NASA的新数据为气候模型提供了启示

NASA的新数据为气候模型提供了启示

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你是否曾在阳光明媚的日子里穿一件深色的T恤，在阳光的照射下感觉它很温暖？我们大多数人都知道深色吸收阳光，浅色反射阳光——但你知道在太阳的不可见波长中，这并不是同样的工作方式吗？ 太阳是地球的能量来源，它以可见光、紫外线(短波长)和近红外辐射（我们称之为热量）的形式释放能量。可见光会被雪和冰等浅色表面反射，而森林或海洋等深色表面会吸收可见光。这种反射率，称为反照率，是地球调节温度的一个关键方式——如果地球吸收的能量多于反射的能量，则地球变暖；如果地球反射的能量大于吸收的能量，则地球变凉。 当科学家们将其他波长纳入其中时，情况就变得更加复杂了。在光谱的近红外部分，像冰和雪这样的表面是不反射的——事实上，它们吸收近红外光线的方式与深色T恤吸收可见光的方式非常相似。 “人们认为雪是反光的。它是如此闪亮，”位于纽约市的美国宇航局戈达德空间研究所主任、美国宇航局代理高级气候顾问加文·施密特（Gavin Schmidt）说。“但事实证明，在光谱的近红外部分，它几乎是黑色的。” 显然，对于气候科学家来说，要全面了解太阳能是如何进入和退出地球系统，他们需要包括可见光之外的其他波长。 [rml_read_more] 地球的能量预算是对从太阳接收到的能量与辐射回太空的能量之间微妙平衡的隐喻。对地球能量收支精确细节的研究对于理解地球气候可能如何变化以及太阳能输出的变化至关重要。 图片来源：美国宇航局戈达德太空飞行中心 这就是NASA的总光谱太阳辐照度传感器（TSIS-1）的用途。从它在国际空间站上的有利位置，TSIS-1不仅测量到达地球大气层的总太阳辐照度（能量），还测量每个波长有多少能量进入。这种测量被称为光谱太阳辐照度，简称SSI。TSIS-1的光谱辐照度监测仪（SIM）由科罗拉多大学博尔德分校的大气和空间物理实验室开发，测量SSI的精度优于0.2%，或在真实SSI值的99.8%以内。 “有了TSIS-1，我们对可见光和近红外光的测量更有信心，”密歇根大学气候与空间科学与工程学系教授黄向磊（Xianglei Huang）博士说。“你如何划分每个波长的能量量对平均气候有影响。” 落在地球上的光的组成对理解地球的能量预算很重要。NASA的总光谱太阳辐照度传感器（TSIS-1）测量1000种不同波长的太阳能量，包括可见光、紫外线和红外线，统称为太阳光谱辐照度。 视频来源：美国宇航局戈达德太空飞行中心 黄和他在密歇根大学、NASA戈达德太空飞行中心（位于马里兰州格林贝尔特）和科罗拉多大学博尔德分校的同事们最近首次在全球气候模型中使用了TSIS-1 SSI数据。“过去的几项研究使用了多种SSI输入来分析气候模型的敏感性——然而，这项研究是第一个调查新数据如何改变地球极地太阳能反射和吸收模型的研究。”戈达德的TSIS-1项目科学家吴董（Dong Wu）说。 他们发现，当他们使用新的数据时，与使用旧的太阳数据相比，该模型在冰和水吸收和反映的能量方面显示出统计上的显著差异。该团队运行了名为社区地球系统模型（CESM2）的模型两次：一次是使用18个月期间平均的TSIS-1新数据，另一次是使用基于NASA退役的太阳辐射和气候实验（SORCE）数据的旧的、重建的平均值。 研究小组发现，与SORCE重建的旧模型相比，TSIS-1的数据在可见光波长中存在更多的能量，而在近红外波长中的能量较少。这些差异意味着，在TSIS-1运行中，海冰吸收的能量更少，反射的能量更多，因此极地温度降低了0.5到1.3华氏度，夏季海冰的覆盖面积增加了约2.5%。 “我们想知道新的观测数据与以前的模型研究中使用的观测数据如何比较，以及这如何影响我们对气候的看法，”主要作者敬宪文（Xianwen Jing）博士说，他作为密歇根大学气候与空间科学和工程系的博士后学者进行了这项研究。“如果可见波段的能量较多，近红外波段的能量较少，这将影响表面吸收的能量的多少。这可以影响海冰的增减，以及高纬度地区的寒冷程度。” 黄说，这告诉我们，除了监测太阳总辐照度之外，我们还需要密切关注光谱。虽然更准确的SSI信息不会改变气候变化的大局，但它可能帮助建模者更好地模拟不同波长的能量如何影响气候过程，如冰的行为和大气化学。 这组作者警告说，即使新的数据使极地气候看起来有所不同，但在科学家能够利用它来预测未来的气候变化之前，仍有更多的步骤要做。该团队的下一步工作包括调查TSIS数据如何影响低纬度的模型，以及在未来继续观测，以了解SSI在整个太阳周期中的变化。 了解更多关于太阳能如何与地球表面和系统相互作用的信息——在所有波长——将为科学家提供更多和更好的信息，以模拟现在和未来的气候。在TSIS-1和它的继任者TSIS-2的帮助下（将于2023年发射升空），NASA正在揭示地球的能量平衡及其变化方式。 参考来源： https://www.nasa.gov/feature/goddard/2021/new-nasa-data-sheds-sun-light-on-climate-models

