前几天,日本闪亮的新型补给车 HTV-X1 受到宇航员神谷唯的欢迎来到国际空间站(ISS)。
这项下一代“太空配送服务”为日本清酒“Dassai”运输新鲜食品甚至发酵实验设备,象征着太空生活已变得多么丰富。这个消息一定会让很多人记忆犹新。
巧合的是,这次抵达恰逢人类开始在国际空间站生活四分之一个世纪。
2000年11月2日,距离三人组打开未知生存空间的大门已经过去了25年。太空已经从单纯的停留之地,转变为追求与地球一样甚至更好的高质量生活和研究的基地。
过去 25 年里,太空生命发生了怎样的演变?这种演变将给我们的未来带来什么?随着HTV-X1的到来,我们将追踪它的轨迹。
二十五年前,当第一批宇航员踏上国际空间站时,这里还是一个正在建设中的空间。然而,宇航员的生活质量(QOL)现已显着改善。支持这一演变的是水、食物和通信等生命线技术。
水和空气:国际空间站运行着一个生命维持系统,可以过滤尿液、汗水,甚至空气中的水分,并将其中 90% 以上作为饮用水重新利用。日本开发了一种更进一步的水回收系统。这项技术有潜力为未来月球基地的建设和解决陆地水资源短缺问题做出贡献。
食物:太空食物也有了很大的发展。从阿波罗计划时代的冷冻干燥技术开始,研究现在正进展到使用 3D 食品打印机定制膳食和在微重力下种植蔬菜。此外,美国宇航局制定的食品卫生管理体系“HACCP”现已成为陆地食品生产不可或缺的全球标准,太空技术支撑着我们餐桌的安全。
通讯和娱乐:随着高速互联网的发展,现在可以与地面上的家人进行实时视频通话和使用社交媒体。这对于维持在封闭环境中长期执行任务的宇航员的心理健康起着至关重要的作用。
迈向科学实验基地:日本实验舱“希望”开辟的前沿
国际空间站不仅仅是一个生存空间,而且已经发展成为一个为地球的未来做出贡献的“轨道研究实验室”。其核心是日本的实验模块 Kibo。
处于再生医学的最前沿:微重力环境可以实现三维细胞培养,这在陆地上是困难的。 Kibo 正在利用这一特性进行实验,利用 iPS 细胞制造微型心脏(心脏类器官)。由于没有重力的影响,细胞可以以更自然的方式形成三维组织,这有望有助于阐明心脏病的机制和药物发现研究。
加速新药开发:要开发新药,必须准确了解引起疾病的蛋白质的三维结构。由于太空环境中不发生对流,因此可以产生比地面更高质量的蛋白质晶体。 JAXA 是该领域的世界领先者,利用 Kibo 生产的晶体进行新药开发正在进行中。
微型卫星发射平台:“希望”还充当将大学和私营公司开发的微型卫星发射到太空的“门户”。这促进了太空的低成本利用,并有助于扩大日本的太空商业生态系统。
以HTV-X1为代表的“太空运输的游戏规则改变”
HTV-X1 的任务不仅仅是运输物资。这是标志着日本宇宙运输系统迈入新阶段的标志性事件。
自主对接与载人之路:未来,HTV-X旨在推出不需要人类机械臂操作的自主对接技术。这显着降低了空间访问的成本和风险。此外,从长远来看,基于该飞机的载人航天器的开发也已指日可待,这有可能大幅增加日本的太空活动自由度。
对于轨道服务中心:HTV-X 能够在与国际空间站分离后作为独立平台运行长达 18 个月。这表明有可能创建一种新的商业模式,超越单纯的“运输”,成为在太空提供各种实验和服务的“轨道服务基地”。
国际空间站“生命终结”的临近和后国际空间站时代的道路
尽管国际空间站取得了辉煌的成果,但它不可能永远存在。原定于2016年结束的设计寿命,经过反复修缮,已延长至2030年。然而,结构疲劳是不可避免的,其“终结”的计划正在付诸实施。
根据NASA的计划,2031年初结束运行的国际空间站将在受控下重新进入大气层,并落入南太平洋“尼莫点”航天器的墓地。人类历史上最大的太空结构的退役标志着一个时代的结束。
但这既是结束,也是新的开始。作为国际空间站的继承者,NASA 正在推动“CLD 计划”,将其活动转移到由 Axiom Space 等私营公司主导的商业空间站。这是航天发展的主导作用从公共部门转向私营部门的重大转折。
日本也决定顺应这一趋势,积极参与美国的商业站。我们的战略是通过与私营公司合作,利用国际空间站培育的 Kibo 操作技术和 HTV-X 等尖端运输技术,维持和扩大我们在太空的影响力。
【信息】
JAXA(日本宇宙航空研究开发机构)(外部)
负责日本航空航天发展政策的核心执行机构。我们正在国际空间站上开发和运行日本实验舱“Kibo”以及新型补给车 HTV-X。我们提供有关日本太空发展的最详细和准确的信息,这也是本文的主题。
NASA(美国国家航空航天局)(外部)
领导美国太空开发的政府机构,也是国际空间站计划的主要合作伙伴。它是了解全球空间发展最新趋势(例如国际空间站的运行状况、未来计划和阿耳忒弥斯项目)的重要信息来源。
公理空间(外部)
一家具有代表性的私营公司,被选为 NASA 的 CLD 项目,并为后国际空间站时代开发商业空间站。这是一家在了解太空商业用途以及未来空间站是什么样子时值得关注的公司。
[编者后记]
今年,人类开始在太空生活已经过去了四分之一个世纪。 25年看似很长一段时间,但如果从另一个角度来看,直到25年前,也就是千禧年中期,人类才终于开始在地球之外生活。想到这里,我再次惊叹于这种进化的速度。
写这篇文章的时候,我的想象力突然扩大了。那么,再过四分之一个世纪,到 2050 年,我们会在哪里呢?阿尔忒弥斯计划取得进展,在月球上建立“阿尔忒弥斯营地”的未来。在那里,国际空间站培育的居住技术和日本的水回收系统将理所当然地投入运行,人们或许可以在月球上“生活”。
从近地轨道的国际空间站到月球。除此之外,火星正在等待。 HTV-X1 的成功是这个宏伟故事中迈出的坚实一步。
您认为 25 年后您与太空有何关系?为什么不一起想象那个未来呢?
