Tháng 11 đánh dấu 25 năm có mặt của con người trên Trạm Vũ Trụ Quốc Tế, một minh chứng cho sự hợp tác quốc tế và sự khéo léo của con người. Kể từ khi phi hành đoàn đầu tiên đến vào ngày 2 tháng 11 năm 2000, NASA và các đối tác đã tiến hành hàng nghìn nghiên cứu điều tra và trình diễn công nghệ để thúc đẩy việc khám phá Mặt Trăng và Sao Hỏa cũng như mang lại lợi ích cho cuộc sống trên Trái Đất.
Các nhà nghiên cứu đã tận dụng môi trường vi trọng lực độc đáo để tiến hành các thí nghiệm không thể tái tạo trên Trái Đất, biến đổi nghiên cứu trên nhiều lĩnh vực. Hơn 4.000 thí nghiệm đã đẩy lùi ranh giới khoa học, khơi dậy những khám phá và thúc đẩy những đột phá khoa học.
"25 năm trước, Expedition 1 đã trở thành phi hành đoàn đầu tiên gọi Trạm Vũ Trụ Quốc Tế là nhà, bắt đầu một giai đoạn có mặt liên tục của con người trong không gian vẫn tiếp tục cho đến ngày hôm nay," Sean Duffy, quyền giám đốc NASA cho biết. "Cột mốc lịch sử này sẽ không thể thực hiện được nếu không có NASA và các đối tác, cũng như mọi phi hành gia và kỹ sư làm việc để giữ ánh sáng trên quỹ đạo Trái Đất thấp."
Để kỷ niệm một phần tư thế kỷ đổi mới trong vi trọng lực, NASA đang nêu bật 25 đột phá khoa học minh họa cho tác động lâu dài của trạm vũ trụ đối với khoa học, công nghệ và thám hiểm.
Xây Dựng Con Đường Đến Mặt Trăng Và Sao Hỏa
NASA sử dụng trạm vũ trụ như một bãi thử nghiệm để phát triển các hệ thống và công nghệ mới cho các sứ mệnh ngoài quỹ đạo Trái Đất thấp.
- Các công nghệ định vị, truyền thông và che chắn bức xạ được chứng minh trên trạm vũ trụ đang được tích hợp vào tàu vũ trụ và các sứ mệnh để đến Mặt Trăng và Sao Hỏa.
- Các hệ thống robot, ví dụ như bác sĩ phẫu thuật robot và trợ lý tự động, sẽ mở rộng các thủ tục y tế có sẵn và cho phép các phi hành gia dành thời gian cho những nhiệm vụ quan trọng hơn trong các sứ mệnh xa Trái Đất.
- Các phi hành gia đã sử dụng nhựa tái chế và thép không gỉ để in 3D các công cụ và bộ phận. Khả năng in 3D trong không gian đặt nền tảng cho việc sửa chữa và chế tạo theo yêu cầu trong các sứ mệnh không gian sâu tương lai nơi việc tiếp tế không dễ dàng có sẵn.
- Từ việc triển khai vệ tinh gỗ đầu tiên đến truyền thông laser và truyền thông lượng tử tự phục hồi, trạm vũ trụ là bãi thử nghiệm cho các công nghệ không gian tiên tiến.
Tại sao điều này quan trọng:
Nỗ lực của nhân loại hướng đến Mặt Trăng và Sao Hỏa bắt đầu với những khám phá trên quỹ đạo Trái Đất thấp. Từ việc chứng minh cách các phi hành gia có thể sống, làm việc và sửa chữa thiết bị ngoài Trái Đất đến thử nghiệm các hệ thống hỗ trợ sự sống và vật liệu tiên tiến, mọi đổi mới trên trạm vũ trụ đều giúp thúc đẩy chương trình Artemis của NASA và các sáng kiến thám hiểm khác, đưa nhân loại đến gần hơn với việc phát triển mạnh ngoài hành tinh của chúng ta.
Duy Trì Sự Sống Ngoài Trái Đất
Khi NASA chuẩn bị đưa con người trở lại Mặt Trăng thông qua chương trình Artemis và tiến xa hơn đến Sao Hỏa, việc duy trì sự sống ngoài Trái Đất trở nên quan trọng hơn bao giờ hết.
