提前预习，以目前在轨空间站为例

　　前几天，长征5B火箭发射成功了，这不仅为未来火星探测计划和嫦娥五号计划铺平了道路，还为中国空间站的运营奠定了基础。未来我们会有自己的空间站，那么大家就会有疑问了，花这么多预算建造空间站有什么用？或者说什么是空间站呢？我们看到的空间站一直在低地轨道运行，好像距离我们很遥远，但是其实空间站的各项研究就在我们身边。

　　为了增强我国的创新意识，进行更多的创新研究，培养大批创新科学的年轻人才，中国空间站，月球探测计划，火星探测器计划是缺一不可的。挑战科学桎梏，探索多星球的未来一直是属于我们的执着。有了长征5B火箭，中国空间站最迟也会在明年年中开始运营。

　　未来我们的宇航员会做什么实验

　　新的轨道生活就要来了，新的微重力环境科学实验也要来了，在这里我们可以以国际空间站（也被称为ISS）为例来预习一下，因为目前空间站做的科学研究都是大同小异的。首先我们需要大概了解如何建造空间站，国际空间站是多模块拼接的，不是一下子就建造好的，中国空间站未来也会使用这样的方法建造轨道空间站。

　　等到几个模块拼接好之后，宇航员将会乘坐载人飞船，到达空间站进行相关的研究任务。这个时候，宇航员们就可以开始使用ISS模块内的科学设施来研究微重力和其他空间效应对我们日常生活中的影响了。这个独特的科学平台可以为全世界研究人员提供更多微重力环境的研究数据，这是其他地球实验室无法做到的。

　　人体实验

　　不过，在研究各领域科学之前，科学家们最感兴趣的就是人体在微重力环境下会有什么反应，主要是从时间角度来看，随着时间的增长，人体也会有不同程度的反应。宇航员在登上ISS之前和回到地球之后都会经过全身体检，宇航员的体检是非常详尽的，因为如果不仔细进行检查，科学家们就无法了解人体在微重力环境下的反应数据。

　　人类在地球上生活了很长时间了，重力对于我们来说是非常重要的，而微重力环境对人体是不友好的，在短期生活内会伴随各种各样的问题。在ISS或者说未来的中国空间站中，宇航员要面对三个重要问题，分别是无重力环境下的人体实验，幽闭环境和太空辐射问题。其中太空辐射是科学家们已经解决的问题，无论是载人飞船还是空间站本身，都做了防辐射屏蔽层处理，可以屏蔽绝大部分太空辐射。

　　宇航员们在登上空间站之前都需要进行幽闭心里测试，测试无误之后宇航员才能登上空间站，过硬的心里素质是一个宇航员必须具有的。去年科学家们还组织了一个封闭实验，将七位宇航员放置在一个模拟火星设施之内，四个半月以上的时间，不能接触外界，只能看书写日记，进行简单的排解活动。最后经过多位行为心理学家和科学家的确认，他们通过了。人类能在幽闭环境下待四个半月，那极限呢？还未可知。

　　关于无重力环境下的人体实验，我们需要说到的是两位双胞胎的实验。由于同卵双胞胎拥有相同的基因组成结构，所以美国宇航局邀请两位双胞胎作为研究对象，这是探索无重力环境如何影响人体健康的途径。这两位中的一位在ISS待了半年，一位在地球上被作为受控对象来研究。

　　六个月后，科学家们从端粒长度，基因问题，认知水平，骨骼与体重，体内微生物集群，表观遗传学，基因代谢组学，蛋白质组学等等17个方面探索了双胞胎的不同差异。总结来说，这17个方面绝大多数是不好的变化，但是大部分不良变化在回到地球几天内会恢复。这也就是说在六个月实验的时间内，某些不良变化是可逆的，时间长的话会增加不确定性。

　　除了可逆反应之外，科学家们也发现在研究结束时，仍有一些因素发生了长期性质的变化。基因表达，端粒动力学，DNA损伤这三个方面是长期性变化，颈动脉增厚，眼部变化等情况是某些认知功能的一小部分变化。

　　总而言之，微重力环境对人体不是很友好，这么多年研究发现，微重力环境对人体会有很多长期性改变。比如说脑脊液会增加，骨质流失，人体肌肉行为无力，DNA损伤，遗传学变化等改变。有一些影响需要几年的时间才能恢复，比如待在太空六个月之后，骨质流失程度会达到10%，需要4年以上的时间才能恢复。