NASA宇航员描绘了一幅在太空中成功种植植物的画面

NASA宇航员描绘了一幅在太空中成功种植植物的画面

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2021年3月26日，NASA宇航员和第64号远征队工程师迈克尔·霍普金斯（Michael Hopkins）在国际空间站上闻到了正在生长的 “特矮 （Extra Dwarf）”小白菜。这些植物是为Veggie（蔬菜生产系统）研究而种植，该研究旨在探索太空农业，以维持宇航员在未来前往月球或火星的任务。 影像来源：NASA 国际空间站上的宇航员最近吃到了新鲜的绿叶蔬菜，这在很大程度上要归功于第64号远征队的机组人员迈克尔·霍普金斯（Michael Hopkins）的努力。 NASA的SpaceX载人2号任务指挥官带头进行了Veggie实验，最后两项实验在4月13日的收获后结束。VEG-03K和VEG-03L测试了一种新的太空作物 “阿玛拉（Amara） ”芥菜，以及一种以前种植的作物 “特矮”白菜。它们生长了64天，是空间站上生长时间最长的绿叶蔬菜。 作为VEG-03K和VEG-03L实验的一部分，这些植物生长了64天，是空间站上生长时间最长的绿叶植物。 影像来源：NASA 白菜生长了很长的时间，作为繁殖周期的一部分，它开花了。霍普金斯试图超越实验目标，其中包括用一个小画笔给植物的花朵授粉。他是在与肯尼迪中心的马特·罗梅恩（Matt Romeyn）交谈后决定采用这种方法的，马特·罗梅恩是空间作物生产项目的科学家，也是这四项植物实验的科学负责人。他们讨论了多种方案，包括让花朵自花授粉。 载人2号任务指挥官和NASA宇航员迈克尔·霍普金斯用画笔帮助国际空间站上的 “特矮 “小白菜的花朵授粉。 影像来源：NASA “他选择这条路线来确保植物完全授粉，我并不感到惊讶，因为他一直想非常投入，”罗梅恩说。“在他使用画笔之后，我们看到了很高的种子产量。” 这项实验很重要，因为水果作物需要授粉，工作人员需要了解在微重力和最终在重力降低的情况下，授粉过程是如何工作的。今年晚些时候，作为VEG-04实验的一部分，肯尼迪中心将辣椒种子送往空间站，届时水果将很快被送往国际空间站。这些辣椒种子将通过SpaceX的第22次商业补给服务任务飞行，并将在高级植物栖息地生长。蔬菜生产系统也计划在明年进行一项用矮西红柿做的VEG-05实验。 最新实验的多次收获使霍普金斯种植的农产品数量最大化，船员们用这些蔬菜为他们的膳食增加了多样性。霍普金斯把小白菜当配菜吃，叶子浸在一个空的玉米饼包里。他加了酱油和大蒜，把它放在一个小的食物加热器加热20到30分钟。霍普金斯解释说，宇航员一直很喜欢阿玛拉芥菜，“就像生菜卷一样”，它会添加鸡肉、酱油和香醋等配料。 品尝了在太空中种植的阿玛拉芥菜后，霍普金斯在实验记录中写道:“味道很好，而且口感嘎嘣脆。” “这项任务对我们来说已经完成了……在空间站上持续生产作物是以后在近地轨道之外执行任务的一个重要示范，”罗梅恩说。“宇航员们喜欢种植它们，喜欢吃它们，而这些正是我们可以送往月球上长期停留以提供补充营养的作物。我们在空间站和月球上所学到的一切，最终都能在某一天前往火星的途中实现。” 虽然宇航员的预包装食品提供了种类和营养，但新鲜的农作物提供了一个吸引人的补充。霍普金斯说，这些植物是非常受欢迎的“与地球的联系”，这种联系是他利用个人时间成为太空园丁的原因之一。 1月4日，霍普金斯启动了两项实验，VEG-03I和VEG-03J，前者涉及第一次成功的太空植物移植，后者以使用在肯尼迪中心开发的新种子膜为特点。他在2月2日完成了这两个实验。不到一周后，他开始进行VEG-03K和VEG-03L实验。 肯尼迪生命科学学院的植物科学家吉奥亚·马萨（Gioia Massa）说:“他从一开始就是一个巨大的拥护者。”他还补充说，NASA宇航员凯特·鲁宾斯也参与了Veggie实验。“我们有如此充满激情和热情的宇航员，他们非常支持这项研究。” 种植这些作物有时很有挑战性。在VEG-03I期间，含有‘Outredgeous’红罗马菜和‘Dragoon’生菜种子的两个植物枕头的生长速度远比其他植物慢，到收获时也赶不上。在肯尼迪Veggie项目科学家的指导下，霍普金斯从茁壮成长的植物枕头中移植了额外的芽到两个挣扎中的枕头中。科学家们惊喜地发现，微重力似乎有利于植物，为未来的发展铺平了道路。 种植这些作物有时也是一种挑战。在VEG-03I期间，含有’Outredgeous’红罗马菜和’Dragoon’生菜种子的两个植物枕的生长速度远比其他植物慢，到收获时也不会赶上。