- Các phi hành gia đã trồng hơn 50 loài thực vật trong không gian, bao gồm cà chua, cải bó xôi, xà lách romaine và ớt.
- Các hệ thống hỗ trợ sự sống tiên tiến có khả năng tái chế lên đến 98% nước trong phân khúc Mỹ trên trạm vũ trụ, mức lý tưởng cần thiết cho các sứ mệnh thám hiểm.
- Dữ liệu sức khỏe phi hành đoàn cho thấy không gian ảnh hưởng đến não, thị lực, thăng bằng và kiểm soát, mật độ cơ và xương như thế nào, hướng dẫn các chiến lược để duy trì hiệu suất phi hành gia trong các sứ mệnh kéo dài và cải thiện sức khỏe trên Trái Đất.
- Các nhà nghiên cứu đã giải trình tự DNA trên quỹ đạo và đang phát triển các kỹ thuật để cho phép đánh giá thời gian thực về vi sinh vật trong không gian, điều này rất cần thiết để duy trì sức khỏe phi hành gia.
Tại sao điều này quan trọng:
Bằng cách trồng thực phẩm, tái chế nước và cải thiện chăm sóc y tế trong không gian, NASA đang mở đường cho các sứ mệnh dài hạn tương lai đến Mặt Trăng và Sao Hỏa đồng thời cách mạng hóa nông nghiệp và y học ở quê nhà.
Giúp Đỡ Nhân Loại Trên Trái Đất
Nghiên cứu trên phòng thí nghiệm quỹ đạo không chỉ đẩy nhân loại xa hơn vào vũ trụ mà còn có thể giúp giải quyết các vấn đề sức khỏe con người phức tạp trên mặt đất. Bằng cách cung cấp một nền tảng cho nghiên cứu vi trọng lực dài hạn, trạm vũ trụ thúc đẩy những đột phá mang lại lợi ích trực tiếp cho con người trên Trái Đất.
- Nghiên cứu trên trạm vũ trụ cung cấp những hiểu biết mới để phát triển phương pháp điều trị các bệnh như ung thư, Alzheimer, Parkinson và bệnh tim bằng cách tiết lộ vi trọng lực thay đổi chức năng tế bào như thế nào.
- Những phát triển mới trong y học cho ung thư, loạn dưỡng cơ và các bệnh thoái hóa thần kinh đã đến từ việc trồng tinh thể protein trong vi trọng lực với cấu trúc lớn hơn, có tổ chức hơn.
- Tế bào gốc chất lượng cao có thể được trồng với số lượng lớn hơn trong không gian, giúp phát triển các liệu pháp tái tạo mới cho các tình trạng thần kinh, tim mạch và miễn dịch.
- Những nỗ lực tiên phong trong in sinh học 3D, sử dụng tế bào, protein và chất dinh dưỡng làm vật liệu nguồn, đã tạo ra các cấu trúc mô người như sụn khớp gối và mô tim, một bước tiến lớn hướng tới việc sản xuất cơ quan trong không gian cho bệnh nhân cấy ghép trên Trái Đất.
- Các nhà nghiên cứu đang sử dụng các mô hình mô thu nhỏ để quan sát không gian ảnh hưởng đến mô và hệ thống cơ quan như thế nào, cung cấp những cách mới để phát triển và thử nghiệm thuốc bảo vệ phi hành gia trong các sứ mệnh tương lai và cải thiện phương pháp điều trị trên Trái Đất.
- Các bức ảnh được chụp bởi phi hành gia đã hỗ trợ ứng phó khẩn cấp với thiên tai, chẳng hạn như bão, với các góc nhìn có mục tiêu từ không gian.
- Các thiết bị được lắp đặt trên trạm vũ trụ bảo vệ cơ sở hạ tầng không gian quan trọng và cung cấp dữ liệu về các mô hình tự nhiên của hành tinh bằng cách đo lường tài nguyên Trái Đất và thời tiết không gian.
