なぜISSが必要なのでしょうか？

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舷窓の中の地球

人生においては、一歩下がって視点を変え、新しい角度から状況を見ることが非常に役立つことがよくあります。 ISS を使用すると、人類の故郷である地球をまったく新しい視点から見ることができます。そしてそれは多くのメリットをもたらします。

ステーションの乗組員は何十万枚もの画像を撮影しており、ハリケーンをリアルタイムで記録し、火山の噴火を観察し、氷河や海岸線の動きを追跡しています。地球上の科学者は、これらの非常に有用な画像を撮影し、たとえば、自然現象をより正確に予測して命を救う自動リモート センシング システムのプログラムに使用しています。

地球観測は、7 つの透明な窓で構成されるドーム ステーションの特別なモジュールで実行されます。モジュールは直径約 3 メートル、高さ 1.5 メートルで、一度に最大 2 人を収容できます。これは宇宙にある最初で今のところ唯一の観測ドームです。

ISS軌道 与える 惑星の観察に関するもう 1 つの利点は、地球の自転と同期していないため、ステーションは 1 日のさまざまな時間に北緯 52 度から南緯 52 度の間の地域を通過することです。この動きにより、同じエリアを異なる角度から、異なる照明条件下で画像を取得することが可能になり、まれな短期間のイベントを記録することも可能になります。この機能は、自然災害を研究する場合に特に役立ちます。

そして、ほぼすべての宇宙飛行士は、ドームでの作業後に考え方が変わったことに気づいています。 「地球と呼ばれる私たちの宇宙船がいかにもろく、ユニークで貴重なものであるか、そして私たちがその宇宙船の良き管理人であることがどれほど責任があるかを認識させられた、とても身が引き締まる経験でした。」 — スポーク カナダ人の宇宙飛行士デビッド・セントジャック。

がんの治療に役立つ

科学実験室としての宇宙ステーションの独特の利点は、そこにいる科学者たちが無重力状態にあることです。研究者らは、微小重力条件下では地球上よりも高品質のタンパク質結晶を得ることが可能であることを発見した。これは、新しい種類の効果的な薬を開発するのに非常に役立ちます。

20年以上にわたり、ISSの科学者たちは研究目的でタンパク質の結晶を成長させてきた。 最大の ステーションで行われる実験のカテゴリー。たとえば、これらの研究の成果の 1 つは、新しいタイプの抗結核薬の出現でした。

重要な進歩は、次のような研究でした。 発展を助けた 数種類の早期がんを治療するための新しい注射薬。実験により、薬の有効性を維持しながら、コストが削減され、治療時間が大幅に短縮されました。

日本のモジュール「きぼう」タンパク質結晶成長の研究についても 持ってくる 乳がん、歯周病、筋ジストロフィーの潜在的な治療法の発見まで。日本の科学者によると、これらの薬の開発は順調に進んでおり、一部はすでに前臨床試験の段階にあるという。

長期宇宙旅行で何を食べる？

将来、人類は月への長期ミッションを計画しており、 火星 このような航海における重要な課題は、乗組員に数週間、数か月、さらには数年間にわたって食べ物と飲み物を提供することです。 ISS 乗組員向けの食品は、ほとんどが特別な包装で包装されており、貨物宇宙船で地球から定期的に配送する必要があり、時間の経過とともに品質と栄養価が失われます。したがって、人々が宇宙で食料を栽培する方法を学ぶことは非常に重要です。

ISS での研究や実験の多くは植物の栽培を目的としています。たとえば、2015 年 8 月 10 日、宇宙飛行士は次のことを行うことができました。 試す 最初のレタスの葉が宇宙で熟します。科学者たちはまた、トマト、大根、唐辛子、白菜などの農産物をステーションで栽培することにも成功し、地球外で植物を栽培するプロセスについての理解が大きく前進した。

微小重力下で植物を育てる際の主な課題の 1 つは、浸水せずに植物を健康に保つのに十分な水を提供することです。また、月や火星には地球のような陸地はなく、当然のことながら、これも専門家にとっては困難な課題となります。

それにもかかわらず、科学者たちは伝統的な土を使わずに済む方法を見つけ出しました。土の代わりに、根を水または空気環境に置き、栄養分で飽和させます。これは水耕栽培法および空気栽培法と呼ばれます。したがって、遅かれ早かれ、人々は長い宇宙旅行中でも健康で新鮮な食べ物を食べられるようになるでしょう。

どこから水を手に入れますか？

恐ろしい秘密を明らかにしましょう。ISS の宇宙飛行士は自分の尿を飲みます。しかし、このステーションには液体の 98% を飲料に適した水に処理する特別な設備が設置されているため、味も色も普通のきれいな水と同じです。宇宙飛行士 認めるリサイクルされた尿を飲むという考えは気分が悪くなる人もいるかもしれないが、その結果得られる飲み物は都市の水道システムで生成されるものよりもはるかに優れていると彼らは強調しています。