在肯尼迪中心蔬菜项目科学家的指导下，霍普金斯将生长旺盛的植物枕头上的额外芽苗移植到两个生长速度缓慢的植物枕中。科学家们惊喜地发现，微重力似乎对植物有利，为未来的潜在发展铺平了道路。 此前曾在Veggie中种植过两次的“特矮 ”小白菜，结果都不太好，但这一次却茁壮成长。初中生和高中生也分享了它的成功，他们选择这种植物是超越地球的成长项目的结果。这个以课堂为基础的科学项目与NASA合作，在全国各地的学校测试许多候选植物品种。 马萨说:“这个品种（白菜）是专门送来的，因为学生们测试它后发现它效果非常好。”现在，宇航员们正在种植并享用这种植物。这不是发生在大多数学生身上的事情。他们正在塑造NASA的研究。” 位于华盛顿的NASA总部的NASA科学任务理事会的生物和物理科学部领导了Veggie和APH的发展，并定期要求对它们进行研究调查。 日本太空探索机构(Japan Aerospace Exploration Agency)的宇航员、第64号远征队飞行工程师野口聪一(Soichi Noguchi)与国际空间站上生长的“特矮”白菜合影。 影像来源：NASA 参考来源： https://www.nasa.gov/feature/nasa-astronaut-paints-a-picture-of-success-growing-plants-in-space

Crew-2宇航员前往空间站进行微重力科学研究

Crew-2宇航员前往空间站进行微重力科学研究

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4月22日地球日，SpaceX Crew-2将搭载4名宇航员前往国际空间站。这四人包括NASA宇航员沙恩·金布罗(Shane Kimbrough)和梅根·麦克阿瑟(Megan McArthur)，以及首次参与商业宇航员项目的两名国际合作伙伴——日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)宇航员星出明彦(Akihiko Hoshide)和欧洲航天局(ESA)宇航员托马斯·佩斯奎特(Thomas Pesquet)。 Crew-2在加利福尼亚州霍桑的SpaceX设施进行培训时的照片。从左起，欧空局的托马斯·佩斯奎特，NASA宇航员梅根·麦克阿瑟和沙恩·金布罗，以及JAXA的星出明彦。 影像来源：SpaceX Crew-2宇航员将与第65次远征队的其他成员，美国宇航局宇航员马克·范德·黑（Mark Vande Hei）和俄罗斯宇航局的宇航员奥列格·诺维茨基（Oleg Novitskiy）和彼得·杜布罗夫（Pyotr Dubrov）一起执行为期六个月的任务，在近地轨道上进行科学实验。这项研究的一个重要科学重点是继续进行一系列的太空组织芯片研究。组织芯片是包含多种细胞类型的人体器官的小型模型，这些细胞的行为与它们在体内的行为基本相同。 这些芯片可能使确定安全和有效的治疗方法——药物或疫苗——比标准过程快得多。此外，在太空飞行期间，人体发生的许多变化与地球上衰老和疾病的发生和发展相似，但在微重力下发生的速度更快。科学家们在太空中使用专门的组织芯片来模拟影响人体特定器官的疾病，但这些疾病在地球上可能需要几个月或几年的时间来发展。 组织芯片是组织工程的一个方面，它使用细胞、工程和材料的组合来恢复、维护、改善或替换生物组织。地球上的组织工程需要某种支架来生长，并且最多只能达到1厘米的厚度，或刚刚超过1/4英寸。但是在微重力环境下，细胞不是在扁平的平面上生长，而是可以长成三维的，可以很好地模拟人体组织。 “我们知道，细胞之间相互沟通，这种沟通对于细胞的正常运作至关重要，”国际空间站美国国家实验室的高级项目主任利兹·沃伦（Liz Warren）说。“我们并不完全了解其中的原因，但在微重力环境下，细胞间的交流与地球上的细胞培养瓶中的交流不同。细胞在微重力下的聚集或聚集方式也不同。这些特征使细胞的行为更像它们在体内时的行为。因此，微重力似乎为组织工程提供了一个独特的机会。” 国际空间站国家实验室和美国国立卫生研究院国家转化科学促进中心（NCATS）之间的合作已经将组织芯片送到空间站，以分析微重力对人类健康的影响，并将其转化为地球上的进步。研究人员正在使用组织芯片来研究免疫系统老化、肺免疫反应、肌肉骨骼疾病、肾功能、肌肉丧失或肌少症等。 2020年12月，美国宇航局宇航员凯特·鲁宾斯(Kate Rubins)为Cardinal心脏组织芯片研究项目进行操作。 影像来源：NASA 沃伦解释说，所有的组织芯片调查都要进行两次飞行，其中一些实验在第65次远征期间进行了第二次发射。”第一次飞行是对系统的验证。第二次飞行一般是为了测试一种或多种治疗方法”。 2021年4月2日，NASA和波音公司的工人在佛罗里达州肯尼迪航天中心的空间站处理设施中，将太阳能电池板吊入飞行支持设备。这个长63英尺宽20英尺的太阳能电池板将在今年晚些时候发射到国际空间站。 