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运行20年，国际空间站取得哪些科学成果（上）？
#国际空间站# #载人航天历史#
目前人类最大的在轨飞行器——国际空间站入轨以来，开展了大量在轨科学实验。在国际空间站运行20周年之际，NASA盘点了国际空间站带来的科学突破。
基础疾病研究
包括阿尔茨海默病，帕金森病，癌症，哮喘，心脏病。在国际空间站开展的人甲状腺癌细胞微重力效应研究，发现微重力使细胞形成三维的团块，可以用来研究肿瘤的形成和寻找生物标记物。这些研究癌症的方法在地球上是不可能实现的，这使得国际空间站成为研究癌症的独特实验室。该研究结果为甲状腺癌提供了新的生物学标志物，可用于开发治疗甲状腺癌的新药。
发现持续冷燃火焰
科学家在灭火实验中点燃液滴时，意外的事情发生了——庚烷燃料的火焰似乎熄灭了，但实际上液滴仍在没有可见火焰的情况下继续燃烧，温度比普通蜡烛低2.5倍。
该测试结果帮助科学家更好地了解火灾在空间中的表现，对空间探测航天器的消防安全设计有很好的指导意义，同时还有利于改进地面相关领域的燃烧动力学模型，并帮助解决地球上与液体燃烧物相关的火灾隐患。
升级水净化系统
水对人类生存至关重要，不幸的是，世界上许多人口缺乏清洁的水。借助让航天员得以回收93%的水的空间站技术，地球上的风险地区可以使用更加先进的过滤和净化系统。
微重力环境下开发药物
在空间站上进行的蛋白质晶体生长实验为许多疾病的治疗提供了思路，包括从癌症、牙龈疾病到进行性肌营养不良。此外，国际空间站尝试了在微重力环境下制备抗生素，该实验使用链霉菌制备放线菌素D，放线菌素D是用于治疗骨、泌尿道、骨骼肌、肾和睾丸肿瘤的抗肿瘤抗生素。实验结果表明，相比地面样本，空间站中的样本更快地达到生长和生产阶段。研究微重力下抗生素产量增加的机制并将其应用于地球生产，可能对制药行业有利。
获得对抗肌肉萎缩和骨丢失的方法
太空研究极大促进了我们对航天员骨骼和肌肉损失、以及如何减轻其影响的认知。
国际空间站使用小鼠来测试肌肉萎缩对策的有效性。这项研究的成果除了对航天员的在轨飞行有帮助外，还有助于干预、指导地球上与癌症、肾衰竭和与年龄有关的脆弱性等一系列疾病有关的肌肉萎缩。国际空间站还通过研究鸟类胚胎四肢发育过程中骨骼的形成，确定骨丢失的具体生物过程和该疾病过程的机制。这不仅能为预防航天员在长时间任务中的骨损失提供数据，也可以帮助地球上受困于骨质疏松症等疾病的人。
探索物质的第五种状态
25年前，科学家们首次在地球上制备出物质的第五种状态：玻色-爱因斯坦凝聚物（BEC）。2018年，NASA的冷原子实验室成为第一个在太空中产生这种物质状态的地方。这项成就可能有助于对量子力学基本定律的研究。
了解人体在微重力环境下的变化
当人类前往火星时，我们需要知道将面临的挑战。空间站上的长期停留，让我们发现了人体在微重力环境下意想不到的变化。
NASA广泛使用模式生物（最常用的模式生物包括脊椎动物中的啮齿动物大鼠、小鼠，以及各种无脊椎动物如线虫和各种昆虫等）来评估空间对人体健康的影响、阐明生命适应微重力的基本机制，并运用这些知识推动人类的探索以及在地球上获得应用效益。
当然，还包括了对人的直接研究，如国际空间站著名的“双胞胎研究”——对凯利兄弟（同卵双胞胎的航天员）进行的生物医学研究。双胞胎之一斯科特在国际空间站进行为期一年的飞行期间，他的兄弟马克（已退休的航天员）坚守地面。科学家在整个飞行任务之前、期间和之后对他们进行天地对照研究，结果表明：太空飞行的斯科特染色体末端的端粒、认知水平、免疫系统、一些蛋白质水平、骨骼、肌肉、颈动脉厚度等产生了显著变化。
在轨测试组织芯片
组织芯片是一个U盘大小的设备，在其3D矩阵中内置人体细胞并代表某个器官的功能。这些芯片被送往国际空间站，以求更好地了解微重力对人类健康的影响，并将其应用于改善地球人健康状况。
2020年3月6日，一块心肌组织被装在一块组织芯片中送入国际空间站，进行为期一个月的观测。研究人员希望通过此项目能对人类衰老过程和成人心脏健康有进一步的了解，也希望这项研究能揭示太空航天员心脏功能下降、更容易出现严重心率不齐的原因。这些结果有助于保护未来执行长期任务的航天员的心脏，并为地球人提供如何对抗心脏病的信息。
在微重力环境中种植食物
种植粮食的能力可以帮助人类探索地球之外更远的地方。为实现这一目标，国际空间站上开展了许多种植植物的技术探索。2015年8月10日，航天员们品尝了他们的第一份太空沙拉，现在他们正在太空中种植萝卜。
从空间站部署立方星
作为最小型的卫星之一，立方星为空间科学研究和技术验证提供了一种更经济的方式。目前国际空间站已在轨部署了250多颗立方星，推动了卫星研发和卫星公司的发展。
翻译：白瑞雪
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