収集された水はすべて、まず一連の特殊なフィルターを通過し、次に触媒反応器を通過し、残留する微量の汚染物質を分解します。センサーが水の純度をチェックし、不適切な液体は再処理されます。このシステムは、微生物の増殖を防ぐためにヨウ素も添加します。

「水処理プロセスは基本的に一部の陸上の給水システムと似ていますが、微小重力条件で実行される点が異なります。乗組員は尿を飲みませんが、地球上で飲むものよりも純粋になるような方法で精製され、ろ過された水を飲みます。」 – ISS の水システム管理者、ジル・ウィリアムソン氏は言います。

したがって、人々はまだ食料を育てる旅の始まりにいますが、水の供給については、液体の起源についてあまり考えなければ、状況ははるかに良くなります。

物質の第五の状態

学校物理を思い出してみましょう。物質はいくつの状態を持つことができますか?すぐに思い浮かぶのは固体、液体、気体の 3 つでしょうか。はい、しかし 4 番目のもの、プラズマもあります。たとえば、星、稲妻、ネオンランプはそれから作られています。

1995 年に研究者たちは、ボース・アインシュタイン凝縮 (BEC) と呼ばれる物質の 5 番目の状態が存在するという画期的な発見をしました。 1世紀以上前、アルバート・アインシュタインとインドの物理学者サティエンドラ・ナス・ボースがそのような物質状態の存在を予測したため、そう呼ばれています。簡単に言うと、粒子が絶対零度 (-273.15°C) 近くまで冷却されると QBE が形成され、粒子が合体して波のように動作する単一の量子物体になります。

地球上でボース・アインシュタイン凝縮を作成して研究することは非常に困難です。重力が邪魔をします。したがって、科学者たちは、無重力条件下で物質の第 5 状態を再現することを試みることにしました。 成功しました ISSでやれよ。軌道ステーション上で CBE を使用する方がはるかに簡単であることが判明しました。 「微小重力では、原子を重力に逆らって支える必要がないため、原子をはるかに弱い力に閉じ込めることができます。」 — 言った カリフォルニア工科大学パサデナ校のロバート・トンプソン氏はこう語る。

これがなぜ重要なのでしょうか?どうやって 説明する NASA の量子研究は、レーザー、携帯電話、コンピューター、GPS ナビゲーション システム、MRI 装置など、私たちの日常生活に直接関係するテクノロジーに貢献してきました。科学者たちはまた、物質の第 5 状態が、宇宙を膨張させていると考えられている神秘的な存在であるダーク エネルギーを理解するための基本的な鍵を握っていると信じています。

双子の研究

2015年から2016年にかけて、彼らは2人の双子、宇宙飛行士スコットとマーク・ケリーを使ってユニークな実験を実施した。スコットは 340 日間にわたって ISS に滞在しました。これはステーションでの最長滞在の 1 つです。そして彼の兄弟のマークはずっと地球に残りました。双子は遺伝的に同一であり、健康状態も同様だったため、科学者らは彼らを例に、宇宙での長期滞在が人体や身体にどのような影響を与えるかを研究した。宇宙飛行士の観測は12大学の10チーム、計84人の研究者が参加した。

スコットの体は多大なストレスにさらされ、その結果、健康状態が若干悪化しました。 「私の主観的な意見では、7日間、13日間、159日間、340日間といったさまざまな期間の飛行を経験したことを踏まえると、宇宙で過ごした時間は帰還時の症状と非常によく相関しています。宇宙で2倍以上の時間を過ごした後、私は驚きました。 [чем в прошлый раз]、戻った後は2倍以上気分が悪くなりました。」 — 言った スコット・ケリーがSpace.comへ。

しかし、科学者らは分析から得た主な結論を非常に有望なものとした。研究は、長期の宇宙飛行の条件における多くの変化に適応する人体の安定性と能力を示したというものだ。研究者らは、スコットの悪化した指標の多くが研究終了までにベースライン値に戻ったことを発見した。宇宙で身体が受けるダメージは老化の過程と似ているため、この研究は人間の寿命を延ばすのに役立つ多くの有益なデータを提供しました。

ISS が統合

多くの科学的および技術的利点に加えて、軌道ステーションにはもう 1 つの大きな成果があります。ISS は、さまざまな国の人々がどのように協力して、信じられないほど複雑で価値のある物体をうまく作成し、維持できるかを示しています。 5 つの宇宙機関が国際宇宙ステーション プロジェクトに取り組んでおり、米国、ロシア、日本、カナダ、ドイツ、オランダ、フランス、イタリアなどを含む 15 か国の人々が参加しています。地球上の人々は多くの違いを持っているかもしれませんが、同時に地球上の生活を改善するという 1 つの共通の使命によって団結しています。

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