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美国国家航空航天局在空间站上的Space-X载人5号科学任务

在国际空间站上数月后,美国国家航空航天局太空探索技术公司载人5号任务结束,美国国家航天局宇航员Josh Cassada和Nicole Mann以及日本宇宙航空研究开发机构的Koichi Wakata和俄罗斯宇宙航空公司宇航员Anna Kikina准备回国。

在轨道实验室期间,这些机组人员为科学调查和技术演示做出了贡献,帮助人类为未来的太空探索任务做好准备,并为人类重返地球带来利益。

回顾载人5号在空间站上的科学之旅。

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为科学加电

太空行走中宇航员站在机械臂上的照片

太空行走中,一名宇航员手持卷起的太阳能电池板的照片

美国国家航空航天局宇航员乔希·卡萨达(Josh Cassada)在两次单独的太空行走中乘坐加拿大2号机械臂,为之前在空间站测试的国际空间站推出太阳能电池阵列(iROSA)的升级做准备。iROSA是一种新型太阳能电池板,它像瑜伽垫一样在空间中滚动打开,比以前的刚性电池板设计更紧凑。一旦全部六台iROSA安装完成,空间站的发电量预计将增加到250千瓦以上,增长30%以上,有利于空间站的研究和运营。

宇航员在空间站气闸舱内准备太空行走的照片

美国国家航空航天局宇航员弗兰克·卢比奥和乔什·卡萨达(中左至右),协助日本宇宙航空研究开发机构的宇航员若田光一和美国国家航空宇航局的妮可·曼(最左和最右)走出舱外机动装置或宇航服。太空行走者刚刚完成了7小时21分钟的太空行走,在空间站的右舷特拉斯结构上安装了一个改装套件,为轨道实验室的下一个太阳电池阵做准备。宇航员Anna Kikina在后台参与太空行走后的摄影活动。在太空站期间,Crew-5支持新的iROSA安装的电源升级。

车站人体健康研究

一名宇航员在实验室舱内漂浮时手持银圆柱体的图像

日本宇宙航空研究开发机构宇航员若田光一在太空探索技术公司“龙”号货运飞船内准备返回地球的中温PCG样本。这项研究在微重力条件下生长出高质量的蛋白质晶体,科学家们将其用于开发药物和研究未知的酶反应。

女宇航员和男宇航员合影的照片

两名机组人员与剂量计或辐射探测器合影,失重漂浮在空间站的微重力环境中。研究和测量辐射暴露对于确保机组人员在太空中的安全至关重要。

宇航员戴着口罩和蓝色手套准备进行实验的照片

日本宇宙航空研究开发机构宇航员若田光一正在进行神经集成系统的研究。这项研究使用线虫(也称为蛔虫)来研究微重力对神经系统的影响。先前的实验表明,秀丽隐杆线虫在微重力条件下会经历肌肉萎缩、运动活动和代谢减少。研究还表明,太空会影响神经系统,神经网络可能会将微重力的影响传递到全身。研究结果可以支持制定对策,在未来的太空任务中保护机组人员,并有助于改善地球上老龄化人口的健康状况。

宇航员安装实验硬件的图像

美国国家航空航天局宇航员乔希·卡萨达在空间站的生物制造设施工作。BFF是在太空中制造全人类器官的长期计划的垫脚石。该设施于2019年抵达车站后,成功打印了部分人体膝盖半月板和大量人体心脏细胞。它于2020年返回地球进行维护和升级,包括新的温控打印头,该打印头将允许使用以前的BFF配置中不可能使用的生物墨水配方。在空间站期间,Crew-5重新安装了BFF,以继续测试在轨组织制造。

为深空生活做准备

宇航员进行植物实验的图像

空间站上生长在植物栖息地的矮番茄图片

极限根系在轨测试系统(XROOTS)使用水培和气培技术在不使用土壤的情况下种植植物。XROOTS系统是目前天基核电站系统的一种可扩展的替代方案,可以帮助机组人员在距离地球更远的地方进行长期太空飞行,因为那里的补给任务变得不太可行。上图显示,日本宇宙航空研究开发机构的宇航员若田光一正在检查空间站内生长的番茄植物。5号机组人员在驻地期间收获了生长在无土系统中的西红柿。

宇航员进行实验的图像

美国国家航空航天局宇航员乔希·卡萨达在空间站的“和谐”舱工作,参与“生物营养-2”的调查。BioNutrients-2测试使用按需系统从酸奶、发酵乳制品kefir和酵母饮料中生产特定数量的关键营养素。

研究已经确定,在未来长期任务的预期时间范围内,食物和补充剂中的许多维生素都会降解。生产飞行中维生素和营养素的能力有助于在执行这些任务时保持机组人员的健康,同时减少发射质量和体积要求。这项研究还可能为其他生物分子的按需生产提供见解,这些生物分子可能在未来的太空应用中有一系列应用。