影像来源：NASA/KSC Crew-2任务的另一个重要元素是通过安装国际空间站展开式太阳能阵列（iROSA）来更新空间站的太阳能系统，iROSA像一个巨大的瑜伽垫一样展开的紧凑型电池板。该技术的开发可以追溯到2009年，受益于美国宇航局的几十个小企业创新研究奖和后来的地面演示。2017年，基本设计在空间站进行了测试，以确定其强度和耐久性。第65号远征队计划在今年夏天开始准备用第一对六个新阵列补充空间站现有的刚性面板。 这张照片显示了从2017年6月开始的太阳能电池板(简称ROSA)的测试。第一批太阳能电池板的新推出设计将在Crew-2发射时送往空间站。 影像来源：NASA 一项在载人龙飞船和Crew-2的研究调查——CHIME，研究了微重力环境下免疫反应抑制的可能原因。微重力可能会导致人体免疫系统发生变化，这可能是长期太空旅行的一个问题。CHIME的调查可以帮助确定免疫系统功能障碍的潜在原因，并找到预防或抵抗免疫系统功能障碍的方法，从而帮助太空旅行者和地球上那些免疫系统受损的人。 机组成员在维护和升级空间站本身的内部和外部、保持自身健康的日常活动以及满满的科学研究（空间站的主要任务）之间保持着难以置信的忙碌。在微重力实验室上增加更多的船员，可以增加用于科学活动的时间。2020年11月，在由宇航员谢尔盖·雷日科夫和谢尔盖·库德-斯维尔奇科夫以及美国宇航局宇航员凯特·鲁宾斯组成的第64号远征队的基础上，增加了Crew-1，即NASA宇航员迈克尔·霍普金斯、维克多·格洛弗和香农沃克以及日本宇宙航空研究开发机构宇航员野口聪一，使用于科学研究和支持活动的时间增加一倍以上。 鉴于空间站对气候研究做出了重大贡献，Crew-2在地球日发射似乎很合适。第65次远征队机组成员与他们之前的许多人一样，通过机组成员地球观测（CEO）项目记录我们的星球。总的来说，机组成员们已经拍摄了超过150万张地球图像，为科学研究做出了贡献，如对夜间人工照明、藻类繁殖和南极冰架破裂的研究。 沙特阿拉伯西北海岸线外的红海水域是大约260种珊瑚礁的家园。这张图片由空间站乘员在2020年11月拍摄，是机组成员地球观测（CEO）项目的一部分。 影像来源：NASA 当Crew-2的成员今年秋天返回地球时，他们将提高图像记录的数量以及在太空中进行科学活动的总时间。随着已经为Crew-3和Crew-4选出了宇航员，这个轨道实验室将继续取得令人印象深刻的成果。 有关每日更新，请关注@ISS_Research、空间站研究和技术新闻或我们的Facebook。如果你想有机会看到你所在城市上空的空间站，请查看Spot the station。 参考来源： https://www.nasa.gov/mission_pages/station/research/news/crew-2-microgravity-science-space-station

NASA的NICER发现了蟹状星云脉冲星射电脉冲爆发的X射线增强

NASA的NICER发现了蟹状星云脉冲星射电脉冲爆发的X射线增强

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一项全球科学合作利用NASA国际空间站上的中子星内部成分探测器(NICER)望远镜的数据，发现了蟹状星云中脉冲星伴随射电爆发的X射线增强。这一发现表明，这些被称为巨型射电脉冲的爆发，释放出的能量远比之前猜测的要多。 NASA的中子星内部成分探测器(NICER)观测显示，蟹状星云脉冲星的随机巨型射电脉冲产生了X射线增强。观看视频了解更多信息。 视频来源:NASA戈达德太空飞行中心 脉冲星是一种快速旋转的中子星，是一颗爆炸后形成超新星的恒星的破碎的、城市大小的核心。一颗年轻的孤立中子星每秒可以旋转数十次，其旋转的磁场可以增强无线电波、可见光、X射线和伽马射线。如果这些光束扫过地球，天文学家就会观察到类似时钟的脉冲发射，并将其归类为脉冲星。 “在已编入目录的2800多颗脉冲星中，蟹状星云脉冲星是仅有的几颗发出巨型射电脉冲的天体之一，这些脉冲零星出现，其亮度可能是常规脉冲的数百倍到数千倍。”位于日本埼玉县和光市的RIKEN先锋研究集群的首席科学家榎户辉扬(Teruaki Enoto)说。”经过数十年的观察，只有蟹状星云脉冲星被证明可以通过频谱其他部分的发射来增强其巨大的射电电脉冲。” 蟹状星云是超新星爆炸产生的六光年宽的碎片云，其中有一颗每秒旋转30次的中子星，在X射线和射电波段是天空中最亮的脉冲星之一。这张哈勃太空望远镜图像的合成图揭示了爆炸中排出的不同气体：蓝色显示中性的氧，绿色显示单电离的硫，红色表示双电离的氧。 影像来源：NASA, ESA, J. Hester and A. Loll (Arizona State University) 这项新的研究将出现在4月9日的《Science》杂志上，现在可以在线获取，该研究分析了有史以来从脉冲星收集的最大数量的同步X射线和无线电数据。