来自国际空间站的科学实验

张宁

6月12日，中国载人航天工程办公室与联合国外空司在奥地利维也纳共同召开发布会，宣布了联合国/中国围绕中国空间站开展空间科学实验的第一批项目。这些项目来自德国、印度、俄罗斯、肯尼亚等17个国家的23个机构，包括政府机构和私营实体等。涉及的领域包括空间天文学、微重力流体物理与燃烧科学、地球科学、应用新技术、空间生命科学与生物技术等。这些项目的入选，标志着中国空间站国际合作进入新阶段。

目前，中国空间站研制建设工作正在有序开展，计划于2022年前后建成并投入使用，可同時容纳3名航天员。建设中的中国空间站体量并不大，但是“五脏俱全”。空间站内有16个科学实验柜，可用于开展航天医学、空间生命科学等实验。中国空间站的“寿命”预计有10年，在这期间来自全球的科学家都将有机会“上天”做实验。

中国空间站的科学实验令人期待，那么，近期国际空间站上都进行了哪些科学实验呢？

在社交媒体时代，我们的新体验通常会被记录下来。在地球上，我们的相机胶卷被周末出游、社交活动以及与家人共度的时光填满。但是想象一下，如果你在太空生活和工作，可能会拍多少张照片？

圆顶舱是航天员在国际空间站最喜欢待着的地方，因为从这里看出去，可以看到地球美妙的景色。6月24日，在返回地球的前两周，航天员安妮·麦克莱恩、大卫·圣雅克和俄罗斯航天员奥列格·科诺年科利用一切机会捕捉地球上壮观的景象。

这些照片令人叹为观止，但你可能没有意识到它们在保护地球一这一由欧洲发起的“夜间城市”公民地图绘制项目旨在通过号召市民对航天员拍摄的照片进行分类、定位和地理参照，从而绘制出首张真正的地球夜间彩色地图（地球夜间灯光地图）。迄今为止，已有17000多名市民参与了这项工作。

城市灯光不仅会扰乱夜行动物的生活，还会影响人类。夜行动物会因为明亮的城市灯光而迷失方向，行为和生理会发生变化。睡前过多的人造光会降低褪黑激素的分泌，而褪黑激素是一种与睡眠有关的激素。褪黑激素的抑制会对我们的健康产生负面影响，包括乳腺癌和前列腺癌。同时，路灯也占据了国家能源消耗的很大一部分。

除了欧洲航天局罗塞塔卫星拍摄的几张合成图像，国际空间站航天员拍摄的地球夜间照片，称得上同类型图片中仅有可供公众免费使用的彩色照片。美国国家航空航天局（以下简称NASA）拥有一个公共数据库，里面有自2003年以来由航天员拍摄的130多万张彩色照片。研究人员目前正在使用这些夜间照片，利用一种名为“合成光度测定”的数学技术来评估人造光对环境的影响。

“合成光度测定”使研究人员能够识别航天员在不同光线条件和相机设置下拍摄的夜间图像光源。研究结果提供了路灯颜色和亮度如何抑制褪黑激素产生或阻碍观星的精确信息。

食物、液体和抗氧化剂实验

近期，NASA航天员克里斯蒂娜·科赫进行了多次流体实验，从而更深入地了解液体在失重状态下的行为。这些实验的目的是针对上次实验遇到的异常情况，对流体实验系统进行重新测试，并观察插入不同碎波器系统的两个新储罐中的流体行为。

了解液体在太空中运动的基本物理原理，不仅能提高航天器燃料的经济性，还能增进我们对地球洋流和气候的全局性了解。

如果我们要在太空中飞得更远，停留更久，在太空中生成可供我们自己持续享用的食物和氧气将是非常重要的。在此期间，航天员为德国航空航天中心的DLR光生物反应器实验提供了协助，完成了将二氧化碳转化为氧气和可食用藻类实验的第一次藻类采样。

本次实验选用的小球藻为单细胞球形藻类，可在泵浦循环中培养，利用二氧化碳和水生产氧气和可食用生物质。它需要有持续的营养物质供应来支持生长，同时也需要光照。

最近国际空间站科学实验的另一个亮点，是将纳米抗氧化剂容器转移到SpaceX的Dragon CRS-17航天器上，该航天器已于6月3日返回地球。通过这项实验，研究人员力图找到刺激细胞对抗肌肉萎缩、心力衰竭、糖尿病或帕金森症的新方法。从基因层面来看，科学家们希望能找到解决长时间停留在地球轨道和深空产生的人体负面问题方案。

科学研究是航天员在太空工作的重中之重，2022年左右，中国空间站“天宫”即将建成，相信在那里将诞生更多对人类有用的科学成果！