Кредит: CC0 Public Domain
Международная космическая станция — это лаборатория исследования микрогравитации, где проводятся демонстрации новаторских технологий и научные исследования. На сегодняшний день проведено более 3700 исследований, в результате которых в научных журналах опубликовано около 500 научных статей. В 2023 году в орбитальной лаборатории было проведено более 500 исследований.
Дополнительные сведения о достижениях и результатах исследований космической станции можно найти в ежегодной публикации «Основные результаты» и прочитать основные результаты, опубликованные в период с октября 2022 года по октябрь 2023 года, ниже:
Новый взгляд на пульсары
Нейтронные звезды, сверхплотная материя, остающаяся после взрыва массивных звезд в виде сверхновых, также называются пульсарами, потому что они вращаются и испускают рентгеновское излучение в лучах, которые проносятся по небу, как маяки. Исследователь внутреннего состава нейтронных звезд (NICER) собирает это излучение для изучения структуры, динамики и энергетики пульсаров. Исследователи использовали данные NICER для расчета вращения шести пульсаров и обновления математических моделей их свойств вращения.
Точные измерения улучшают понимание пульсаров, в том числе производства ими гравитационных волн, и помогают решить фундаментальные вопросы о материи и гравитации.
Вид NICER, прикрепленного к внешнему многоцелевому стеллажу для полезной нагрузки космической станции. НАСА
Учимся у молнии
Монитор атмосферно-космических взаимодействий (ASIM) изучает, как электрические разряды в верхних слоях атмосферы, вызванные сильными грозами, влияют на атмосферу и климат Земли.
Эти события происходят значительно выше высоты обычных молний и грозовых облаков. Используя данные ASIM, исследователи сообщили о первых детальных наблюдениях развития отрицательного лидера или возникновения вспышки от облачной молнии. Понимание того, как грозы нарушают атмосферу на больших высотах, может улучшить атмосферные модели, а также прогнозы климата и погоды.
Регенерация тканей в космосе
В исследовании «Регенерация тканей и костных дефектов» (Rodent Research-4 (CASIS)), спонсируемом Национальной лабораторией МКС, изучались механизмы заживления ран в условиях микрогравитации. Исследователи обнаружили, что микрогравитация влияет на волокнистые и клеточные компоненты кожной ткани. Волокнистые структуры соединительной ткани обеспечивают структуру и защиту органов тела. Это открытие является первым шагом к использованию регенерации соединительной ткани для лечения болезней и травм будущих исследователей космоса.
Могучие мышцы в условиях микрогравитации
JAXA (Японское агентство аэрокосмических исследований) разработало систему исследования множественной искусственной гравитации (MARS), которая генерирует искусственную гравитацию в космосе.
В трех исследованиях JAXA, MHU-1, MHU-4 и MHU-5, использовалась система искусственной гравитации для изучения влияния на скелетные мышцы различных гравитационных нагрузок — микрогравитации, лунной гравитации (1/6 г) и земной гравитации (1 г). Результаты показывают, что лунная гравитация защищает от потери одних мышечных волокон, но не других. Различные уровни гравитации могут потребоваться для поддержки мышечной адаптации в будущих миссиях.
Более качественные ультразвуковые изображения
Исследование Vascular Echo, проведенное CSA (Канадским космическим агентством), исследовало изменения в кровеносных сосудах и сердце во время и после космического полета с помощью ультразвука и других методов.
Исследователи сравнили технологию 2D-УЗИ с моторизованным 3D-УЗИ и обнаружили, что 3D более точен. Более качественные измерения могли бы помочь сохранить здоровье экипажа в космосе и качество жизни людей на Земле.
Это твой мозг в космосе
Исследование Brain-DTI, проведенное Европейским космическим агентством (ЕКА), проверило, адаптируется ли мозг к невесомости, используя ранее неиспользованные связи между нейронами. МРТ-сканы членов экипажа до и после космического полета демонстрируют функциональные изменения в определенных участках мозга, подтверждая адаптивность и пластичность мозга в экстремальных условиях.
Это понимание поддерживает разработку способов мониторинга адаптации мозга и контрмер для содействия здоровому функционированию мозга в космосе и для людей с расстройствами, связанными с мозгом, на Земле.
Улучшение солнечных материалов
Металлогалогенид-перовскит (MHP) преобразует солнечный свет в электрическую энергию и перспективен для использования в тонкопленочных солнечных элементах в космосе благодаря низкой стоимости, высокой производительности, пригодности для производства в космосе, а также стойкости к дефектам и радиации.
В рамках проекта «Материалы» Международной космической станции «Эксперимент-13-НАСА» (MISSE-13-NASA), который продолжает серию исследований того, как космос влияет на различные материалы, исследователи подвергали воздействию тонких перовскитных пленок космическое пространство в течение десяти месяцев. Результаты подтвердили их долговечность и стабильность в этой среде. Это открытие может привести к улучшению материалов и устройств MHP для космических применений, таких как солнечные панели.
Понимание пузырьков в пене
Влажные пены представляют собой дисперсии пузырьков газа в жидкой матрице. Исследование ЕКА, FSL Soft Matter Dynamics или FOAM, изучает огрубление — термодинамический процесс, при котором большие пузырьки растут за счет более мелких. Исследователи определили скорость огрубления различных типов пен и обнаружили близкое соответствие теоретическим предсказаниям.
Лучшее понимание свойств пены может помочь ученым улучшить эти вещества для различных целей, включая пожаротушение и очистку воды в космосе, а также производство моющих средств, продуктов питания и лекарств на Земле.
Отвечаем на животрепещущие вопросы
Пожар – это постоянная проблема в космосе. Серия экспериментов Saffire изучает условия пламени в условиях микрогравитации с использованием пустого космического корабля снабжения Cygnus, отстыкованного от космической станции.
Saffire-IV исследовал рост огня при использовании различных материалов и условий и показал, что метод, называемый цветовой пирометрией, может определять температуру распространяющегося пламени. Это открытие помогает проверить числовые модели свойств пламени в условиях микрогравитации и дает представление о пожарной безопасности в будущих миссиях.
Робот-прыжок
Astrobatics тестирует движение роботов, используя маневры прыжков или самобросков роботов Astrobee станции. В условиях низкой гравитации роботы смогут двигаться быстрее, использовать меньше топлива и преодолевать непроходимую местность с помощью этих маневров, расширяя свои орбитальные и планетарные возможности. Результаты подтвердили жизнеспособность метода передвижения и показали, что он обеспечивает больший диапазон расстояний. Эта работа является шагом к созданию автономных роботов-помощников в космосе и на других небесных телах, что потенциально снижает необходимость подвергать астронавтов воздействию рискованных сред.