它将与这种增强现象相关的观测能量范围扩大了数千倍。 蟹状星云及其脉冲星位于约6500光年外的金牛座，形成于一颗超新星，其光线于1054年7月到达地球。这颗中子星每秒旋转30次，在X射线和射电波长下，它是天空中最亮的脉冲星之一。 在2017年8月至2019年8月期间，榎户辉扬和他的同事们利用NICER在X射线中反复观测蟹状星云脉冲星，X射线的能量高达1万电子伏特，即可见光的数千倍。在NICER观测的同时，该团队还使用日本的两台地基射电望远镜中的至少一台–鹿岛宇宙技术中心的34米天线和日本宇宙航空研究开发机构宇田深空中心的64米天线对该天体进行了研究，这两台天线的工作频率均为2千兆赫。 在2017年至2019年期间，NASA的中子星内部成分探测器（NICER）和日本的射电望远镜同时研究了蟹状星云脉冲星。在这张仅代表NICER观测13分钟的可视化图片中，数以百万计的X射线被绘制成相对于脉冲星的旋转相位，其中心是最强的射电发射。为了清晰起见，图中显示的是两次完整的旋转。当脉冲星光束扫过我们的视线时，它们会在每次旋转中产生两个峰值，较亮的那个峰值与更多的巨型射电脉冲有关。NICER的数据首次显示，与这些事件相关的X射线发射略有增加。 影像来源：NASA’s Goddard Space Flight Center/Enoto et al. 2021 联合数据集有效地为研究人员提供了近一天半的X射线和无线电覆盖时间。总的来说，他们捕捉到了370万次脉冲星自转的活动，捕获了大约26000个巨型射电脉冲。 巨型射电脉冲爆发得很快，在百万分之一秒内达到峰值，并且不可预测地发生。然而，当它们发生时，却与规律的时钟脉动一致。 NICER能在在100纳秒之内记录下其探测到的每一个X射线的到达时间，但望远镜的计时精度并不是它在这项研究中的唯一优势。 “NICER观测明亮X射线源的能力几乎是脉冲星及其星云亮度总和的四倍，”NASA位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心的项目科学负责人扎文·阿尔祖马尼亚(Zaven Arzoumanian)说。”因此，这些观测结果基本上没有受到堆积的影响（堆积指的是探测器将两束或两束以上的X射线视为一个单一事件），而其他一些问题则使早期的分析更加复杂。” 榎户辉扬的团队综合了所有与巨型射电脉冲相吻合的X射线数据，现了与之同步发生的X射线增强的幅度约为4％。这与2003年发现的可见光增加3%的现象非常相似。与蟹状星云脉冲星的常规脉冲和巨型脉冲之间的亮度差异相比，这些变化非常小，为理论模型的解释提供了挑战。 这些X射线的增强表明，巨型射电脉冲是产生横跨电磁波谱（从无线电到X射线）的发射的基本过程的一种表现。而由于X射线的冲击力是无线电波的数百万倍，即使是适度的增加也代表着巨大的能量贡献。研究人员得出的结论是，与巨型射电脉冲相关的总发射能量比之前仅从无线电和光学数据中估计的高出几十到几百倍。 “我们仍然不知道脉冲星是如何或在哪里产生它们复杂而广泛的辐射，令人欣慰的是，我们为这些迷人天体的多波长谜题做出了贡献。”榎户辉扬说。 NICER是美国宇航局探索计划中的机遇号天体物理学任务，利用太阳物理学和天体物理学科学领域的创新、精简和高效的管理方法，为来自太空的世界级科学研究提供频繁的飞行机会。NASA的空间技术任务理事会支持该任务的SEXTANT部分，展示基于脉冲星的航天器导航。 参考来源： https://www.nasa.gov/feature/goddard/2021/nasa-s-nicer-finds-x-ray-boosts-in-the-crab-pulsar-s-radio-bursts

庆祝妇女历史月：最近的女性宇航员们

庆祝妇女历史月：最近的女性宇航员们

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美国国家航空航天局（NASA）和国际空间站（ISS）在妇女历史月（Women’s History Month）对在国际空间站这一在轨实验室进行科学研究的女性们进行庆祝。 截至2021年3月，有65名女性参与了太空飞行任务，包括宇航员、有效载荷专家和空间站参与人员。进入太空的第一位女性是前苏联宇航员瓦伦蒂娜·捷列什科娃（Valentina Tereshkova），她于1963年6月16日乘坐“东方六号”（Vostok 6）飞船进入太空。萨利·莱德（Sally Ride）是进入太空的第一位美国女性，她于1983年6月乘坐挑战者号航天飞机进入太空，执行编号为STS-7的飞行任务。 其他值得注意的第一次： 1984年7月25日，前苏联宇航员斯韦特兰娜·萨维茨卡娅（Svetlana Savitskaya）完成了持续3小时39分钟的舱外活动，实现人类史上第一次女性太空行走。 