2012年國際空間站科學(xué)研究與應(yīng)用的新變化

2012年國際空間站科學(xué)研究與應(yīng)用的新變化

1考察任務(wù)的完成情況國際空間站的實驗計劃根據(jù)每個研究任務(wù)進(jìn)行規(guī)劃。2011年9月至2012年9月,航天員在國際空間站上共完成了4次考察任務(wù),分別是2011年9月至2012年5月開展的第29/30次考察任務(wù)和2012年5月至9月開展的第31/32次考察任務(wù)。截至2012年12月20日,美國國家航空航天局(NASA)共發(fā)布了4次考察任務(wù)中,在技術(shù)開發(fā)與驗證、物理科學(xué)、人體研究、教育活動和推廣、地球與空間科學(xué)及生物學(xué)與生物技術(shù)6大研究領(lǐng)域開展的共計163項科學(xué)研究實驗情況,其中61項為首次在國際空間站進(jìn)行的實驗。2國際空間站的科學(xué)研究和應(yīng)用2.1研究方向和目標(biāo)技術(shù)開發(fā)與驗證是這4次考察任務(wù)中開展實驗最多的研究領(lǐng)域,共計38項實驗,涉及輻射測量與防護(hù)、通信與導(dǎo)航、機器人技術(shù)、小衛(wèi)星與控制技術(shù)、成像技術(shù)等研究方向,其中15項為新實驗。輻射測量與放射量測定研究方向共開展了8項實驗,4項為新實驗。其中,NASA資助了3項新實驗,“輻射環(huán)境監(jiān)測器”是Medipix技術(shù)(Medipix是在歐洲核子研究中心的主持下,通過國際合作開發(fā)的一系列光子計數(shù)像素探測器)的一項演示驗證,這一器件有潛力成為第一代主動個人空間輻射量測定儀的基礎(chǔ);“對航天員中樞神經(jīng)系統(tǒng)的長期異常影響-縫隙”實驗對美國“命運”號實驗艙內(nèi)的輻射環(huán)境進(jìn)行評估;“高屏蔽體積下的飛船單事件環(huán)境”實驗將使用幾種被動跟蹤探測器技術(shù)測量空間輻射與飛船結(jié)構(gòu)和防護(hù)之間的相互作用。另一項新實驗是歐洲航天局(ESA)的“空間站內(nèi)部劑量分布-3D”實驗,利用多種主動和被動輻射探測器確定國際空間站內(nèi)部輻射場參數(shù)吸收劑量和劑量當(dāng)量,目標(biāo)是繪制空間站所有艙段的三維輻射劑量分布簡圖。除新實驗外,NASA的“輻射對航天員的長期異常影響———輻射量測定”和“離子通量驗證器”實驗、ESA的“航天員中樞神經(jīng)系統(tǒng)的長期異常影響-防護(hù)”實驗和日本航空航天探索局(JAXA)的“用于生命科學(xué)實驗的被動輻射量測定器”實驗繼續(xù)開展。通信與導(dǎo)航研究方向共開展了5項實驗,4項為新實驗。其中,NASA資助了3項新實驗,美國國防部“同步定位、保持、軌道預(yù)定、再定向?qū)嶒炐l(wèi)星-芯片級原子鐘”是一個超小型、低功耗原子時間和頻率基準(zhǔn)器件,實驗的目標(biāo)是檢驗該原子鐘在長期微重力環(huán)境下的性能;“空間通信與導(dǎo)航實驗臺”是一個基于國際空間站的實驗設(shè)施,研究在執(zhí)行空間任務(wù)期間的可重新編程軟件無線電(SDR)技術(shù),實驗將提出通用的SDR體系標(biāo)準(zhǔn),演示先進(jìn)通信、導(dǎo)航和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用;“利用國際空間站作為通信延遲預(yù)備模擬研究測試平臺”實驗是探索延時電話通信和改進(jìn)的飛行與地面運行程序為未來深空載人探索做準(zhǔn)備的系列研究的第一步,將研究在光速通信延遲數(shù)十分鐘的情況下如何優(yōu)化任務(wù)運行。