【科技.未来】促进科研与国际合作 国际太空站意义或比登月更大
国际太空站的另一重要成就,是作为独特的实验室。在科研方面,国际太空站近年才开始上力。因为在2011年正式完工前,其实大部份时间都花在兴建之上,当年首批太空人于2000年抵达时,国际太空站仅有三个模组。NASA太空人Peggy Whitson曾造访国际太空站三次,合共停留665天,见证了太空站从建筑工地演变成先进实验室。2002年她首度驻站,任务是用站上的机械臂组装设施;2007年的主要任务是建造和维修;到四年前再展开任务,站上可容纳人数已增加至六人。生物化学家出身的她终于可把时间花在科学实验上,进行干细胞、癌症及骨骼研究。
由于太空处于微重力(microgravity)环境,国际太空站提供了独特的实验条件。例如美国在2005年将其位于站上的实验室列入国家实验室,包揽所有非NASA的微重力研究。一方面,国际太空站上进行了各式各样的基础和应用研究,涵盖物理、生命科学、遥距感应,以及与太空船、卫星和材料相关技术开发。例如科学家曾研究以蛋白质结晶开发药物、俗称第五态的“玻色—爱因斯坦凝态”(Bose-Einstein condensate)、器官芯片(organ on a chip)、可令汽车引擎更环保的“冷火焰”、无重3D打印、滤水系统、太空种植绿叶蔬菜……Rubins形容太空站“完全为科学而设,就像把一所世界一流的大学,缩成太空站的大小”。
另一方面,当人类想前往火星或更遥远之处,甚至长远在太空生活,没有什么比国际太空站上的太空人更适合作为研究对象。过往在国际太空站诞生前,太空人大多只执行为期十天至两周的任务,现在他们逗留半年已是等闲之事。这正好为科学家提供机会,研究长时期身处微重力环境或曝露于辐射下,会对人体构成什么生理变化。例如NASA的“双胞胎实验”,科学家把在国际太空站连续逗留近一年的Scott Kelly与在地球上生活的孪生兄弟Mark Kelly比较,发现其“基因表达”(gene expression)、染色体末端的“端粒”(telomere)、肠道微菌丛、视觉及认知等出现或长久或短暂的变化。Scott Kelly形容:“整个国际太空站是一场实验,人类到底可否安全和成功地在太空这个充满挑战的环境中长时间生活?若这是计划的一大目标,我认为是非常成功的。”
此外,站上科研将进一步受惠于商业太空公司崛起。在穿梭机计划于2011年终止后,美国太空人改乘俄罗斯火箭及太空船升空。Montalbano在月初NASA的播客节目中指出,一般美、俄各派三人,这三名NASA太空人大约每周花35小时进行科学实验。改乘SpaceX载具从本土出发,可令他们每次增派多一名太空人,分配到科研的时数增加至每周70小时。
刺激商业太空公司发展,也是国际太空站的另一成就。自由号从一开始就被视为将低地球轨道商业化的跳板。1982年的一则备忘,时任NASA署长James Beggs写道,它是“长远计划的重要部份,以在商业利益和科研价值上取得平衡”。现在,诸如波音(Boeing)、SpaceX、Northrop Grumman等都已研制货物和人员的运输载具;Nanoracks、Made in Space等公司也在开展太空物流和生产服务。
当人类在上世纪六、七十年代已踏足约38万公里外的月球,在距离地球表面大约350公里上空的国际太空站活动二十年又是否一种进步?太空历史学家Robert Pearlman认为两者意义不同,美国阿波罗任务只追求快速到达目的地,国际太空站却探寻展开长久任务的可能:“国际太空站比阿波罗计划或以前的任何努力,都展示出更大壮举。在过去二十年,太空站从建造到营运,都需要前所未有的国际合作……要设计能持续使用、可靠地运作二十年的系统,正是国际太空站特有的挑战。”
Pearlman还说,国际太空站为下一代探索者留下重要的遗产,对于这一代成长的人,人类在太空生活变成了理所当然,有助启发他们继续往这方向前进。“由于社交媒体和其他技术的出现,国际太空站还为大众提供了无与伦比的机会参与现役太空任务,不论是网上虚拟式参与,还是极少数能参加太空飞行的参与者。这是史上第一次,大众不但能够收看,而且更可与太空人互动,或定期参与站上进行的科学活动。这可能是国际太空站对人类未来探索太空的最大贡献。”
上文节录自第240期《香港01》周报(2020年11月16日)《人类常驻20年 是时候离开国际太空站吗?》。如欲阅读全文请按此试阅周报电子刊,浏览更多深度报道。