저자: 장전 (중국 우주비행사 과학연구훈련센터)
문장 (id: kexue Dayuan)
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오랫동안 우주에는 수천 개의 위성이 있었지만, 우주 정거장은 오직 하나뿐이다. 바로 국제 우주 정거장이다. 미국항공우주국 (NASA), 러시아 국가항공우주그룹 (Roscosmos), 유럽우주국 (ESA), 일본 우주항공연구개발기구 (JAXA), 캐나다 우주국 (CSA)*** * 이 함께 운영한다. 20 년 동안 국제 우주 정거장은 이미 239 명의 용감한 탐사자를 접대하고 2700 여 건의 과학 실험을 실시했다.
어떤 이유에서인지 국제우주정거장은 우주실력이 이미 세계 선두에 오른 중국의 참여를 그다지 환영하지 않는다.
그러나, 한 가지 독수는 봄이 아니라, 백화가 일제히 봄을 가득 채운다. 곧 이 국면이 깨질 것이다!
계획대로라면 우리나라는 2020 년 우주정거장 핵심석을 발사할 예정이다. 이는 우리나라 유인 우주공사' 3 단계 걷기' 전략의 3 단계인 우주정거장 임무 단계, 즉 우주건설에서 국제 선진 수준의 우주정거장을 건설하여 대규모의 장기 보살핌이 있는 공간 응용 문제를 해결하고 2022 년 전후로 완공할 계획이며, 올해 발사될 것으로 예상되는 것이 핵심 선실이다.
비록 그들이 우리를 데리고 놀지 않지만, 우리가 그들의 선진적인 경험을 배울 수 없다는 것을 의미하지는 않는다. 그럼 우리가 카메라의 눈을 따라 2019 년 국제우주정거장에서 어떤 선구적인 연구가 전개되었는지 살펴보자!
"사람아, 너 자신을 알아라"
사람아, 너 자신을 알아라' 는 그리스 아폴로 신전에 새겨진 명언이다. 자신을 아는 것은 개인 인생의 철학적 문제일 뿐만 아니라 국제 우주 정거장 과학 연구의 하이라이트이기도 하다. 이곳에서는 생명과학 방면의 탐구를 많이 하고 있는데, 특히 특정 질병에 대한 연구는 그 성과가 지구상의 수많은 인류에게 유익할 것이다.
장기를 원하십니까? 인쇄한 것!
NASA 우주비행사 크리스티나 코흐 (Christina Koch) 가 바이오 제조 시설 (BFF) 을 시작했습니다. 과학자와 의학자들은 오랫동안 3D 바이오 프린터를 사용하여 인체 장기를 만드는 것을 꿈꿔 왔다. 하지만 지구의 중력 작용으로 인체 기관 내부의 작고 복잡한 구조를 인쇄하는 것은 매우 어려운 것으로 드러났다. BFF 는 우주의 미세 중력 환경에서 3D 인쇄를 통해 인체 기관을 만들 수 있는지 여부를 탐색할 수 있다.
장기 비행 알츠하이머병 위험이 높아지나요?
유럽우주국 (ESA) 우주비행사 루카 파미타노 (Luca Parmitano) 는 녹말 단백질이 모인 파란 모자 항아리를 들고 있다. 아밀로이드 섬유질 (Amyloid fibrils) 은 알츠하이머병 (Alzheimer's) 과 파킨슨병 (Parkinson's diseases) 등 다양한 신경 퇴행성 질환과 관련된 체내에 모일 수 있는 단백질입니다. 이런 신경 퇴행성 질환은 장거리 비행을 하는 우주비행사에게 잠재적인 위험이다. 이 연구는 미세 중력이 이 이 섬유의 형성에 영향을 미치는지 평가하고 있다.
암의 새로운 치료법을 탐구하다
NASA 비행 엔지니어인 크리스티나 코흐 (Christina Koch) 는 현미경을 사용하여 성장한 단백질 결정체 샘플을 관찰하고 촬영하고 있다. 미세 중력 결정체 연구는 종양 성장과 암 생존 과정에 없어서는 안 될 막 단백질을 결정화했다.
이 단백질에 대해 연구 결과는 더 효과적이고 부작용이 적은 암 치료법을 개발하는 데 도움이 될 수 있다.
시간에 대한 인식이 터무니없어지는가?
