国际空间站（ISS）作为持续运行了25年的太空实验室，取得了一系列重大科学突破。其独特的微重力环境不仅帮助改进了癌症药物的研发，还让科学家得以创造物质的第五种形态，为探索暗能量等宇宙奥秘提供了新工具。通过研究长期太空生活对人体的影响，我们不仅为宇航员的健康提供了保障，也为地球上的老年病治疗带来了新思路。此外，空间站上测试的植物种植和水循环技术，正在为人类未来的深空探索任务奠定生命保障的基础。
在微重力中培育更优的药物晶体
在地球上，重力会干扰药物研发中蛋白质晶体的均匀生长。国际空间站的微重力环境为此提供了理想的解决方案。
- 更均匀的生长： 在太空中，蛋白质晶体可以生长得更均匀，也常常更大。
- 改进药物输送： 对癌症药物 pembrolizumab 的实验，帮助科学家改进了其在地球上的生产工艺。这使得药物可以通过简单的注射给药，而不是耗时较长的静脉输注，极大地便利了患者和护理人员。
在极低温下探索物质的新形态
国际空间站上的冷原子实验室（Cold Atom Lab）是一个迷你冰箱大小的设备，科学家在这里成功制造出了物质的第五种形态——玻色-爱因斯坦凝聚态。
在这种形态下，超冷的原子云会“合并、重叠并变得同步，就像合唱团中的舞者一样”。
- 理想的研究环境： 这些原子被冷却到仅比绝对零度高十亿分之一度的极低温度。没有地球引力的干扰，在太空中研究它们变得更加容易。
- 未来的应用： 这种物质产生的“波”未来可能被用来驱动更灵敏的仪器，以探测 暗能量 和 引力波 等神秘的宇宙现象。
揭示太空对人体的长期影响
一个核心的研究问题是：长时间生活在微重力环境中，人体会发生什么变化？通过对宇航员的长期观察，科学家获得了大量宝贵数据。
- 双胞胎研究： 一项著名研究对比了在空间站生活近一年的宇航员斯科特·凯利与他在地球上的双胞胎兄弟。研究发现，斯科特的身体发生了多项变化，包括 体重减少7%、眼球形状改变以及 基因表达 的变化。
- 器官芯片模拟： 为了更精确地研究太空飞行对特定器官的影响，研究人员使用了包含活细胞的“器官芯片”。
- 双重效益： 这些研究不仅有助于寻找药物来减轻太空旅行对健康的负面影响，其见解也可能为治疗地球上的 老年相关疾病 提供新思路。
为未来深空任务测试生命保障技术
如果人类要执行前往月球甚至更远地方的长期任务，稳定的食物和水源是必不可少的。
- 太空种植： 科学家在空间站测试了 被动轨道营养输送系统。这是一个无需电力的被动装置，通过类似毛细作用的材料将水和养分持续输送给植物，为宇航员提供稳定的新鲜蔬菜。
- 水资源回收： 水是太空探索中的宝贵资源。为了确保宇航员有稳定的供应，美国宇航局已经成功实现了从宇航员的 尿液中回收饮用水 的技术。