康的贡献。

第1击：对抗骨质流失

骨骼在人体起着支撑身体和储存钙的重要作用。骨质疏松症是中老年人群体中的一种常见病。在空间站微重力环境下，体重负荷降低，成骨细胞的活性和骨质的合量也相应降低，宇航员患骨质疏松症的机率比在地面增加10倍（同时罹患肾结石的风险也大大增加）。因此，日本航空航天探索局（JAXA）和NASA在国际空间站合作进行了生物医学实验，给驻站7名宇航员每周服用70毫克阿仑膦酸钠，兼用维生素D，并且保持足量锻炼。实验结果表明，管用！

第2击：防治哮喘

哮喘患者呼出的气体中含有氨氧化物。如能追踪其源头并检测气体，可有效帮助医生诊断病情。国际空间站上，灰尘和漂浮颗粒极易被宇航员吸入，欧洲航天局给宇航员研制了即时精确测量氮氧化物的便携式装置。哮喘患者已经获益于这项空间技术，未来可用这个小装置检测病情。

第3击：免疫系统早期检测

NASA约翰逊航天中心的研究人员用一种叫做定量聚合酶链式反应（PCR）的方法，可以在人的唾液、尿液和血液中檢测出疱疹病毒。早发现，早治疗，能有效防止带状疱疹导致的神经损伤。

第4击：癌症治疗

美国国家癌症研究所与NASA联手在国际空间站这个微重力平台，研发了一种“微胶囊”技术。“微胶囊”内充满治疗药物，可被直接注射到血液中，直指肿瘤病灶，在抑止癌细胞生长方面较传统的冷冻和化学疗法有明显优势。同时，“微胶囊”含有造影剂，利用CT、X射线或超声波成像，可监测药物在人体组织间的分布运行情况。滑雪

第5击：用机械臂技术做外科手术

国际空间站“加拿大机械臂”-2和“的克斯特”机械臂研制者——加拿大MDA公司与萨瑟兰德博士带领的研究小组研制了名为“神经臂”的外科手术机器人系统。利用该系统，外科医生可通过操纵计算机工作站，使“神经臂”与核磁共振图像仪协同作战，从而在显微尺度下使用器械从事微创手术。

第6击：水净化

国际空间站上的废水，经过回收、净化处理后，再度成为可饮用水。这为空间站保持6人常驻提供了重要的技术保障。国际人道主义救援组织希望利用这种技术，有效帮助第三世界人民解决缺乏洁净饮用水的危机。

第7击：高品质蛋白质晶体的培育

空间站能长久地提供晶体培育所需环境，并实时进行X射线衍射测定。日本2003年在国际空间站“星辰”号服务舱完成9项蛋白质结晶实验，已经掌握了培育高品质蛋白质晶体的技术。相关技术将应用于制药业，以改善药物活性。

2016年4月，由“龙”飞船运输的“充气膨胀式太空舱”（BEAM）送抵国际空间站。这种充气式太空舱充气后的空间与传统金属壳太空舱相当，重量却轻很多，便于运输，发射费用也较低。这项技术未来可用在月球与火星基地，适于组装大型空闻结构。图为艺术家的想象图，BEAM对接在3号节点舱“宁静”号上。

第8击：全球教育

国际空间站开设的各类教育项目，旨在激发世界各地的孩子们学习科学、技术、工程和数学（简称STEM）的热情。其中，“国际空间站业余无线电通讯计划”（简称ARISS）是由美国业余无线电联盟、国际业余卫星组织、NASA等共同发起，面向青少年的航天科普互动项目。第一套业余无线电设备于2000年9月被“亚特兰蒂斯”号航天飞机带入太空，第一次与业余爱好者的通联是在2000年11月由指令长威廉·谢泼德完成的，第一次与学校通联是在2000年12月，所用频率为：语音和数据下行，145.80兆赫（国际通用）;数据上行，145.99兆赫（国际通用）。通常情况下通话时间为10分钟。如果想在家里与国际空间站进行通联，只需准备下列装备：一个工作于2米波段、输出功率在5瓦以上的电台，身处通联区域内的人甚至可以使用简单带扫描功能的收音机。若能准备一根全向天线、鞭状天线或者箭形天线那样的小型指向性天线，则会带来更好的效果。NASA希望向世界范围内青少年提供与宇航员对话的机会。

此外，NASA联手14个国家的航天机构，通过一套名为“X任务：像宇航员那样训练”的活动，“培训”了数千“儿童宇航员”。体力、意志力、协作能力、平衡感以及空间意识，所有这些，都和正式宇航员执飞之前的训练是相通的。

欧洲与美国学生展开竞赛，共同设计NASA的“同步位置保持、连通与再定向试验卫星”（SPHERES）。每个排球大小的卫星都带有自己的动力、推进、计算与导航软件，控制装置就是一部智能手机。试验最终目标是让未来机器人在轨道内编队飞行，进而修理空间站，为其他卫星填注燃料，去获得比单个望远镜视场更大而分辨率相当的图像。

第9击：增材制造

2014年8月，首台空间3D打印机运抵国际空间站，并在微重力环境下完成了首次3D打印，那是一个螺丝扳手。设计方案来自阿拉巴马州的高中生罗伯特.谢兰（Robert Hillan）。NASA把他的设计方案上传到了国际空间站。

早有科学研究证实，近地空间微重力环境，对打印材料凝结固化成型有直接影响。太空中，打印热源应优先选择激光束和电子束，以便熔化材料。而材料本身如是金屬，则以丝状为宜，而不是地面上的粉末。人类开始探索未来建立近地空间生产制造基地的可行性，由这里再走向深空。

第10击：太空育种

目前，国际空间站已经进行过农作物生长测试，品种如拟南芥、矮化小麦，其中拟南芥的种类就有5种。第一次测试表明，可以在国际空间站内种植大型植物。一个全封闭的闭环系统中，红、蓝、绿以及白光LED灯下，180多个传感器将作物实时信息（包括温度、氧气含量和湿度水平）传递给地面的肯尼迪中心。NASA宇航员佩吉·惠特森（Peggy Whitson）第一次在太空中种植一种名为Tokyo Bekana大白菜。这种绿叶蔬菜长得很快，营养和口味很受好评。惠特森将扮演在轨园丁的角色，专职为白菜服务约1个月。

目前，空间站上的农产品将主要满足宇航员自身需要。但未来，太空育种将成就新形态农业。将种子带上太空，靠空间中的高能粒子辐射、微重力、高真空等条件，改变植物种子的DNA遗传特征。种子返回地面后继续繁育，遗传性状稳定后，品种改良。这类太空种子没有引入外来基因，因此不属于转基因范畴。

未来

2017年，各国共向国际空间站发射了13艘飞船，其中4次载人任务，9次货运任务。第50～53长期考察组进驻空间站，为今后的深空探索和改善地球生活做准备。欧空局与比利时太空应用服务公司合作的“冰立方”（Ice Cubes）计划将利用国际空间站上的欧洲“哥伦布”舱段，展开植物生物学、陀螺仪和流体热传导实验，包括未来可能的制药和材料研究。太空商业化的机遇就此展开……

许多航天爱好者谈及国际空间站的科技成就如数家珍，但或许并没有意识到，国际空间站的意义已远远超越了科技层面。面对茫茫宇宙，即便伟大至此的人类空间站，也显得渺小而孤单。和平探索宇宙空间，了解“母星”地球，为人类造福，不应该区分种族、国家。国际空间站，让使命感以及人类之间最质朴的情感战胜了其他杂念。

责任编辑：吴佩新

太空白菜。未来，太空育种将成就新农业。