우주에서 시간이 빨리 가는 것 같습니까, 아니면 해가 가는 것 같습니까? 캐나다 우주국 (CSA) 우주비행사 데이비드 세인트 자크 (David Saint Jacques) 는 미중력 환경에서 시간감지 연구를 실시했다. 모니터를 착용하면 우주비행사들은 파란색 정사각형을 보고, 이 정사각형들이 얼마나 오래 나타나는지 측정과 분석을 통해 미중력 환경에 오랫동안 노출되어 있는 인간의 시간 인식에 대한 주관적인 변화를 측정해야 한다. (존 F. 케네디, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 시간명언)
실험 결과는 우주에서 사람들이 시간이 더 빨리 지나간다고 느낄 수 있다는 것을 초보적으로 보여준다. 이는 좋은 소식이어야 한다. 미래의 긴 우주여행은 좀 더 편할 것 같다. (윌리엄 셰익스피어, 햄릿, 시간명언)
적혈구와 백혈구
NASA 우주비행사 애니 맥레인 (Anne McClain) 은 골수 실험을 위한 생의학 장비를 들고 있다. 이 연구는 미세 중력 작용 전후의 골수 중 지방의 변화를 측정하고 적혈구와 백혈구 기능의 구체적인 변화를 측정했다.
우주에서 야채를 많이 먹는 법
NASA 우주비행사 제시카 멜 (Jessica Meir) 은 우주 정거장에서 머스터드 배양기에 물을 주고 수확 후 이 채소를 먹었다. 이 연구는 빛의 질과 비료가 나뭇잎 작물에 미치는 영향에 초점을 맞추고 있다.
우주에서 미세 중력은 식물의 성장을 늦출 수 있다. 중력이 없기 때문에 식물의 증산작용이 영향을 받을 수 있다. 원래 잎을 통해 대기로 흩어졌던 수증기는 잎에 더 오래 붙고, 증산작용은 식물의 온도를 낮추는 것이 식물의 수분 흡수와 수송의 주요 동력이다. 또한 우주선 식물 배양기의 이산화탄소 농도는 지구보다 훨씬 높으며, 높은 이산화탄소 환경에서 자란 식물은 영양가를 잃고 아연, 철, 비타민이 모두 낮아진다. 다각적인 요소가 종합되어 식물의 생산량과 영양이 모두 감소했다. 따라서 우주에서 안전하고 효율적이며 합리적인 비용으로 녹색 식물을 재배하여 신선한 식품의 공급 시스템을 형성하는 것이 우주 연구의 최우선 과제다. (데이비드 아셀, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 음식명언)
우주에서 더 나은 골격 만들기
NASA 우주비행사 닉 헤이그 (Nick Hague) 는 일본 키보 실험실에서 생명과학 장갑 (LSG, the Life Sciences Glovebox) 을 운영한다. 그는 뼈 치유와 조직 재생 실험의 과학적 조작을 하고 있다. 이 연구는 조직 재생에 영향을 미치는 요인을 더 잘 이해하고 우주비행사가 우주에서 겪은 골밀도 손실에 대항하는 데 도움이 된다.
리듬을 느끼다
NASA 우주비행사 애니 맥레인 (Anne McClain) 이' 조화호' 와' 운명호' 실험실 사이의 현관에 떠 있는 모습. 그녀의 이마에 센서를 달고 낮과 밤의 리듬 실험에 대한 데이터를 수집하고 있는데, 우주비행사가 장시간 우주비행에서 어떻게' 생체 시계' 가 변하는지 연구할 수 있다.
"일을 잘하려면 먼저 그 기구를 이용해야 한다"
도구를 사용하는 것은 사람과 동물의 근본적인 차이가 아니라 도구를 만드는 것이다. 어떻게 우리의 공구를 더 마음에 들게 하고, 제조 도구의 재료를 더 적합하게 만들고, 조작 방법을 더욱 진보하게 만드는 것은 사람들의 끊임없는 추구이다. 국제 우주 정거장의 미세 중력 환경은 과학 연구원들에게 새로운 연구 시각과 실험 방법을 가져다 주었고 첨단 기술을 검사하는 연병장도 되었다.
"저온 콜드 체인 운송"
NASA 우주비행사 크리스티나 코흐 (Christina Koch) 와 앤드류 모건 (Andrew Morgan) 은 미국' 운명' 호 실험실에 있는 과학 냉장고에 생물학 연구 샘플을 담았다. 구체적인 생산비는 밝히지 않았지만, 세계에서 가장 비싼 냉장고임에 틀림없다. 국제 우주 정거장 실험 저온 냉장고 (GLACIER) 와 같은 냉각 장비에 과학 샘플을 저장하는 것은 우주에서 생성된 과학 데이터를 보존하여 연구원의 분석을 위해 지구로 돌아가는 데 매우 중요하다.