JAXA借助其小衛(wèi)星軌道釋放裝置(J-SSOD)資助了一項名為“小衛(wèi)星釋放演示”的新實驗,為從空間站釋放研究用小衛(wèi)星或從空間回收小型物體提供了一種可靠、安全、經(jīng)濟(jì)的方法。ESA的“船舶認(rèn)證系統(tǒng)”實驗繼續(xù)進(jìn)行。機器人技術(shù)研究方向共開展了3項實驗,全部由NASA資助。新實驗“載人探索遙控機器人智能手機”將演示和評估利用同步定位、保持、軌道預(yù)定、再定向?qū)嶒炐l(wèi)星(SPHERES)的艙內(nèi)活動自由飛行遙控機器人操作,以及由地面和航天員控制的SPHERES遙操作,目的是提高未來載人探索任務(wù)中航天員的工作效率?！癛obonaut”實驗的運行目標(biāo)是演示航天器內(nèi)可運行的靈巧類人機器人操作機械裝置,并適應(yīng)空間環(huán)境下的長期工作與任務(wù)協(xié)作,最終實現(xiàn)與航天員的交互。“遙控加注任務(wù)”實驗演示和測試向衛(wèi)星遙控加注氣體和液體的工具、工藝和技術(shù),該任務(wù)預(yù)期會降低未來微重力條件下開展機器人維修任務(wù)的風(fēng)險。小衛(wèi)星與控制技術(shù)研究方向共開展了3項實驗,全部由NASA資助。新實驗“納米機架-越南FPT大學(xué)立方體衛(wèi)星-1”是FPT大學(xué)開發(fā)制造的皮衛(wèi)星,未來組成的星群將用于船舶活動追蹤、森林火災(zāi)早期預(yù)警以及地球最底層大氣研究等?！疤諟y試計劃-休斯頓3-數(shù)字成像星體相機”和“同步定位、保持、軌道預(yù)定、再定向?qū)嶒炐l(wèi)星”實驗繼續(xù)進(jìn)行。在成像技術(shù)研究方向,NASA的“松下3D相機”、ESA的“數(shù)字高分辨率立體攝像機-2”和JAXA的“超級敏感的高清晰度電視系統(tǒng)”3項實驗繼續(xù)進(jìn)行。空氣、水與地表監(jiān)測研究方向,NASA的新實驗“自主和遙操作衛(wèi)星的管理”是一項旨在大幅度提高太空資源效率的遙操作研究,使一個用戶可以控制多個機動衛(wèi)星。NASA旨在測定再生真空胺系統(tǒng)能否有效排除二氧化碳的“AmineSwingbed”實驗繼續(xù)進(jìn)行。ESA資助了一項名為“側(cè)擺機械裝置”的新研究,該裝置通過采用較長的曝光時間和補償空間站與地球間的相對運動提升夜間對地觀測數(shù)字照片的品質(zhì)。熱管理系統(tǒng)研究方向,NASA資助了“太空測試計劃-休斯頓3”系列實驗中的“大規(guī)模熱傳輸”實驗和“用于及時響應(yīng)空間的可變發(fā)射率散熱器氣凝膠絕緣層雙區(qū)熱控實驗套組”實驗。前者是一個毛細(xì)管泵浦回路熱傳輸設(shè)備,通過連續(xù)的液體流動從航天器上的多個熱源向外部散熱表面?zhèn)鬏敓崃?研究將促進(jìn)人們對微重力下兩相流性能的理解;后者將測試使用氣凝膠作為隔熱保護(hù)的多層絕緣新形式,使飛船免受極端惡劣空間環(huán)境的影響。JAXA的“運輸環(huán)境監(jiān)測包”實驗將監(jiān)測貨運飛船內(nèi)的溫度。航天器與軌道環(huán)境研究方向,JAXA資助了一項新實驗,“I-BALL飛船再入過程記錄儀”是一個用于獲取日本H-2轉(zhuǎn)移飛行器再入大氣層過程中的位置、加速度、溫度和圖像數(shù)據(jù)的記錄儀器。