　　微重力环境下的人体科学实验是轨道空间站研究的重中之重，不过除此之外还有很多研究内容。宇航员们一边要保护自己的身体，定时进行身体锻炼与测量，报告数据，还需要在轨道空间站上进行实验。ISS实验包含六大类，分别是其他生物的生命科学实验，物理实验，天文学实验，医学实验，气象学实验和刚才我们说到的人体实验。

　　药物实验

　　空间站不仅是宇航员们的家，也是唯一拥有微重力环境的实验室，因此我们可以看到，宇航员们的许多实验都倾向于围绕微重力环境进行测试。过去宇航员们用于零重力晶体生长的实验还帮助科学家们改进了流感和艾滋病等各种疾病药物的进步，而ISS的实验还远远不止如此。

　　动植物实验

　　这里不仅是宇航员们的家，还有许多不同的动植物，它们也在国际空间站上生活。宇航员通常会和这些动植物一起研究微重力环境下不同生物体的行为。ISS上有专为老鼠和鱼设计的栖息地，这些栖息地可以帮助宇航员们研究这些动物在微重力环境中的行为，这也是应对骨流失和视力问题提出的类比解决方法。美国宇航局之前还把飞行昆虫送上ISS，结果实验证明部分飞行昆虫无法适应太空环境，或者说它们无法在微重力环境下飞翔。

　　美国宇航局很喜欢把各种“奇奇怪怪”的生物送上ISS，比如果蝇，臭虫，帝王蝶，蜘蛛，蠕虫，乌龟等等动物。物种不一样，对微重力环境的适应程度也不一样，一些动物在微重力环境下日子过得非常好，反观人类在所有物种中的适应力表现是很差的。这甚至让我有了一个想法，一些动物是不是从太空来的呢？毕竟他们适应环境的能力太强了……

　　未来的人类绝不止步于地球，我们会乘坐飞船到达月球，火星甚至更遥远的星球，这不仅仅是因为未开采的资源，这种探索精神更象征着科学技术不断执着突破，改变现实生活的态度。不过，梦想就算再远大，也要解决吃的问题，不解决吃总不能让宇航员饿着肚子前往月球。所以这也是我们刚才说到的植物实验中的一个部分，宇航员们会使用人造光来引导植物生长，不需要阳光，植物一样可以健康的生长。

　　新兴科学实验

　　其实ISS的很多实验都是在为未来做准备，未来的中国空间站也是一样的，有很多太空实验需要借助微重力环境进行测试。我们解决了吃的问题，还有一个住的问题，比如未来宇航员登上了月球，那宇航员们不可能露天躺着睡觉，需要一些建筑或者进入月球的天然岩洞里居住。从地球运输建材预算太高，所以科学家们想到了一个点子，那就是在月球上用月尘直接3D打印一个，这样的话只需要从地球运输一个配套的3D打印机就可以了，火星也是一样。

　　去年4月，宇航员们就在微重力环境下进行了3D打印研究，了解微重力环境下的3D打印技术可以为未来宇航员在月球上的各种活动提供便利性。ISS的许多实验都具有前瞻性，是为未来人类开拓更遥远的星球而准备的。现在，科学家们正在开发新一代月球和火星宇航服，在地球上进行模拟月尘渗透实验之后，就可以将宇航服送上太空，让宇航员们进行宇航服新系统和机动性实验。

　　轨道空间站的未来与前瞻

　　有趣的实验，硬核的实验，关切人类自身的人体实验，具有前瞻性的实验，空间站的教育意义等等……这些拥有特殊意义的科学实验是微重力环境和轨道人造建筑的特性，而这些科学实验也奠定了空间站科学的发展基础。无论是ISS还是其他轨道空间站，对未来人类科学都有启蒙的意义。纵观未来，会有越来越多的空间站，空间站的类型也会逐渐增多。

　　现在我们看到的空间站只有科学用途，随着科学技术的不断进步，很快的，空间站将向商业化，娱乐化的方向进步。轨道旅游空间站，太空酒店空间站，人造重力空间站会像雨后春笋一样，遍布整个太阳系。未来我设想，空间站会成为人类文明殖民星球的一个标志，随着轨道空间站或者说深空空间站的兴建，也会有越来越多的朋友了解空间站。

　　遍地开花，这就是未来空间站的发展道路，不过，正确的科学用途将永远伴随空间站左右，无论空间站如何进步与发展。