人们很容易忘记,国际空间站不仅仅是宇航员们闲逛和自拍的地方。由于其独特的微重力环境,该站实际上是一个宝贵的研发中心,进行着数百项正在进行的实验,涉及从人体组织生长到蛋白质晶体形成等各个方面。 不过,在国际空间站进行实验有一个小障碍:距离有点远。将关键样本从空间站运送到地球可能是一个漫长的过程,研究人员通常必须等待六个月到一年的时间,样本才能运到地面实验室。这种漫长的等待可能会带来风险,因为活体生物样本的寿命很短,通常需要在降解之前迅速检查。 现在,私人航天公司 Intuitive Machines 已经找到了解决这个问题的办法。该公司与 NASA 合作,正在开发地面返回飞行器 (TRV),这是一种可以在不到 24 小时内将实验样本从空间站运送到地球的航天器。这相当于国际空间站的当日送达。如此短的样本返回时间为国际空间站的研究开辟了更多机会,而这在以前是不可能实现的。 Intuitive Machines 总裁史蒂夫·阿尔特穆斯 (Steve Altemus) 向《大众科学》表示:“这些实验样本被滞留在船上,直到我们能用一整辆车将 5,000 磅的回程货物运上去。在我们的模式下,我们每天都有机会回家,在需要的时候把关键样本带回家。” 负责管理国际空间站美国国家实验室的非营利组织太空科学促进中心 (CASIS) 正在帮助 Intuitive Machines 实现 TRV。该飞行器仍处于概念阶段,但完成后,CASIS 将安排通过火箭将 TRV 运送到国际空间站。到达那里后,宇航员将把需要快速送回地球的任何样本装入 TRV,然后使用空间站的机械臂将其释放。 据 Altemus 介绍,TRV 的大小与一袋高尔夫球杆差不多,比目前用于向国际空间站运送货物的七英尺高的 Dragon 太空舱小得多。TRV 体积小巧,可降低往返运送科学实验的成本,其形状使其无需机翼即可产生升力和阻力,类似于 NASA 的 X-38 原型机。“它能够在大气层中机动,并控制返回地球时的能量,”Altemus 说。“它更像是一架没有机翼的微型航天飞机。只有机身产生升力。” 进入地球大气层后,TRV 将释放超音速减速伞以减缓下降速度。然后,在约 25,000 英尺的高度,它将展开翼伞,使其能够更轻松地转向着陆点——犹他州沙漠中的试验场。总的来说,TRV 返回地球仅需六个小时,这与航天飞机从国际空间站返回的速度相当。 “在我们的模式中,我们每天都有机会回家,在需要时将关键样本带回家。”TRV 的内部将提供冷藏空间,以保存其珍贵的货物。由于体积很小,多个 TRV 可以同时留在国际空间站上,然后在需要时部署。Altemus 指出,这可能会从根本上改变国际空间站的研究方式,因为截至目前,“太空科学研究的前提是样本每年可以带回一次或两次。” 在太空中进行研究对生物学、药物开发和物理学领域非常有价值,因为它可以让研究人员将重力的影响排除在方程之外。“在地球上,重力不被视为实验变量,”曾在国际空间站从事生物组装工作的前宇航员戴维·沃尔夫说。“而在太空和我们的太空实验室中,重力是一个我们可以操纵的变量,对我们有利。” 例如,太空是体外三维培养人体组织的绝佳场所。在地球上,重力会导致细胞扁平生长,必须引入破坏力才能形成适当的组织。在太空中,你可以相当准确地培养正常组织和癌变组织,这些组织以后可用于在地球上测试新药。 类似的概念也适用于蛋白质晶体生长,这种生长在药物开发中被广泛使用。微重力有助于晶体在各个方向生长得更饱满。此外,国际空间站上还进行了许多涉及老鼠的实验,以测试微重力对人体的影响。然而,TRV 的第一代将无法带回活体啮齿动物。(不过他们正在努力。) TRV 计划于 2016 年首次发射,这使得未来几年对于商业航天而言变得相当重要。 |
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