테스트 재질 수명
NASA 우주비행사 닉 헤이그 (Nick Hague) 와 애니 맥레인 (Anne McClain) 은 먼저 일본 Kibo 실험실의 에어락에' 국제우주정거장 재료 실험 비행 시설' (MISSE-FF, Materialsiss) 을 설치했다. MISSE-FF 는 새로운 재료 노출 실험을 탑재하여 Kibo 선실 밖에서 진행할 준비를 하고 있다. 국제 우주 정거장 재료 실험 (MISSE) 임무는 재료 조사 실험을 위해 특별히 설립된 국제 우주 정거장 실험 임무로, 2001 년에 시작되어 우주선 개발에 사용된 재료의 수명을 검증할 수 있다. 이 연구는 과학자들이 방사선, 우주 진공 환경, 미세유성체의 충격이 각종 재료에 어떤 영향을 미치는지 이해하는 데 도움이 될 것이다.
미생물로 광산을 만들까요?
유럽 우주국 우주비행사인 루카 파미타노는 쿠비크 배양함 (KUBIK) 에 바이오락 연구의 일부인 바이오광산 반응기를 설치했다. 생물 채굴은 지구상에서 이미 매우 보편화되어 있는데, 미생물의 힘을 이용하여 고체 암석에서 유용한 광물과 금속을 채굴하는 것이다. 생물암 연구는 미생물이 미중력과 화성 중력을 시뮬레이션하는 조건 하에서 어떻게 성장하여 행성 암석을 변화시키는지 연구한 것은 이번이 처음이다.
안전한 연소 실험
국제 우주 정거장 직원의 임무 중 하나는 과학 하드웨어를 운영하고 유지하는 것이다. 위 그림에서 NASA 우주비행사 제시카 멜은 미중력 하에서 연소 실험을 할 수 있는 CIR (연소 통합 스탠드) 에서 일하고 있다. CIR 은 마이크로중력 과학 글러브박스 (Microgravity Science Glovebox) 와 같은 시설과 함께 우주비행사들이 위험에 처하지 않고 연소연구를 할 수 있는 견고하고 안전한 환경을 조성했다.
이 특별한 화염은 CIR 내부에서 진행된' 화염 설계' 연구에서 불을 붙인 많은 화염 중 하나로, 다양한 조건에서 발생하는 연기의 양을 연구한다. 노란 반점은 담뱃재 클러스터인데, 더울 때 노란 빛을 낸다. 이 클러스터는 미세 중력 하에서 지구보다 더 크다. 담뱃재가 화염에 머무는 시간이 더 길기 때문이다.
각 세포는 우주에 적응하려고 노력하고 있다
NASA 우주비행사 앤드류 모건 (Andrew Morgan) 은 다목적 가변 중력 플랫폼 (MVP, the Multi-use Variable-g Platform) 을 이용하여 우주 정거장에서 생물체가 어떻게 공간 환경에 적응하는지 알아보는 것이 미래의 우주 탐사다 이 플랫폼은 초파리, 편충, 식물, 어류, 세포, 단백질 결정체 등 다양한 작은 생물을 연구할 수 있다.
바쁜 벌
캐나다 우주국 (CSA) 우주비행사 데이비드 산자크 (David Saint Jacques) 는' 범블비' 라는 자유롭게 비행할 수 있는 작은 큐브 로봇 아스트로비 (Astrobee) 와 함께 우주 정거장에서 일하고 있다. Astrobee 는 Bumble, Honey, Queen 이라는 세 개의 독립된 자유 비행 로봇과 도킹 스테이션으로 구성되어 있습니다. GPS 는 우주에서 잘 사용되지 않기 때문에 Astrobees 는 팬을 사용하여 구동하고 어느 방향으로든 자유롭게 이동할 수 있는 카메라 기반 위치 지정 시스템에 의존해야 합니다.
필수 우주 유영
NASA 우주비행사 앤드류 모건 (Andrew Morgan) 은 첫 우주보행으로 우주 입자 탐지기를 보수할 때 손을 흔들어 인사했다. 그는 알파 전자기 분광계 (AMS-02) 와 다른 우주 정거장 하드웨어 사이에 서 있는 것 같다. AMS 는 전 세계 수백 명의 연구원들에게' 우주가 무엇으로 구성되어 있는지',' 우주가 어떻게 시작되었는지' 등의 수수께끼를 파악하는 데 도움이 되는 데이터를 제공했다. 혹독한 우주 환경에 노출되어 있기 때문에 AMS 는 데이터 수집을 계속하기 위해 업그레이드가 필요합니다.
