国际空间站持续载人25载

2025年11月，标志着人类在国际空间站（ISS）上持续存在了25载！

国际空间站上拍摄的上弦月

图源：NASA

自2000年11月2日第一批宇航员抵达以来，NASA及其国际伙伴已进行了数千项研究和技术演示，不仅推动了人类对月球和火星的探索，更惠及了地球上的生命。

微重力里的创新之路

研究人员充分利用了空间站独特的微重力环境，开展了在地球上无法复制的实验，跨越多个学科领域，推动了科学的边界。迄今为止，已有超过4000 项实验在空间站上取得了突破和发现。

NASA宇航员杰茜卡·沃特金斯（前景）与鲍勃·海因斯（后景）在国际空间站进行XROOTS实验。该研究利用空间站"蔬菜设施"开展无土栽培技术试验，测试水培和气培模式的植物生长情况。

图源：NASA

“25 年前，远征1号机组成为第一个将国际空间站称为家园的乘员，开启了人类在太空中持续存在的时期，并一直持续到今天，”NASA 代理局长肖恩·达菲（Sean Duffy）表示。“这一历史性里程碑的实现，离不开 NASA 及其合作伙伴，以及每一位致力于在近地轨道保持照明的宇航员和工程师。”

为庆祝在微重力环境中的四分之一个世纪的创新，NASA重点介绍了25项科学突破，以展示空间站对科学、技术和探索的持久影响。

一、空间站的六大核心贡献

国际空间站不仅仅是一个轨道实验室，它更是人类迈向深空探索、改善地球生活的前哨站。

一、铺设通往月球和火星的道路

空间站被用作一个试验场，以开发和验证新的系统和技术，为超越近地轨道的任务做准备：

深空技术验证：导航、通信和辐射防护技术正在整合到月球和火星任务的航天器中。先进机器人系统：机器人外科医生和自主助手等将扩展医疗程序，减轻宇航员的负担。

太空 3D 打印：宇航员利用回收塑料和不锈钢进行 3D 打印，为未来深空任务中零件的按需维修和制造奠定基础。

意义：人类对月球和火星的推动始于近地轨道上的发现。空间站的每项创新都有助于推动 NASA 的“阿尔忒弥斯”（Artemis）和其他探索计划。

二、维持地球以外的生命

为了重返月球并迈向火星，在地球以外维持生命变得至关重要：

太空农业：宇航员已在太空种植了50多种植物，包括番茄、白菜和辣椒。

高效水回收：先进的生命支持系统能够回收空间站美国部分高达98%的水，这是探索任务所需的理想水平。

宇航员健康：研究揭示了太空对大脑、视力、肌肉和骨骼密度的影响，指导了长期任务中的宇航员表现维持策略。

意义：通过在太空种植食物、回收水和改进医疗护理，NASA 正在为未来的月球和火星长期任务铺平道路，同时革新地球上的农业和医学。

三、造福地球上的人类

空间站上的研究不仅将人类推向更远的宇宙，也帮助解决了地球上复杂的人类健康问题：

由Redwire公司主导的国际空间站药物结晶实验样品已完成太空培育并返回地球。

图源：NASA

疾病治疗：微重力改变细胞功能的发现，为癌症、阿尔茨海默病、帕金森病和心脏病等疾病的治疗提供新见解。

药物开发：在微重力下培养蛋白质晶体，可获得更大、更有组织的结构，推动了癌症、肌肉萎缩症和神经退行性疾病药物的新发展。

器官制造前沿：3D 生物打印已生产出膝盖半月板和心脏组织等人类组织结构，这是未来在太空中为移植患者制造器官的重要一步。

意义：微重力研究正使我们更接近在太空制造用于移植的人类器官，并揭示对抗癌症、心脏病和其他严重疾病的新方法。

四、理解我们的宇宙

空间站提供了无与伦比的有利位置来了解宇宙的基本行为：

这张图片展示了国际空间站上"火焰设计"实验中被点燃的火焰。

图源：NASA

宇宙观测：空间站外部的X射线望远镜数据有助于理解恒星坍缩、黑洞和时空涟漪。量子科学：科学家在空间站上创造并研究了物质的第五种状态（玻色–爱因斯坦凝聚体），将量子科学应用于太空导航和 GPS 系统等。

意义：空间站上的研究正在帮助我们解开宇宙最深层的奥秘，从最小的量子粒子到最强大的宇宙爆发。

五、学习新的物理学

物理过程在微重力下的不同表现，为科学家提供了新的发现视角：

流体和燃烧：对流体沸腾、约束和流动以及冷火焰的研究，有助于设计更高效的未来航天器燃料、生命支持系统和更清洁的发动机。

意义：基础物理学的突破推动了地球上的创新，并改进了航天器的燃料、热控制、植物浇水和水净化系统。

六、实现全球进入太空的通道

自 2000 年以来，空间站为全球的私人公司、研究人员、学生和宇航员打开了大门：

美国宇航局宇航员妮可尔·艾尔斯通过业余无线电与阿肯色州斯普林代尔市湖滨初级中学的学生进行天地通话。艾尔斯围绕国际空间站上的工作和生活体验，回答了学生们提出的各类问题。

图源：NASA

商业航天经济：空间站是商业航天经济的发射台，促进了私人宇航员任务和商业实验。

全球合作：来自超过 25 个国家的 285 多名乘员访问了这个人类持续运行时间最长的太空前哨站，使其成为全球合作的象征。

意义：空间站孕育了新的全球市场，NASA 及其国际伙伴在近地轨道建立了领导地位，为未来探索任务铺平了道路。

国际空间站的25年，是人类历史上最成功的合作范例之一。它所带来的突破和创新，不仅指向星辰大海，更深深地扎根于地球上的每一个角落。

参考

https://www.nasa.gov/missions/station/iss-research/25-year-of-scientific-discovery-aboard-international-space-station/