庆祝国际空间站20年开创性科学成就

过去二十年，国际空间站（ISS）宇航员以地球上无法实现的方式开展科学研究。空间站绕地球运行约250英里（400公里），是唯一可进行长期微重力研究的实验室。

20年来，空间站支持众多发现、科学创新、独特机遇和历史性突破。这些研究不仅助力深空探索，也造福地球生活。

以下是人类驻留空间站20年的重大科学突破。

基础疾病研究

阿尔茨海默病、帕金森病、癌症、哮喘、心脏病——若这些疾病影响你的生活，空间站研究也影响了你。微重力研究为科学家研究这些疾病提供新见解。无地球重力干扰，阿尔茨海默研究者可研究导致神经退行性疾病的蛋白质聚集。癌症研究者研究内皮细胞生长——它们供应体内血液，肿瘤赖此形成。空间站培养的细胞生长优于地球，有助于测试新癌症疗法。欧洲航天局研究助力开发量化气道炎症的诊断工具，不仅用于航天诊断，也适用于地球哮喘等类似疾病诊断。

稳定燃烧冷焰的发现

科学家在火焰熄灭实验（FLEX）中燃烧燃料液滴时，发生意外。庚烷燃料液滴似曾熄灭，实则无可见火焰继续燃烧。火焰熄灭两次——一次有可见火焰，一次无。这是科学家首次观测到庚烷大液滴具有双燃烧和熄灭模式。第二阶段由冷焰化学热释放维持。我们通常认为火产生热，但在空间站产生的特殊火焰却相对“冷”。

从燃烧研究中去除重力，可探索火焰基本原理。冷焰在地球产生但迅速闪灭。在空间站，冷焰可燃烧数分钟，给科学家更好研究机会。典型火焰产生烟灰、二氧化碳、水。冷焰产生一氧化碳和甲醛。深入了解这些化学性质不同火焰的行为，可推动开发更高效、低污染车辆，并为大规模灭火测试、下一代载人探测器灭火剂选择提供定义和方向。

新型水净化系统

空间站高效回收废水减少补给任务运水需求。深空探索中补给不可行，此类系统成必需。JEM水回收系统（JWRS）从尿液生成饮用水。过去载人飞船收集储存尿液废水或排放船外。但长期太空任务中，水供应可能成限制因素。

此外，全球许多人缺乏清洁水。通过空间站开发的技术，高危地区可获得先进过滤净化系统。空间站水回收系统净化过滤水，回收利用宇航员在太空使用水的93%。

药物研发

空间站蛋白质结晶实验为从癌症到牙龈疾病等多种疾病治疗提供洞见。通过结晶研究人体蛋白，帮助我们了解身体和潜在疾病治疗。最有希望的成果来自杜氏肌营养不良症（DMD）相关蛋白研究，这是一种无法治愈的遗传病。基于此研究的DMD治疗正处于临床试验。另一项PCG-5研究旨在以更均匀晶体形式生长治疗性抗体Keytruda®，目标改进药物使其可注射给药而非静脉注射。

对抗肌肉萎缩和骨质流失

空间研究极大促进了对宇航员骨肌流失的认知及缓解措施。所获知识也适用于地球骨质疏松等疾病患者。微重力对骨骼肌肉影响提供独特研究机会。科学家开发出锻炼方案和饮食方案，显著减少宇航员驻留期间本应经历的骨肌流失。

理解如何缓解微重力对骨肌影响，对月球和火星部分重力环境下的未来探索至关重要。地球上骨肌萎缩源于正常衰老、久坐生活方式、疾病。在微重力中研究这些流失，有助于更好理解并潜在创造治疗地球人类的方法。

理解人体在微重力下的变化

人类奔赴火星前，需知面临挑战。空间站长期驻留揭示人体在微重力下意想不到的变化。部分宇航员意外出现视力变化，现称空间飞行相关神经眼综合征（SANS）。发现问题后，空间站研究成为深入理解SANS的平台。

NASA双胞胎研究对比宇航员Scott Kelly太空一年与地球双胞胎兄弟Mark Kelly。提供长期太空飞行影响人体多方面的洞见。发现Scott基因表达改变，太空中疫苗接种反应正常。

微重力下种植食物

种植补充食物能力助力人类探索更远。空间站探索多种植物种植技术为任务做准备。2015年8月10日，宇航员品尝首份太空种植沙拉，现正在太空种植萝卜。八种叶菜在Veggie设施种植供宇航员食用，精细调整最佳技术。

浇水、照明、种植的新解决方案须测试以在微重力下创造粮食作物。空间站作为测试平台，验证何种条件让植物最有效生长。

微重力下3D打印

2014年空间站首次3D打印。Made in Space开发的打印机生产数十个零件，研究人员分析并与地面制造对比。分析显示微重力对工艺无显著影响，证明3D打印机在太空正常工作。后续实验用回收塑料打印物体。生物制造设施朝微重力下打印人体器官组织迈出小步，使用超薄生物墨水层。

空间站测试打印机为未来太空任务摆脱地球依赖铺路。所需物品可3D打印而非从地球发射并全程携带。用回收材料打印可利用原本占长期任务有限存储空间的材料。

响应自然灾害

以机组手持相机影像为核心，空间站成为轨道数据收集活跃参与者，支持美国及国外灾害响应。宇航员拍摄风暴、火灾等灾害全过程，记录云层、洪水、地表变化。空间站安装的闪电成像传感器探测闪电分布和变率，改进恶劣天气预报。这些数据提供地球无法获得的视角，支持更明智灾害响应。

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