研究空間站周圍等離子體環(huán)境下離子的相互作用的NASA“太空測試計劃-休斯頓3-Canary”實驗繼續(xù)進(jìn)行。實驗硬件特征描述研究方向,JAXA的新實驗“在軌診斷設(shè)備評估-2”是對綜合健康監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)個醫(yī)療設(shè)備的第二代評估研究,包括實時采集和下載用于診斷和地面醫(yī)療組反饋的乘員醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)。NASA的“高級膠體實驗預(yù)備-2:3D粒子測試”實驗繼續(xù)進(jìn)行。航空電子設(shè)備與軟件研究方向,NASA的“串行網(wǎng)絡(luò)流量監(jiān)視器”和“中斷容忍網(wǎng)絡(luò)”實驗繼續(xù)進(jìn)行。生命支持系統(tǒng)與居住研究方向,NASA的新實驗“超聲背景下的噪聲測試”將研究空間站美國實驗艙和節(jié)點3艙段中硬件和設(shè)備運行產(chǎn)生的高頻噪聲水平。此外,空間結(jié)構(gòu)研究方向NASA研究航天器再入大氣過程的“再入解體記錄器”實驗、航天器材料研究方向NASA的“國際空間站材料實驗-8”和商業(yè)演示驗證研究方向的“JAXA商業(yè)載荷計劃”繼續(xù)進(jìn)行。2.2微重力與固化物理科學(xué)實驗共37項,涉及復(fù)雜流體、材料科學(xué)、流體物理和燃燒科學(xué)等研究方向,其中11項為新實驗,重要的研究主題包括:二元膠體聚合,膠體顯微成像等。復(fù)雜流體研究方向的實驗有14項。NASA資助的“高級膠體實驗-1”新實驗利用微重力環(huán)境研究膠體物質(zhì)的流動特性及其形成和排序效應(yīng),以解決軟凝聚態(tài)物理領(lǐng)域的一些基礎(chǔ)和應(yīng)用問題。NASA繼續(xù)資助8項“二元膠體聚合”系列實驗,同時加拿大航天局(CSA)資助了一項名為“二元膠體聚合-C1”的新實驗,研究膠體懸浮系統(tǒng)。NASA的“臨界流體與結(jié)晶化研究設(shè)備系列實驗-ALI”和“膠體乳液順磁聚合結(jié)構(gòu)研究-3”實驗繼續(xù)進(jìn)行。ESA新啟動了“可選光學(xué)診斷儀器”系列實驗中的“先進(jìn)微重力光量子設(shè)備”實驗及“擴散和索雷特系數(shù)”實驗,分別研究微重力條件下先進(jìn)光子材料的生長過程和特性,以及不同流體隨時間的擴散變化情況,以便對與儲油評估相關(guān)的模型進(jìn)行優(yōu)化。材料科學(xué)研究方向共開展了10項實驗。JAXA資助了4項實驗,新實驗“微重力環(huán)境條件下合金半導(dǎo)體的晶體生長”研究微重力條件下可用于制造熱電轉(zhuǎn)換器件的半導(dǎo)體材料的結(jié)晶生長過程;另一項新實驗“微重力環(huán)境對自激振蕩生長的影響”研究與在生長界面被吸附的高分子相關(guān)的晶體生長規(guī)律。JAXA的“微重力條件下二維納米模版的生產(chǎn)”和“在微重力條件下利用移動液相區(qū)方法進(jìn)行硅鍺均相晶體的生長”實驗繼續(xù)進(jìn)行。