1992年9月，NASA宇航员梅·杰米森（Mae Jemison）乘坐“奋进号”（Endeavour）航天飞机执行编号为STS-47的飞行任务，成为第一位进入太空的非裔美国女性。 NASA宇航员苏珊·赫尔姆斯（Susan Helms）是第一位登上国际空间站的女性宇航员，是第2号远征队（Expedition 2）成员，任务期限从2001年3月至8月。 NASA宇航局宇航员佩姬·惠特森（Peggy Whitson）是国际空间站历史上的首位女指挥官，她从2008年4月开始指挥为期6个月的第16号远征队（Expedition 16）任务。 太空里女性成员最多的一次记录是一次有4名女性进入太空。2010年，当执行编号为STS-131任务的发现号飞船抵达国际空间站时，有4名女性同时在太空。发现号飞船上的7位机组成员中有3位女性，她们分别是NASA宇航员多萝西·梅特卡夫-林登伯格（Dorothy Metcalf-Lindenburger）、斯蒂芬妮·威尔逊（Stephanie Wilson）和日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）宇航员山崎直子（Naoko Yamazaki）。当时在太空的另一位女性是在空间站执行任务的NASA宇航员特蕾西·卡德维尔·戴森（Tracy Caldwell Dyson）。 NASA宇航员苏珊·赫尔姆斯（Susan Helms）和同事吉姆·沃斯（Jim Voss）一起创造了单次太空行走的最长时间记录，在舱外活动时间达8小时56分钟。 于2010年4月至9月进行的第24号远征队（Expedition 24 ）任务标志着第一次有两名女性被指派前往空间站执行任务，她们是NASA宇航员香农·沃克（Shannon Walker）和特蕾西·考德威尔·戴森（Tracy Caldwell Dyson）。 2013年的NASA宇航员班，是第一届男女比例均等的班级。 NASA宇航员安妮·麦克莱恩（Anne McClain）是与来自两个不同的飞行任务中的女性成员共同居住在空间站上的首位女性，她们分别是琳娜·奥南-钱塞勒（2018年）和克里斯蒂娜·科赫（2019年）。 2019年10月，NASA宇航员杰西卡·梅尔（Jessica Meir）和克里斯蒂娜·科赫（Christina Koch）完成了首次全女性太空行走。2020年，她们又一起进行了两次太空行走。 自2001年以来，陆续有女性开始参与国际空间站的科学研究，并成为空间站研究项目进展的组成部分。商业载人计划下（Commercial Crew Program）的第二次载人飞行任务，目前暂定将不会早于2021年4月20日（星期二）执行，本次载人飞行任务成员包括NASA宇航员梅根·麦克阿瑟（Megan McArthur），下图中她正位于约翰逊航天中心5号建筑中的运动模拟器。麦克阿瑟在加州大学洛杉矶分校（UCLA）获得航空航天工程学士学位，在加州大学圣地亚哥分校（UCSD）获得海洋学博士学位，并在斯克里普斯海洋学研究所（SIO）开展了相关研究。麦克阿瑟曾在2009年的STS-125任务中担任飞行任务专家，该任务对哈勃太空望远镜进行了修复，成功提高了太空望远镜的能力，至今仍在运行。 关于女性在空间站上进行的科学研究的更多亮点请见以下： 1. 香农·沃克（Shannon Walker），第24/25、63/64号远征队 2020年11月15日，NASA宇航员香农·沃克乘坐SpaceX载人龙飞船进入空间站，是NASA商业载人计划的首批宇航员之一。上图中，她正在进行生物营养素（BioNutrients）实验，探索生产维生素和其他营养物质的方法，以改善宇航员在太空中的饮食。2010年，作为第24/25号远征队成员，沃克在太空中停留了163天。沃克在莱斯大学获得物理学学士学位、空间物理学的硕士学位和博士学位。 她最初在空间站研究计划中负责机器人集成领域的工作，研究航空电子集成和在轨综合问题解决。被选为宇航员候选人之前，她曾在NASA在轨工程办公室（On-Orbit Engineering Office）先后担任副经理和代理经理。 2. 凯特·鲁宾斯（Kate Rubins），第48/49 、63/64号远征队 继2016年在空间站停留了三个月后，NASA宇航员凯特·鲁宾斯于2020年10月再次前往空间站。第一期飞行任务期间，鲁宾斯在国际空间站成功完成微重力条件下的DNA测序，这是生物分子测序仪（Biomolecule Sequencer）实验的一部分。如今，她仍在继续这项研究。上图中，她正在进行实验，使用测序作为一种工具来诊断医疗状况和识别微生物。鲁宾斯在加州大学圣地亚哥分校（UCSD）获得分子生物学学位，并在斯坦福大学医学院获得癌症生物学博士学位。之后，她领导了一个研究非洲病毒性疾病的实验室，并前往非洲进行进一步研究以及监督研究地点。 3.杰西卡·梅尔（Jessica Meir），第61、62号远征队 NASA宇航员杰西卡·梅尔于2019年9月前往到空间站，并于2020年4月返回地球。