国际空间站人类的太空实验室

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，开展新的观测仪器和观测方法的演示验证。总体来看，在国际空间站上开展了空间科学与应用方面的研究主要分3个阶段：初始阶段注重对空间环境的了解，为下一步的研究提供保障。发展阶段开始为航天员长期空间飞行积累技术和经验，为实现载人登陆月球、建立月球基地和载人探索火星做准备。建成以后将进一步挖掘近地轨道空间资源的利用潜力。

据美国航空航天局网站2009年9月10日报道，美国航空航天局发布国际空间站8年来取得的科学研究成果的详细报告，包括飞行期间对抗食物中毒、向癌细胞输送药物的新方法、在未来航天器上使用更好的材料等。

最引人注目的成果是证明了在太空飞行期间普通细菌致病能力增强，不过改变细菌生长环境能控制其毒性。另外一项实验演示了将药物输入人体内目标部位的新方法，引出一项潜在的医学进步。空间站上最多的研究是测试航天器材料如何经受恶劣的太空环境。国际空间站材料实验成果已经应用于开发未来商业空间站货运飞船所用的太阳能电池上。美国航空航天局在空间站的研究活动涵盖若干科学领域，包括探索技术开发、物理学与生物学的微重力研究、人体生理学研究、地球科学与教育。2008年，欧洲“哥伦布”号实验舱与日本“希望”号实验舱对接空间站后，使站上实验的空间与研究设备增至3倍。

国际空间站为科学家提供了非常好的空间环境，有足够的功率保证遥测数据的下传，还可作为许多新活动的工程试验平台。自2009年5月空间站常驻人员增加到6名以来，空间站上的航天员已经从每周工作不到15小时增加到每周工作40小时甚至更长。所以，国际空间站上的科学研究上升到了新的高度，已到了充分利用的时候了。

除了一些相对较小的实验设备外，目前空间站的外部主要有材料科学研究设备、太阳研究平台、空间环境监视系统、X射线扫描仪等6个实验设备，这些实验设备的成功应用将会吸引科学家们将更多的质量或体积较大的地球观测实验设备安装在空间站上，并且能够使科学家们将更多精力集中在科学研究上，而不是用在权衡实验设备的质量、体积、成本、电力供应和数据处理能力上。

欧洲航天局考虑在2012～2020年期间，在空间站上安装观测气候变化的仪器，用于研究全球气候变化，这个设想得到了欧洲航天局地球观测计划管理者的支持。

据美国航空航天局网站2010年5月4日报道，美国航空航天局和国防预先研究计划局正在寻求方案，准备加强在国际空间站上的小卫星试验，目标是更好地利用国际空间站作为先进空间技术的试验平台。

2009年5月20日，俄罗斯航天员在站内进行了一项“呼吸”试验，目的是研究失重状态对人体心肺功能的影响。2009年9月14日，俄罗斯航天员当天在站内实施了3项分别称为“驾驶员”、“飓风”和“美人鱼”的科学试验，分别对失重对人的影响、自然灾害预警及温室气体的排放进行研究。2009年10月5日，俄罗斯航天员在站内进行一项名为“瀑布”的生物技术试验，旨在为将来的星际飞行做准备。2009年11月16日，“阿特兰蒂斯”号航天飞机把4只蝴蝶送到国际空间站，作为一项教育实验的一部分。

值得注意的是，中国科学院高能物理研究所、中国运载火箭技术研究院等我国多家单位参与了国际空间站α磁谱仪-2（AMS-2）项目的研制。执行STS-134任务的“奋进”号航天飞机将在2011年2月左右将α磁谱仪-2送到国际空间站。其质量达6700千克，寿命3年，将首次对宇宙空间的带电粒子进行了直接观测，用于区分形形色色的粒子、探测宇宙中的奇异物质，包括暗物质及反物质。