ESA資助了3項新實驗,“固化過程中柱狀到等軸的過渡過程-2”實驗旨在加深對主導(dǎo)金屬合金固化過程的物理機理的理解;“擴散及磁控對流條件下合金鑄造技術(shù)的微結(jié)構(gòu)形成-2”實驗同樣針對上述物理機理開展研究,同時研究旋轉(zhuǎn)磁場對固化過程的影響;“三元合金共晶過程中的固化-2”實驗研究微重力下各種合金材料的固化過程,重點關(guān)注材料從液體轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w過程中微觀結(jié)構(gòu)形成模式。NASA的“空間動態(tài)響應(yīng)超聲矩陣系統(tǒng)”、“材料科學(xué)實驗室-固化過程中柱狀到等軸的過渡過程和擴散及磁控對流條件下合金鑄造技術(shù)的微結(jié)構(gòu)形成”和“二元膠體聚合實驗6:聚苯乙烯脫氧核糖核酸”實驗繼續(xù)進(jìn)行。流體物理研究方向共開展了9項實驗。唯一的新實驗是JAXA資助的“流體從高普朗克數(shù)流體的液橋中向振蕩熱毛細(xì)對流過渡的動態(tài)表面形變效應(yīng)評估”實驗。JAXA的2項“馬蘭哥尼對流”實驗繼續(xù)進(jìn)行,分別對馬蘭哥尼對流中的混沌、湍流和過渡過程以及時空流動結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究。NASA繼續(xù)資助5項流體物理實驗,“毛細(xì)管”實驗將有助于制定微重力環(huán)境下燃料、液氮和水等液體運輸?shù)男路桨?“毛細(xì)管流實驗-2”將有助于改進(jìn)現(xiàn)有的微重力流體系統(tǒng)設(shè)計計算模型;“微重力條件下的混合流體”實驗以及“DECLIC臨界流體與結(jié)晶化研究設(shè)備”系列實驗中的“定向固化插件”和“高溫插件”實驗繼續(xù)進(jìn)行。ESA的“微重力條件下地球物理流體流動的模擬-2”實驗繼續(xù)進(jìn)行。燃燒科學(xué)研究方向的實驗共4項,全部由NASA資助。新實驗“固體的燃燒與熄滅”旨在對微重力環(huán)境下多種燃料樣品的燃燒和熄滅特征進(jìn)行研究,實驗結(jié)果將用于構(gòu)建燃燒計算模型,以設(shè)計用于微重力和地球環(huán)境的火情檢測和滅火系統(tǒng)。2項“火焰熄滅”系列實驗和“燃燒實驗中的火焰結(jié)構(gòu)和火焰舉升”實驗繼續(xù)進(jìn)行。2.3年、月內(nèi)各期研究方向人體研究實驗共35項,研究方向包括心血管和呼吸系統(tǒng)、神經(jīng)和前庭系統(tǒng)、綜合生理學(xué)及營養(yǎng)、骨骼與肌肉生理學(xué)、人類行為和績效、免疫系統(tǒng)以及乘員生保系統(tǒng),其中8項為新實驗。神經(jīng)和前庭系統(tǒng)研究方向共7項實驗,3項為新實驗。其中,ESA資助了2項新實驗:“微重力環(huán)境下的可逆透視圖”實驗研究空間飛行前后航天員對可逆透視圖認(rèn)知情況的變化;“空間頭痛”實驗通過問卷調(diào)查研究空間飛行前后航天員頭痛的流行性及其特點,并進(jìn)行評估、提出相應(yīng)對策。JAXA的“前庭心血管反射的可塑性改變及對策”新實驗將驗證“前庭心血管反射的靈敏度在空間飛行后減小并引起體位性低血壓”這一假說。除新實驗外,ESA的“引力環(huán)境對EEG動力學(xué)的影響:對空間認(rèn)知、新信息處理和感覺運動整合的研究”、“無重力下標(biāo)度身體有關(guān)活動”和“離心法應(yīng)對耳石生理功能失調(diào)有效性的驗證”實驗以及NASA資助的通過記錄航天員三維運動研究微重力環(huán)境下大腦、視覺和運動之間關(guān)系的“電腦電視圖像”實驗繼續(xù)進(jìn)行。