宇航员为实验准备硬件的图像

日本宇宙航空研究开发机构的宇航员若田光一在空间站Kibo实验室舱内研究JEM水回收系统(JWRS)组件。JWRS通过尿液产生饮用水。在长时间的太空任务中,供水可能成为一个限制因素。在轨道上演示这种水回收系统的功能有助于更新环境控制和生命支持系统,以支持宇航员执行空间站和未来的探索任务。

宇航员进行实验的图像

近距离观察实验栖息地内的植物图像

在上图中,美国国家航空航天局宇航员乔希·卡萨达正在进行Veg-05实验,这是解决太空中持续新鲜食品生产能力需求的下一步。该实验使用空间站的素食设施种植矮番茄,如下图所示,矮番茄在空间站的早期生长阶段。实验考察了光照质量和肥料对水果生产、微生物食品安全、营养价值和口味可接受性的影响。种植植物也可以提高船员的整体生活体验。

宇航员举起实验硬件的图像

日本宇宙航空研究开发机构宇航员若田光一在细胞生物学实验设施(CBEF)安装用于液体行为实验的硬件。液体行为研究液体在模拟月球引力中如何在容器中移动,以生成数据来改进月球车的设计。CBEF可以在空间站的日本实验舱中创建模拟月球(1/6克)和火星(1/3克)的人工重力环境。摄像机捕捉到液体在这些不同重力环境下的行为的视频图像。

展望地球

从空间站看到的火山图像

在这张从空间站拍摄的照片中,智利的维拉里卡火山喷出蒸汽和其他火山气体,这是载人地球观测研究的一部分。这些气体来自维拉里卡自2022年10月以来一直在进行的一系列被称为斯特龙博利火山爆发的小爆炸。维拉里卡火山位于智利安第斯山脉南部,是南美洲最活跃、最危险的火山之一;它通常每三到六年爆发一次。宇航员从空间站拍摄的这些照片在监测和记录地球自然现象方面发挥着重要作用。

从空间站送入轨道的卫星

宇航员准备从空间站部署立方体卫星的图像

立方体卫星从空间站部署到太空的图像

上图显示,美国国家航空航天局宇航员妮可·曼正在拆除Kibo实验室舱气闸舱内的一个小型卫星部署器。小型卫星被部署到地球轨道上进行各种科学研究和技术演示。

底部的照片显示了Kibo实验室舱外的一个小型卫星部署器释放的一组四个立方体卫星。J-SSOD-23立方体卫星部署任务包括:PEARLAFRICASAT-1,这是乌干达在总统科学、技术和创新办公室开发的第一颗卫星;津巴布韦国家地理空间和航天局开发的津巴布韦第一颗卫星ZIMSAT-1;TAKA,由九州理工学院(日本)开发;和SpaceTuna1,由日本三井Bussan Aerospace Inc.开发。四颗卫星中的三颗是作为日本宇宙航空研究开发机构赞助的多国BIRD-5项目的一部分开发的。

空间技术

宇航员在空间站内与飞行机器人一起工作的图像

美国国家航空航天局宇航员妮可·曼在Kibo实验室舱内与一对Astrobee自由飞行机器人合作。作为智能手机视觉制导传感器实验的一部分,烤面包机大小的自主机器人演示了使用摄影技术进行制导、导航和控制。一般来说,自主机器人用于帮助宇航员做日常家务,并在空间站为地面控制器提供额外的眼睛和耳朵。

宇航员使用科学手套箱进行实验的图像

美国国家航空航天局宇航员妮可·曼将微重力科学手套箱内的样本交换给空间站上的PFMI-ACENT研究。PFMI-ASCENT演示了一种用于微重力环境中电子设备的被动冷却系统。在平坦的加热表面上添加微型气管或牙齿可以被动地实现更好的传热机制,防止设备损坏。这项技术可以减少电子设备的尺寸和所需的电力,支持对电站的扩大科学研究和一般使用。

视察补给车辆

两名宇航员在空间站圆顶内合影的照片,当空间站接近空间站时,背景是一个太空舱

美国国家航空航天局宇航员乔什·卡萨达和妮可·曼在圆顶内合影。在他们身后,诺斯罗普·格鲁曼公司的天鹅座太空货轮载着约8200磅的新科学实验、食物、燃料和补给接近轨道实验室,以补充机组人员在澳大利亚西南部上空264英里的轨道上的补给。

太空舱接近空间站的图像,背景是地球

太空探索技术公司为美国国家航空航天局执行的第26次商业补给服务任务,装载了超过7700磅的科学、物资和货物,接近空间站,在南美洲和非洲之间的大西洋上空264英里处停靠。


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