美国还将在国际空间站上通过加拿大双臂机器人“德克斯特”的协助，演示验证在轨卫星燃料再填注技术。

在国际空间站开展空间科学与应用将产生较大影响。例如，可积累深空探索的经验，推动科学技术的发展，增进了人类对宇宙的了解。

未来发展前景

2010年2月1日，美国总统奥巴马已建议把国际空间站的退役时间从2016年推迟到2020年以后，并增加20亿美元的预算，将其变为美国的国家实验室，以便更充分地利用这一独特的科学、技术、教育平台，开展生物、医学、材料、燃烧特性等实验；考虑借助私营企业的商用飞船将航天员送入国际空间站。因此，国际空间站不仅在今后发挥更大的作用，还将采用新的运营模式。美国航空航天局已与两家私营企业签署了商业轨道运输服务协议，将用私营公司的“龙”飞船和“天鹅座”飞船为国际空间站运送航天员和物资。奥巴马总统要求美国航空航天局与航天工业界以全新的方式合作，使商业服务成为航天员到达国际空间站的主要模式，美国航空航天局正朝这一方向开展计划。

2010年2月3日，国际空间站多边协调委员会召开会议，就延长运行时间，提高利用效率等有关国际空间站未来发展的问题达成共识。委员会代表一致重申对提高国际空间站利用效率的强烈愿望。随着国际空间站组建接近完成，代表们同意将国际空间站科学、工程、教育等方面潜力的全面开发提到最高优先级，并同意加强微重力实验室的利用以驱动尖端科学和技术。多边协调委员会证实，国际空间站运行至2015年后已无明显技术限制，国际空间站硬件最少运行至2020年，而且有可能工作到2028年。成员国们还同意将寻找方法来降低国际空间站运行的年度成本，例如使用新一代水再生系统减少新鲜水的供给，提高货运飞船的运载能力等。代表们认为，国际空间站延长运行将为所有合作伙伴乃至全人类带来更大利益，主要是通过加强科研和提高利用机会，为合作伙伴的投资带来显著而持续的回报。同时，延长运行时间也为执行未来国际空间的探索任务奠定基础。

2010年3月11日，国际空间站成员国航天局局长在东京召开会议，探讨国际空间站的未来发展问题，并发表了联合声明。声明表示，国际空间站现在可提供前所未有的机会用于在轨研究和探索，特别是驱动先进科学技术的进步，同时为人类未来超越地球低轨道的探索铺平道路。相关研究将会造福地球，同时为未来进行低地球轨道外的探索做准备。各国航天局局长重申了全面开拓国际空间站科学、工程、应用和教育潜能的重要性。同时，各成员国航天局局长均表示，愿意与包括中国在内的第三方国家展开合作。如果中国或印度提出申请参与国际空间站的项目，成员国将认真考虑相关提议。

据美国网站2010年10月22日报道，美国已成功启动新的国际空间站上水生成系统“萨巴蒂埃”。该系统与空间站的废水收集系统整合在一起，每年大约可以生成2000升水。它利用镍催化剂使氢气和二氧化碳在加温加压环境下发生化学反应，生成水和甲烷。生成的水进入空间站水循环系统，甲烷则被排出空间站。在“萨巴蒂埃”系统启动前，国际空间站制氧时产生的副产品氢气和航天员新陈代谢排出的二氧化碳都被当成废气，直接排出国际空间站。

俄罗斯、欧洲和美国还在研究如何使国际空间站起到更大作用，而不只是一个在微重力环境下进行试验的平台。他们还希望该站能成为一个更重要的试验台，测试人类走出低地球轨道，探索小行星和火星等目的地所需的工艺和技术。

长期生活在该站上的6名航天员，每周进行实验所用的时间已能增加到大约70小时。空间站成员国认为，以后该站的一个至关重要的角色将是作为深空探索的发展平台。这些活动可能包括：演示新机器人、用于居住或种植果蔬的充气模块舱、新生命支持技术、辐射防护系统、通信和传感技术、新颖的远距离医疗方法等。

要是人类真的登上了小行星或火星，那么安全完成往返旅行需要大量基础设施，而仅靠一枚火箭从地球上向太空发射是无法做到的。要想实现这个目的，可能需要通过多次飞行进行运送，并在空间站上进行组装。如果航天员执行深空任务，可以先搭乘飞船等进入空间站，然后再乘坐已在空间站上等着他们的深空交通工具前往目的地。

总之，国际空间站前景光明。未来，它还要运行至少10年的时间，可以预见，其空间科学与应用活动必将为各国经济的发展、人类社会的进步提供强大动力。

责任编辑：兆然