綜合生理學(xué)及營養(yǎng)研究方向共7項實驗,2項為新實驗。ESA的新實驗“航天員長期空間飛行的能量需求”通過觀測航天員在長期空間飛行中能量平衡和能量消耗各組分的變化情況建立能量需求公式。JAXA的新實驗“生物節(jié)律-48小時”通過對航天員48小時心電圖的分析,研究長期微重力環(huán)境對心臟自主神經(jīng)功能的影響。除新實驗外,NASA的“營養(yǎng)狀況評估”、“降低飲食中動物蛋白質(zhì)與鉀的比例以減少飛行期間的骨質(zhì)流失研究”和“NASA生物標(biāo)本庫”實驗,ESA的“太空中人體的鈉儲留以及相關(guān)的人類生理反應(yīng)”實驗以及JAXA的“人類頭發(fā)在長期太空飛行中的生物醫(yī)學(xué)分析”實驗繼續(xù)進(jìn)行。骨骼與肌肉生理學(xué)研究方向共6項實驗,2項為新實驗。NASA的新實驗“航天員脊椎超聲成像檢測”利用超聲成像技術(shù)對航天員的腰椎間盤變化進(jìn)行實時監(jiān)控,對于開發(fā)新型醫(yī)學(xué)成像技術(shù)和航天員訓(xùn)練技術(shù)有重要意義。ESA的新實驗“肌腱和神經(jīng)肌肉對長期空間飛行的適應(yīng)”研究微重力環(huán)境下肌肉退化現(xiàn)象的決定因素。ESA的“骨質(zhì)疏松的早期發(fā)現(xiàn)”實驗和NASA的“利用雙膦酸鹽對抗太空飛行誘導(dǎo)的骨損耗”、“生理學(xué)因素導(dǎo)致飛行后功能特性變化”以及“綜合阻抗和有氧訓(xùn)練研究”實驗繼續(xù)進(jìn)行。人類行為和績效研究方向共3項實驗。ESA的新實驗“晝夜節(jié)律”研究人體晝夜節(jié)律在長期空間飛行過程中的作用及變化情況。NASA繼續(xù)資助開展“與隔離和受限有關(guān)的行為問題:對航天員日志的評論和分析”和“國際空間站精神運動警覺癥的自我測試”實驗。9項心血管和呼吸系統(tǒng)研究方向的實驗繼續(xù)進(jìn)行,包括NASA的“長期太空飛行期間/飛行后的心臟萎縮和心臟舒張功能失調(diào):直立供血不足、運動機能和心律不齊風(fēng)險的功能性影響”、“國際空間站上跑步機鍛煉的生物力學(xué)分析”和“航天員在長期國際空間站任務(wù)之前、期間和之后的最大和次級量攝氧量評估”實驗,ESA的“長期失重狀態(tài)下心血管系統(tǒng)的變化”、“體育訓(xùn)練中心律動力學(xué)與氣體交換耐力評估”、“長期太空飛行中人體體溫調(diào)節(jié)”和“血管超聲回波描記術(shù)”實驗,JAXA的“利用對24小時心電圖的分析研究長期微重力暴露對心臟自主神經(jīng)功能的影響”實驗以及CSA的“長期太空飛行導(dǎo)致的心血管健康問題”實驗。此外,免疫系統(tǒng)研究方向由ESA資助的“長期太空飛行期間及結(jié)束后人類神經(jīng)內(nèi)分泌和免疫反應(yīng)”和NASA資助的“監(jiān)測航天員免疫功能的驗證程序”實驗,以及乘員生保系統(tǒng)研究方向由JAXA資助的“在軌診斷工具箱”實驗繼續(xù)進(jìn)行。2.4教育實驗和實驗研究方向教育活動和推廣實驗共計29項,研究方向包括教育示范、學(xué)生開發(fā)的實驗、國際空間站研究教室版、教育競賽、商業(yè)示范和文化活動,其中新實驗有17項。教育示范研究方向共13項實驗,4項為新實驗。其中,NASA資助了2項新實驗,“關(guān)于球體的科學(xué)”實驗展示流體和材料在微重力環(huán)境下的特性,“國際空間站飛行中的教育下行鏈路”實驗通過學(xué)生和航天員的互動交流來體驗空間科學(xué)探索。