國際太空站的工作人員在 8 月 1 日這一周進行了科學調研,包括用學生編寫的代碼控制太空站機器人,使用無容器系統檢查澱粉樣蛋白原纖維的形成,以及評估多個機器人的地面軌道控制系統。

以下是軌道實驗室目前正在進行的一些微重力調查的細節:

「起飛」吧,代碼!

在「太空蜂」機器人( Astrobee Zero Robotics )項目中,學生們編寫軟件來控制太空站的一個「太空蜂」自由飛行機器人。麻省理工學院( Massachusetts Institute of Technology )的一個團隊指導了一場在線模擬比賽,學生們可以在不直接與太空站機器人互動的情況下學習編碼。通過比賽選出的決賽選手將他們的代碼下載到 Astrobee 平台,並觀察其性能。這種經歷可以激勵到未來一代的科學家、工程師和探險家,促進了團隊合作、提高了學生的計算機素養和對與太空相關職業機會的認識。 Zero Robotics 還推進了對人工智能、系統工程和人與機器人協作的理解。該項目和其他學生項目幫助年輕人為自己的職業生涯做好準備。

太空站的一個 Astrobee 機器人在 Astrobee Zero Robotics 的運行過程中執行機動。

太空站的一個 Astrobee 機器人在 Astrobee Zero Robotics 的運行過程中執行機動。

拜拜了,容器!

 環剪跌落研究( Ring Sheared Drop )使用一種通過表面張力將液體聚集在一起的裝置來檢查澱粉樣纖維的形成,而不是使用可能會影響實驗結果的容器。澱粉樣纖維在大腦中形成蠟狀斑塊,並可能參與某些神經系統疾病的發展。調查結果可能有助於更好地瞭解這些疾病和開發潛在的治療方法。這種在微重力環境下不需要容器就能加工材料的能力,可能會有益於其他實驗,包括生長蛋白質晶體和微生物的實驗,以及藥物研究。在這一周中,太空人們為科學實驗做了充足的準備。

「體檢」了,機器人!

Surface Avatar 是來自於歐洲太空總署的一項調查項目,它評估了多個自主機器人的地面軌道指揮系統。在太陽系其他天體上使用遙控機器人系統進行探索和基礎設施建設可以減少耗時和人類進行艙外活動的潛在風險。這樣的系統有望成為「月球之門」任務的一部分。然而,從軌道上對這些系統進行有效的指揮是至關重要的,這項研究可以有效支持在軌道對地面進行操作這一技術的發展,並為未來從火星和小行星返回樣本的任務提供最合適的控制機制。其中一些技術也在地面上得到了應用,比如德國航空太空中心( DLR )的人形機器人被應用為老年人的家庭助理。機組人員在一周內進行作業。

這張照片顯示的是 Rollin ' Justin ,一個用於 ESA Surface Avatar 研究的機器人,它測試太空站上一名太空人在地面上對機器人的指令。

這張照片顯示的是 Rollin ‘ Justin ,一個用於 ESA Surface Avatar 研究的機器人,它測試太空站上一名太空人在地面上對機器人的指令。

其他涉及機組人員的調研:

  • PGTide 研究去污劑成分的有效性,以及這些洗滌劑配方在微重力環境下是否會發生物理外觀、穩定性或性能的變化。研究結果可以為未來月球和火星任務中船員衣物清洗系統的開發提供支持。
  • ANITA-2 來自歐洲太空總署,測試了一種小型設備,該設備可以分析和量化太空站大氣中的微量污染物,並檢測未知物質的存在。大氣監測是人類探索系統必不可少的功能,該技術也可用於地球封閉環境的空氣質量監測。
  • Genes in Space-9 評估一項技術不使用活細胞來合成蛋白質用於微重力的技術。這項技術可以為未來空間任務提供一種便攜式、低成本的醫療診斷、按需生產藥物和疫苗以及環境監測工具。
  • Space Fibers –3 測試在空間中生產光纖電纜的方法。先前的研究表明,在微重力環境下繪制的光纖比在地面上製作的光纖性能有所改善,更高質量的產品可以改善在地球上的應用,如成像、遙感和下一代光通信。
  • Fiber Optic Production-2 建立在之前開發微重力環境下製造商用光纖技術的基礎上。由於重力誘導結晶等因素,這些纖維在地球上很難製造。這項研究可以幫助指導空間站上用於商業用途的光纖製造。
  • NutrISS歐洲太空總署( ESA )的一項調查項目,使用可穿戴傳感器評估人體組成和能量平衡。研究結果可能會改善太空人的身體健康和生活質量,並改善對地球上營養不良、肥胖或癱瘓患者的臨床管理。
  • Thermal Amine Scrubber 測試了一種從太空站空氣中去除二氧化碳的方法。這可以幫助保護太空人和在地球上封閉環境中工作的人免受二氧化碳積累的不利影響。
  • MISSE-16 在惡劣的太空環境中測試一種嵌入式傳感器、 3D 打印聚合物、乾燥微生物、石蠟熱保護、薄太陽能電池和其他材料的織物。這些樣本可以幫助改進未來太空探索的設備和系統。
  • SERFE 研究了污染和腐蝕對太空服熱控制系統的影響,以及微重力如何影響系統在各種條件下調節太空人體溫的能力。研究結果可為未來探索任務的太空服開發提供支持,並有助於改進利用蒸發在地球上冷卻的技術。

太空站是一個強大的微重力實驗室,擁有眾多專業研究設施和工具,支持了跨越各個主要科學學科的研究取得了許多科學突破。《國際太空站 2022 年造福人類》的出版物詳細介紹了 20 多年來在太空站上進行的實驗所取得的成果。


參考文獻:

[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. 無數次感嘆科技的進步

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