2019年10月，她与NASA的同事克里斯蒂娜·科赫（Christina Koch）一起完成了首次全女性太空行走。2020年，她们两位又共同进行了两次太空行走。梅尔在布朗大学获得生物学学士学位，在国际空间大学获得空间研究硕士学位，并在加州大学圣地亚哥分校的斯克里普斯海洋研究所获得海洋生物学博士学位。上图中，梅尔正在空间站上为日本水菜浇水，这是“Veg- 04B”实验的一部分。这项研究属于一个阶段性研究项目，旨在解决在太空生产新鲜食物的需求，并重点研究光照质量和肥料对叶状作物的影响。 4. 克里斯蒂娜·科赫（Christina Koch），第59、60、61号远征队 NASA宇航员克里斯蒂娜·科赫于2019年和2020年在太空微重力环境中持续停留了328天，创下了女性宇航员单次太空飞行时间最长纪录。在飞行任务期间，她进行了数百项实验，包括蛋白质晶体和太空植物的研究。她参与了旨在对未来太空探索任务提供支持的一系列研究，包括研究人体如何适应失重、隔离、辐射和长时间太空飞行的压力。科赫在北卡罗莱纳州立大学获得电气工程和物理学学士学位，以及电气工程硕士学位，她曾在NASA戈达德太空飞行中心高能天体物理实验室工作。在那里，她在几项研究宇宙学和天体物理学的任务中为科学仪器方面做出了积极贡献。科赫曾担任萨摩亚天文台台长，并为“朱诺”（Juno）木星探测器和范艾伦探测器（Van Allen Probes）上用于研究辐射粒子的仪器开发做出了积极贡献。 5.安妮·麦克莱恩（Anne McClain），第57/ 58、59号远征队 NASA宇航员安妮·麦克莱恩于2018年12月至2019年6月进行了她的首次太空飞行，并为“Marrow”实验收集了样本，这是一项关于微重力对骨髓及其产生的血细胞造成的负面影响的长期研究。该研究或将有助于制定策略，以帮助未来的太空探索人员以及地球上长期卧床休息的人免受这些负面影响。麦克莱恩是华盛顿洲斯波坎人，拥有航空航天工程和国际关系硕士学位。她是一名陆军飞行员，拥有中校军衔，在20种不同的飞机上累计飞行超过2000小时。 6. 瑟琳娜·奥南-钱塞勒（Serena M. Auñón-Chancellor），第56/57号远征队 NASA宇航员瑟琳娜·奥南-钱塞勒在微重力科学手套箱（MSG）内进行“AngieX”癌症治疗研究。这项研究或将有助于研发出一种价格公道、效率高的药物检测方法，并有助于开发更安全、有效的血管靶向治疗。2018年6月至12月，她在太空中停留了197天。作为NASA的飞行外科医生，她在俄罗斯待了9个多月，为国际空间站的工作人员提供医疗服务。她在乔治华盛顿大学（GWU）获得电气工程学位，在德克萨斯大学健康科学中心获得医学博士学位，并获得了内部和航空航天医学的董事会认证。 7. 佩吉·惠特森（Peggy Whitson），第5、16、50、51 /52号远征队 NASA宇航员佩吉·惠特森在国际空间站执行三次长期任务期间创造了多项太空飞行记录，其中包括美国宇航员在太空中累计停留时间最长（665天）的记录。她曾是太空行走次数最多的美国宇航员，以及太空行走总时长最多的女性宇航员。她还曾是空间站上的第一位科学官，空间站的第一位女指挥官，以及第一位在两个不同任务中担任空间站指挥官的女性。在她返回地球工作的这段时间，她也是唯一一位担任宇航员办公室主任职务的女性。惠特森在爱荷华卫斯里学院获得生物/化学理学学士学位，在莱斯大学获得生物化学博士学位。上图中，她正在进行“Genes in Space-3”实验，该实验完成了有史以来首次在国际空间站上完成了基因测序的全过程。这项创新使实时识别微生物成为可能，无需将样本送回地球，这是微生物学和太空探索的革命性一步。 8. 萨曼莎·克里斯托弗雷蒂（Samantha Cristoforetti），第42/43号远征队 欧洲航天局（ESA）宇航员萨曼莎·克里斯托弗雷蒂是进入太空的第一位意大利女宇航员。她在日本实验舱（JEM）进行“SPHERES-Vertigo”实验，该实验使用自由漂浮卫星来对在复杂环境中进行视觉估计和导航的技术进行演示和测试。克里斯托弗雷蒂于2014年11月至2015年6月执行了她的首次飞行任务，并创造了ESA宇航员单次飞行持续时间最长（199天）的记录。克里斯托弗雷蒂被指派至国际空间站执行她的第二次飞行任务，该任务计划于2022年执行，她目前正在为这项任务进行训练。克里斯托弗雷蒂最近参加了“好奇宇宙”（Curious Universe）播客，就空间站上的科学研究进行交流讨论。她在慕尼黑工业大学获得了机械工程硕士学位，并于俄罗斯门捷列夫化工大学进行为期10个月的研究访问期间撰写了一篇关于固体火箭推进剂的论文。她还在那不勒斯费德里克二世大学获得了航空科学学士学位。 9. 埃琳娜·塞洛娃（Elena Serova），第41/42号远征队 俄罗斯宇航员埃琳娜·塞洛娃于2014年9月至2015年3月在国际空间站执行飞行任务，成为驻站的第一位俄罗斯女宇航员。