ESA資助的“像一名航天員一樣”的新實驗強調(diào)運動和健康飲食對孩子們的重要性。JAXA資助的新實驗“JAXA教育有效載荷觀察-8”展示了日本實驗艙的藝術(shù)活動。除新實驗外,NASA的“向中學(xué)生傳播地球知識”、“教育有效載荷操作-示范實驗”、“國際空間站業(yè)余無線電”、“樂高積木”、“國際空間站內(nèi)部和外部PhotosynthTM三維模型化”和“YouTube空間實驗室”實驗,ESA的“ESA-教育載荷活動”實驗,CSA的“西紅柿-III教育實驗”和JAXA的“JAXA教育有效載荷觀察-7”實驗繼續(xù)進(jìn)行。學(xué)生開發(fā)的實驗研究方向共9項實驗,全部為NASA資助的新實驗。8項實驗為“納米機架”系列教育實驗:“迷你機器人”實驗研究微重力對遠(yuǎn)程控制機器人的控制機制和機械設(shè)備的影響,“混凝土混合實驗”研究微重力下混合的混凝土的強度和結(jié)構(gòu),“鐵磁流體的電磁效應(yīng)”實驗研究微重力下可變磁場對鐵磁流體的影響,“電鍍”實驗研究微重力對電鍍的影響,“植物生長”實驗研究微重力下萬壽菊和百里香種子的生長和生長速度,“枯草芽孢桿菌的生長”實驗研究微重力下枯草芽孢桿菌的生長速率,“大腸桿菌和卡那霉素抗生素”實驗研究微重力下大腸桿菌的生長和對不同劑量卡那霉素的抗藥性,“寶瓶座”實驗包括15條由學(xué)生自行設(shè)計適用于納米機架的實驗構(gòu)想。新實驗“技術(shù)教育衛(wèi)星”旨在部署一顆立方體衛(wèi)星,為未來航天器的設(shè)計開發(fā)展示一種簡化的硬件和運行基礎(chǔ)設(shè)施。國際空間站研究教室版研究方向共4項實驗,3項為新實驗。ESA的“泡沫穩(wěn)定性”和“劇本”2項新實驗分別為孩子們展示了泡沫穩(wěn)定性在地面和微重力環(huán)境下的異同,以及從空間站視角對人類、生物多樣性和氣候變化進(jìn)行觀察。JAXA資助了名為“JAXA教育有效載荷觀察-9”的新實驗。NASA的“商業(yè)通用生物加工儀器科學(xué)插件-05”實驗繼續(xù)進(jìn)行。商業(yè)示范研究方向開展了一項新實驗,ESA的“對流”實驗演示了對流現(xiàn)象在地面和微重力環(huán)境下的異同。文化活動研究方向的實驗“JAXA教育有效載荷觀察-5”和教育競賽研究方向NASA資助的“同步定位、保持、軌道預(yù)定、再定向?qū)嶒炐l(wèi)星-零-機器人”實驗繼續(xù)進(jìn)行。2.5環(huán)境數(shù)據(jù)采集設(shè)備的附加載荷實驗地球與空間科學(xué)實驗共13項,涉及地球遙感、太陽物理、天體物理學(xué)以及近地空間環(huán)境等研究方向。地球遙感研究方向的實驗最多,共計7項。NASA資助了5項實驗,新實驗“國際空間站環(huán)境研究與可視化系統(tǒng)”主要目的是積累空間站上地球表面圖像數(shù)據(jù)自動化獲取的經(jīng)驗和技術(shù),“國際空間站農(nóng)業(yè)相機”、“航天員對地觀測”、“沿海海洋超光譜成像儀實驗有效載荷”和“沿海海洋遠(yuǎn)程大氣和電離層探測系統(tǒng)實驗有效載荷”4項實驗繼續(xù)進(jìn)行。CSA(加拿大航天局)資助了一項名為“從地面天文臺和空間站同時拍攝北極光”的新實驗,該項實驗用于激發(fā)公眾去更多地了解日-地科學(xué)和太陽活動對地球的影響等。JAXA繼續(xù)資助“超導(dǎo)亞毫米波邊緣發(fā)射探測器”實驗。