對於航天員來說,能夠在太空中利用微重力環境做研究,是不可多得的體驗。在近地軌道的國際太空站或太空船上,太空人可以進行許多在地球上無法從事的科研活動。以下就是其中一些有趣的實驗,一起來看看它們是甚麼吧。

好玩的史青檸水晶泥(Slime,又稱拉伸泥)

2020年,國際太空站收到了2升的史青檸水晶泥。水晶泥是一種很受兒童歡迎的玩具,介於固體和液體之間,由無毒的粘滑膠質材料製成。

地面研究人員要求收到水晶泥的太空人們做實驗,比如在注射筒裏灌滿水晶泥往其他太空人身上噴;把氣球裝上水晶泥戳破;或將水晶泥做成小球,讓它在空中飄。

研究人員希望通過這些「玩」的過程,來觀察非水的流體在失重狀態有甚麼行為,以為今後處理空間站的二氧化碳、廢水、植物澆水等問題提供思路,甚至為太空生命支持系統的研究做鋪墊。當然了,在整個實驗過程中,太空人玩得也很開心。

(點這裏可看影片)

史青檸水晶泥示意圖。(shutterstock)
史青檸水晶泥示意圖。(shutterstock)

微縮組織–人體細胞組織晶片

這些晶片用來模擬人體各個器官,比如心臟、肺或腎臟等,以了解微重力環境對人類健康的影響。

微重力下人體出現的許多變化,與地球上人體衰老所出現的變化類似,比如骨骼和肌肉的流失。

通過在細胞組織晶片上觀察和做各種實驗,可以了解這些影響及幫助開發新藥。

該晶片內含人體組織細胞,用集成在晶片中的微型管道模擬人體內部循環。其標準化的設計有助於準確的分析及在太空狹小的環境中做實驗。

水母也會暈

為測試失重對水母發育的影響,1991年NASA曾用哥倫比亞號穿梭機將2,478隻名叫「polyps」的水母上太空。

水母挺適應太空的生活,測試結束時,它們繁殖到了 6萬隻!不過當它們被送回地球后遇到了點麻煩。這些水母在有重力的環境下游泳時,表現出不規則的跳動和移動,就像它們喝了酒精飲料,無法控制自己的平衡。

圖為水母示意圖。(shutterstock)
圖為水母示意圖。(shutterstock)

沙門氏菌毒性變強

2007年,亞利桑那州立大學的研究人員將沙門氏菌(最常見的引起食物中毒的細菌之一)樣本送入太空,以了解細菌在微重力下的反應。得出的結果令人不安,這種細菌在太空中的毒性變得更大,這對想移民太空的人類來說不是個好消息。

頑強的水熊蟲(緩步動物、Tardigrades)

水熊蟲非常小,大約為50微米到1.4毫米之間,被認為是地球上生命力最強的生物。看看以下這些數字就能了解它有多頑強,水熊蟲在隱生情況下,可以在接近絕對零度(-272°C)、高溫(151 °C)、高輻射、達到人類致死1,000倍的X射線照射、真空或6,000大氣壓等環境下生存數分鐘至數日。

(隱生是指緩步動物為抵禦不良環境,將其身體中的水份大幅降低,身體呈現萎縮狀態並停止新陳代謝的一種生命狀態。當周圍環境好轉時,隱生動物就可以復甦。)

水熊蟲是第一種已知的可在太空中生存的動物。2007年,水熊蟲在低地球軌道,暴露於太空中10天後,一部份水熊蟲活著回到了地球:那些位於被太空船遮擋著太陽輻射的地方的水熊蟲大部份都活下來了;而直接暴露於太陽輻射下的水熊蟲,復甦率低,即使活下來,它們的生育能力也受損。

補充一下,一些細菌和微生物也能在太空中生存,它們中有些是附著在太空船外殼上被帶上太空,有些是被科學家送上太空的。

水熊蟲只有50微米到1.4毫米大小。圖為顯微鏡下的水熊蟲(shutterstock)
水熊蟲只有50微米到1.4毫米大小。圖為顯微鏡下的水熊蟲(shutterstock)

可憐的蜜蜂

科學家期望蜜蜂可以幫助人類在太空中生活,比如給植物授粉,或為航天員提供蜂蜜。

波蘭有一個叫Lunares的研究站,可以模擬月球或火星基地環境,一些實驗或太空人訓練在那裏預演。

有一次,科學家把90,000隻蜜蜂送入研究站,不幸的是,進入研究站的蜜蜂出現越冬狀態,並開始大量死亡,每四天就有1,000-1,200隻蜜蜂死亡,雪上加霜的是,蜂巢也停止哺育後代。在模擬實驗期,蜜蜂完全無視科學家放的代替花粉的螺旋藻粉,它們最多冒險去喝點水,或擠在燈泡下取暖。

死去的蜜蜂得不到補充,使蜂箱溫度變得更低,從而導致更多蜜蜂死亡,事情發展成了惡性循環。

這次測試似乎讓科學家得出結論,讓蜜蜂在外星環境中執行授粉任務可能是錯的,現在他們已經把目光投向了用小型無人機來取代蜜蜂。

蜘蛛空中結網

科學家把兩隻金球蜘蛛(Nephila clavipes)發往太空,觀察他們在微重力環境下結的網與在地球上的有甚麼不同,結果是還真有點不一樣,蜘蛛在太空中結的網更圓。

在這期間,教育機構把太空中的蜘蛛實驗和學生教育融合在一起,讓學生在教室裏同步觀察比較。

蜘蛛在天上織網的2014年,恰逢《超凡蜘蛛俠2》上映,人們對輻射後生物是否會變異比較關心。空間站的航天員鄭重告訴大家:雖然蜘蛛暴露於微重力和空間輻射中,但它們並未變成「異形」。

透明的脊椎動物–青鱂魚(Medaka)

骨質疏鬆症是長期生活在太空中的太空人得的一種常見病。科學家希望通過對青鱂魚的研究,了解在微重力環境下骨質疏鬆症發生的原理,以及可能的治療手段。

科學家之所以選擇青鱂魚是因為,首先它們是脊椎動物,也就是說它們有骨骼和肌肉。其次它們是透明的,科學家可以透過其外部觀察它們身體內的情況。

青鱂魚(shutterstock)
青鱂魚(shutterstock)

人類在太空中的家–國際太空站

國際太空站從2000年11月2日開始正式服役以來,到今年已經走過了21個年頭。在這期間,共有19個國家的244個太空人拜訪過空間站。截止到2020年,太空人在空間站進行了約3,000項科學實驗。

國際太空站的開發,製造和維護成本都非常高,總成本估計為1,500億美元,年度營運成本為35億美元。

儘管國際太空站的設計使用壽命是15年,但美國太空總署希望空間站可以一直營運到2028年,甚至更長時間。#

太空人在空間站外工作。(shutterstock)
太空人在空間站外工作。(shutterstock)

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