她在俄罗斯手套箱（Glavboks）进行“ASEPTIC ”生物科学实验。这项研究旨在评估研究方法和设备的可靠性及效率，来确保在空间站进行生物学研究的无菌条件。她从莫斯科航空学院毕业后成为了一名测试工程师，并于莫斯科国立仪器制造与信息技术学院成毕业后成为一名经济学家。她还在在俄罗斯“能源”火箭航天公司（Energia Space Rocket Corporation）完成了研究生课程。 10.凯伦·尼伯格（Karen Nyberg），STS-124任务，第36/37号远征队。 NASA宇航员凯伦·尼伯格在空间站的“希望”号实验舱设置多用途小型有效载荷架（MSPR），这是她第二次登上空间站执行太空飞行任务。MSPR可用于多种微重力科学实验和教育活动。2008年，她乘坐“发现”号航天飞机进行她的首次太空飞行，将日本“希望”号实验舱送入国际空间站，成为第50位进入太空的女宇航员。尼伯格是明尼苏达州人。她在北达科他州大学获得机械工程学士学位，在德克萨斯大学奥斯汀分校获得机械工程硕士和博士学位。她研究生时期的研究方向是人体温度调节和实验性代谢测试与控制，具体涉及航天服的温度控制。 11. 苏尼塔·威廉姆斯（Sunita Williams），第14/15，32/33号远征队 NASA宇航员苏尼塔·威廉姆斯和JAXA宇航员星出彰彦（Aki Hoshide）太空行走的场景，从威廉姆斯的头盔上反映出来，这次太空行走持续了6小时28分钟。他们完成了一个总线切换元件（MBSU）的安装工作，并在国际空间站的Canadarm2上机械臂上安装了一台摄像机。威廉姆斯参加了七次太空行走，是国际站的第二位女性指挥官。她也是唯一一个在太空跑马拉松的人。她曾搭乘“亚特兰蒂斯”号航天飞机和“联盟号”载人飞船执行任务，她在下次任务中将搭乘波音CST-100星际客机，这将是波音CST-100星际客机在NASA商业载人计划下的第一次载人飞行。威廉姆斯在美国海军学院获得物理科学学士学位，在佛罗里达理工学院获得工程管理理学硕士学位。作为一名海军飞行员，她在30多种不同的飞机上累计飞行超过3000小时。 12. 凯蒂·科尔曼（Cady Coleman），第26/27号探险队 NASA宇航员凯瑟琳（凯蒂）·科尔曼上凯迪·科尔曼正在进行毛细流动实验（CFE），并进行了“Corner Flow 2”（ICF-2）测试。毛细流动实验观察微重力下流体的流动，特别是毛细现象。科尔曼在麻省理工学院（MIT）获得化学学士学位，在马萨诸塞大学（UMASS）获得聚合物科学与工程博士学位，并被任命为美国空军少尉。作为阿姆斯特朗航空航天医学实验室生理和设备研究的参与者，她创造了几项耐力记录。科尔曼搭乘哥伦比亚号航天飞机，执行了STS-73任务和STS-93任务，花费159天的时间完成了她在国际空间站上的长期任务，并记录了总计4,330多个小时的太空飞行。 13.特蕾西·考德威尔·戴森（Tracy Caldwell Dyson），STS-118任务，第24号远征队 一种用于静脉注射生理盐水的净水系统将使在未来的长时间太空任务中更好地治疗生病或受伤的宇航员成为可能。“IVGEN”实验展示了提供这种能力的硬件。NASA宇航员特雷西·考德威尔·戴森在她于2010年的长期任务中，在空间站的微重力科学手套盒（MSG）中设置了实验硬件。她在加州州立大学富尔顿分校获得化学学位，并在加州大学戴维斯分校获得化学博士学位。在加州大学戴维斯分校，她设计并制造了可变温度超高真空扫描隧道显微镜系统的外围元件。 14. 斯蒂芬妮·威尔逊（Stephanie Wilson），STS-120，STS-121，STS-131任务 NASA宇航员斯蒂芬妮·威尔逊在日本实验舱（JEM）打开了微重力实验研究储物箱II （MERLIN），它为科学实验提供了一个热控制环境，并为从空间站运送样品提供了冷藏存储。威尔逊目前在宇航员办公室担任机组人员任务支持部门的负责人，她在太空中停留了超过42天，乘坐哥伦比亚号航天飞机执行了三次飞行任务。她在哈佛大学获得了工程科学学位，在德克萨斯大学奥斯汀分校获得了航空航天工程硕士学位。威尔逊还曾在2009年、2013年和2017年担任宇航员选拔委员会成员。 欲了解关于空间站工作人员的更多信息请访问https://www.nasa.gov/mission_pages/station/expeditions/index.html。关于空间站上发生的科学的每日更新，请关注@ISS_Research，空间站研究和技术新闻，或官方Facebook。若想查询国际空间站飞过你所在城市上空的机会，可以去Spot the station瞧瞧。 来源： https://www.nasa.gov/mission_pages/station/research/news/whm-recent-female-astronauts