太陽物理學(xué)研究方向,ESA資助的2項“哥倫布艙外部載荷設(shè)施上的太陽監(jiān)測”實驗———“太陽自動校準(zhǔn)極紫外/紫外分光光度計”和“太陽光譜輻照度測量”實驗繼續(xù)進(jìn)行。天體物理學(xué)研究方向,“阿爾法磁譜儀-02”的暗物質(zhì)探索之旅平穩(wěn)進(jìn)行。近地空間環(huán)境研究方向,JAXA的“空間環(huán)境數(shù)據(jù)采集設(shè)備-附加載荷”實驗持續(xù)開展。此外,JAXA的“多任務(wù)綜合設(shè)備”實驗在第31/32期考察任務(wù)中開始進(jìn)行,該實驗由5個用于科學(xué)和技術(shù)驗證的小型任務(wù)載荷組成,對等離子體的發(fā)光和共振散射以及氣輝進(jìn)行觀測,并開展充氣式空間結(jié)構(gòu)、機器人系繩運動和高清電視相機空間環(huán)境測試等技術(shù)驗證研究。2.6sa和joaa的研究方向生物學(xué)與生物技術(shù)實驗共計11項,涉及植物生物學(xué)、微生物學(xué)、大分子晶體生長、細(xì)胞生物學(xué)、脊椎和無脊椎動物生物學(xué)等研究方向,其中新實驗有7項。微生物學(xué)研究方向共3項實驗。JAXA資助的“微生物”系列實驗———“國際空間站上的微生物動態(tài)-III”新實驗運用新的采樣技術(shù)和環(huán)境微生物學(xué)技術(shù)對日本實驗艙可能影響乘員健康的微生物進(jìn)行了分析。JAXA的“航天員暴露于空間站氣體中的真菌估算-3”和NASA的“國際空間站內(nèi)的微生物膜評估和監(jiān)測”實驗繼續(xù)進(jìn)行。植物生物學(xué)研究方向共3項實驗,2項為新實驗。JAXA的新實驗“植物的重力抗性機制”研究植物重力抗性機制從信號的轉(zhuǎn)換和傳遞到響應(yīng)的過程。NASA的新實驗“納米機架-微重力下的萜烯提取”研究在微重力下從木材中提取萜烯。JAXA的“對黃瓜受重力調(diào)節(jié)的生長和發(fā)育產(chǎn)生影響的植物生長素外排協(xié)調(diào)的動力機制”實驗繼續(xù)進(jìn)行。大分子晶體生長研究方向共2項實驗,均由JAXA資助。新實驗“原位觀測微重力下蛋白質(zhì)晶體的生長機理和完整性”旨在從晶體生長機理的角度解釋在微重力下蛋白質(zhì)結(jié)晶的完整性優(yōu)于地球這一現(xiàn)象?！案咂焚|(zhì)蛋白質(zhì)晶體培養(yǎng)”繼續(xù)進(jìn)行。脊椎動物生物學(xué)研究方向的新實驗“淡水棲息地的顯微鏡系統(tǒng)檢驗”由JAXA資助,實驗對2012年運抵日本實驗艙的新設(shè)備———“淡水棲息地”的顯微鏡系統(tǒng)進(jìn)行初測,以便后續(xù)開展以青鳉或斑馬魚作為模型動物的實驗。利用該設(shè)備,科學(xué)家們有望對骨骼和肌肉萎縮以及輻射效應(yīng)等問題進(jìn)行更為深入的研究。JAXA的“青鳉破骨細(xì)胞”實驗是無脊椎動物生物學(xué)研究方向的新實驗,利用青鳉作為模型動物研究破骨細(xì)胞在微重力環(huán)境下的活性以及脊椎動物的重力感應(yīng)系統(tǒng)。細(xì)胞生物學(xué)研究方向的新實驗“暴露在微重力環(huán)境下,人體淋巴細(xì)胞內(nèi)源性大麻素系統(tǒng)的作用”由ESA資助,研究微重力下內(nèi)源性大麻素在免疫過程和細(xì)胞周期調(diào)節(jié)中的作用。3國際承擔(dān)了新的實驗任務(wù),開