\ "동생, 준비! 클릭합니다
완벽한 촬영 시기
Sally Ride EarthKAM 프로젝트에 참여한 학생들은 일본 우주항공 연구개발기구 (JAXA) 의 HTV-8 화물 우주선을 따라잡아 우주정거장에 과학과 물자를 실어 나르기에 가장 좋은 시기다. "Sally Ride EarthKAM" 은 미국 최초의 우주 여성 Sally Ride 가 설립한 교육 프로그램으로 중학생이 원격으로 프로그래밍하여 학생들이 우주 정거장의 관점에서 우리 지구를 촬영하고 분석할 수 있도록 합니다. 학생들은 우주 정거장에 있는 특수한 디지털 카메라를 제어하여 지구의 산천, 강, 기타 재미있는 지리적 위치와 지형을 촬영할 수 있다. 위의 이 아름다운 작품은' Sally Ride EarthKAM' 프로젝트에서 나온 것이다.
놀기만 할 줄 아세요? 약한 폭발!
이 두 축구공 크기, 레고 로봇처럼 생긴 녀석은 쉽지 않다. 전체 이름은' 동시 위치, 실행, 리디렉션 실험 위성' 인 Spheres-synchronized Position Hold, Engage, Reorient 이라고 불린다. NASA 비행엔지니어 우주비행사 알렉산더 스코보조프 (Alexander Skvortsov) 와 우주비행사 앤드류 모건 (Andrew Morgan) 이 이 구체로봇 SPHERES 와 함께 우주 정거장에 떠다니며 소형 우주선 기술을 테스트하고 있다. 우주비행사들은 SPHERES “Zero Robotics”2019 년 중학교 여름 프로그램 참가자들의 코드를 운영하고 있다. 이 프로젝트는 학생이 개발한 알고리즘을 테스트하고 대회에서 최적의 디자인을 선택하여 우주 정거장에서 로봇을 조작할 수 있다.
우주에 가도 계속 연락하세요!
국제 우주 정거장 아마추어 무선 회의 중 NASA 우주비행사 닉 헤이그가 유럽의' 콜럼버스' 실험실에 떠다니고 있는데, 그는 국제우주 정거장의 부르짖음' NA1SS' 를 사용하고 있다. 국제 우주 정거장 아마추어 라디오 (ISS Ham radio) 프로젝트는 학생들에게 라디오를 통해 궤도 우주비행사들과 직접 대화할 수 있는 기회를 제공한다.
결론
이상은 현재 국제우주정거장 실험실에서 진행되고 있는 수많은 과학 연구 중 일부에 불과하다.
미세 중력의 작용으로 푸른 잎채소 재배, 채굴 미생물 분석, 자율 로봇 테스트에 이르기까지 이 연구들은 지구상의 사람들에게 이득이 될 뿐만 아니라 인류의 미래 우주 탐사를 위한 토대를 마련할 수 있다. (존 F. 케네디, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 과학명언)
2020 년 1 월 8 일, 중국 유인 우주공학국은 중국 우주정거장 시스템이 시험정형제품 생산을 완료하고 최종 조립 통합 테스트를 실시하고 있다고 발표했다. 중국 유인 우주 정거장의 전체 명칭' 천궁' 은 각 선실과 화물선의 명칭이 구체적이다. 핵심 선실의 이름은' 하늘과', 코드명' TH' 이다. 실험실 ⅰ 이름은 "원톈", 코드명 "WT" 입니다. 실험실 ⅱ 이름은' 순천', 코드명' XT' 입니다. 화물 우주선의 이름은' 톈저우' 이고, 코드명은' TZ' 이다.
천궁, 하늘과 하늘, 원톈, 순천, 톈저우, 이 이름들만 보면 피가 끓는다.
어느 날 중국 자체의 우주역에서 중국 과학자들도 풍부한 과학 연구를 전개하여 우주 환경의 독특한 힘으로 지혜와 노력을 통해 인류를 축복할 수 있게 되었다. 우리 * * * 함께 그날을 기대합시다!
참조:
Https://www.nasa.gov/mission _ pages/station/research/news/2019-space-station
출처: 과학 화합물