_国际空间站_的应用_问题和前景_武尧尔.pdfVIP

载 人 航 天 17Space International / 国际太空 2011.07 卫星地面接收天线 应用、问题和前景 □□至今，一共有59个国家参与“国际空间站”的建造或应用。美国航空航天局目前正在与“国际空间站” 其他成员国共同努力拓展“国际空间站”的应用，以便使科研人员拥有更多机会进行站上微重力实验。该站 有两个主要功能：进行科学实验的国家实验室和开发新技术的试验平台。“国际空间站”已基本建成，正成 为近地轨道上有人直接参与各种科学研究活动的基地。它能进行最先进的生物学、化学、物理学及其他学科 的研究，并有望执行载人绕月飞行任务。由于“国际空间站”将至少工作到2020年，所以可充分利用其设备 开展多项科研；美国也将借助私营商用飞船将航天员送入“国际空间站”。因此，它不仅将发挥更大的作 用，还将采用新的运营模式。 “国际空间站” 的 载 人 航 天 18 Space International / 国际太空 2011.07 1 应用范围广泛 “国际空间站”上的多个实验舱可进行最先进 的生物学、化学、物理学及其他学科的研究。因为这 些舱是首次按微重力实验要求设计的，都十分靠近质 心，能保证重力接近于零，从而可成为一个提供空前 能力来揭开重力对人类影响之谜的实验场所，在基础 科学和生物医学等方面扩展全人类的知识，为以后可 能出现的突破性进展奠定理论和技术基础。同时， 它也为人类能长期在轨直接参与对地观测和天文观 测提供了机会，为研究地球环境、探索宇宙世界做 出贡献。此外，作为人类首次在太空进行的大规模 装配活动，建造“国际空间站”还将为今后建造天 基太阳能电站、载人火星探测等航天活动积累经验 和试验技术。 至今，“国际空间站”上约50%的资源用于科 学实验。目前站上就有30～40个实验，其中大多数 为生物学实验，包括药品研究和疾病治疗。科研人员 还利用空间站试验太空探索系统和其他尚未完全掌握 的技术，如：正在研究航天器的制导、导航与控制系 统，修复轨道航天器的先进机器人，以及更有效的水 过滤系统。据俄塔社2011年5月25日报道，已有70个 新实验纳入“国际空间站”俄罗斯舱段科学计划。 “国际空间站”的空间应用项目主要包括医学 与生物学研究、生物工程、空间技术、材料科学、教 育活动、地球物理学及对地观测等7个方面的科技研 究性应用。早期的一些宏伟设想，如利用空间站作为 卫星的回收站与维修车间、空间仓库、卫星发射基 地、轨道机动飞行器的停靠港、深空探测器的中转站 等服务性应用已被无限期推迟。 医学与生物学研究是“国际空间站”应用的重 点，所有合作伙伴的应用项目都首选医学与生物学， 主要包括研究人体对空间环境的适应性及应对措施； 大量采集人体在空间环境下的生理新数据，用以改进 长期航天的防护措施，提高医学监督与医学保障系统 支持载人航天的能力。在俄罗斯实验舱和美国实验舱 的应用项目中，医学与生物研究分别占43%和32%。 生物工程是该空间站应用的又一重点项目,主要 研究、制备在医学、生物学和药物学方面有潜在应用 价值的生物材料，如微生物、细菌、植物细胞和动物 胚胎等的蛋白质晶体。 在空间技术领域，“国际空间站”主要研究试 验新结构、新材料、新设备、微重力保持、声学效 应、辐射防护、微流星与空间碎片防护等，也为下一 步载人月球探测和火星探测开展某些需要有人参与的 技术试验和演示验证作准备。据必威体育精装版报道，“国际空 间站”有望执行载人绕月飞行任务，把“国际空间 站”作为发射月球载人任务的一个发射平台。另外， 美国航空航天局局长2011年4月6日称，美国将把 “国际空间站”作为载人火星探测的起点。 在材料科学方面，“国际空间站”主要研究 微重力条件下的流体行为、材料性质及材料加工 工艺等。 在“国际空间站”上使用发光二极管作为光源，进行失重环境中 的植物全生长过程试验，试验的植物包括卷心菜、小萝卜等，用于 研究失重环境对植物基因的影响欧洲航天员在哥伦布号实验舱内工作 载 人 航 天 19Space International / 国际太空 2011.07 航天员从“国际空间站”拍到的中国华北地区夜景 2 已取得的成就 其实，在“国际空间站”建造过程中已开展过 多项实验和研究。比如，豌豆种植实验、蚯蚓养殖实 验、人类对太空旅行的延时反应实验、飞碟的物理实 验、呼吸实验、航天技术与材料学研究、地球物理学 研究、生物医学研究、地球自然资源研究与生态监 控、太空生物技术研究。截至2006年，“国际空间 站”已完成了29项学校与学生的科研项目。在合作 国航天局的支持下，在太空开展教学实验活动，设置 虚拟课堂和虚拟演示验证课。 “国际空间站”还利用可装载大型观测设备、 有人值守及可选择观测条件等优点，开展新的观测仪 器