Tại sao điều này quan trọng:
Nghiên cứu vi trọng lực đang đưa chúng ta đến gần hơn với việc sản xuất cơ quan người trong không gian để cấy ghép và tiết lộ những cách mới để chống lại ung thư, bệnh tim, loãng xương, bệnh thoái hóa thần kinh và các bệnh nghiêm trọng khác ảnh hưởng đến hàng triệu người trên toàn thế giới. Trạm vũ trụ cũng phục vụ như một nền tảng quan sát để theo dõi thiên tai, mô hình thời tiết và tài nguyên Trái Đất.
Hiểu Biết Vũ Trụ Của Chúng Ta
Trạm vũ trụ cung cấp cho các nhà khoa học một điểm thuận lợi vô song để tìm hiểu về hành vi cơ bản của vũ trụ. Bằng cách nghiên cứu các hiện tượng vũ trụ thường bị chặn hoặc hấp thụ bởi khí quyển Trái Đất và quan sát vật lý ở cấp độ nguyên tử, các nhà nghiên cứu có thể thăm dò những bí ẩn không thể nghiên cứu từ Trái Đất.
- Dữ liệu từ các kính thiên văn tia X trên bên ngoài trạm vũ trụ đã được giới thiệu trong hơn 700 ấn phẩm nghiên cứu, giúp cải thiện hiểu biết của chúng ta về các ngôi sao sụp đổ, lỗ đen và gợn sóng trong cấu trúc không-thời gian.
- Các nhà nghiên cứu đã ghi lại hàng tỷ sự kiện vũ trụ, giúp các nhà khoa học tìm kiếm chữ ký phản vật chất và vật chất tối trong không gian.
- Các nhà khoa học đã tạo ra và nghiên cứu trạng thái thứ năm của vật chất trên trạm vũ trụ, cho phép các nhà nghiên cứu sử dụng khoa học lượng tử để thúc đẩy công nghệ như định vị không gian, hoạt động vệ tinh và hệ thống GPS trên Trái Đất.
Tại sao điều này quan trọng:
Nghiên cứu trên trạm vũ trụ đang giúp chúng ta làm sáng tỏ những bí ẩn sâu sắc nhất của vũ trụ, từ các hạt lượng tử nhỏ nhất đến những vụ nổ vũ trụ mạnh nhất. Quan sát các ngôi sao sụp đổ và lỗ đen có thể truyền cảm hứng cho các công cụ định vị mới sử dụng tín hiệu vũ trụ và mở rộng sự nắm bắt của chúng ta về không-thời gian. Nghiên cứu về phản vật chất và vật chất tối đưa chúng ta đến gần hơn với việc hiểu 95% vũ trụ vô hình với mắt người. Tạo ra trạng thái thứ năm của vật chất trong không gian mở khóa các con đường lượng tử mới có thể biến đổi công nghệ trên Trái Đất và trong không gian.
Học Vật Lý Mới
Các quá trình vật lý hoạt động khác nhau trong vi trọng lực, cung cấp cho các nhà khoa học một lăng kính mới để khám phá.
- Các kỹ sư có thể thiết kế các hệ thống nhiên liệu và hỗ trợ sự sống hiệu quả hơn cho tàu vũ trụ tương lai nhờ các nghiên cứu về sôi chất lỏng, ngăn chặn và dòng chảy.
- Phân tích gel và chất lỏng trộn với các hạt nhỏ trong không gian giúp các nhà nghiên cứu tinh chỉnh thành phần vật liệu và đã dẫn đến các bằng sáng chế mới cho sản phẩm tiêu dùng.
- Việc khám phá ngọn lửa lạnh trong không gian, một hiện tượng khó nghiên cứu trên Trái Đất, đã mở ra những biên giới mới trong khoa học đốt cháy và thiết kế động cơ.
Tại sao điều này quan trọng:
Những đột phá trong vật lý cơ bản trên trạm vũ trụ thúc đẩy đổi mới trên Trái Đất và thúc đẩy nhiên liệu tàu vũ trụ, kiểm soát nhiệt, tưới cây và hệ thống lọc nước. Nghiên cứu về vật liệu mềm đang cải thiện các sản phẩm trong y học, sản phẩm gia dụng và năng lượng tái tạo, trong khi nghiên cứu ngọn lửa lạnh có thể dẫn đến các động cơ sạch hơn, hiệu quả hơn.
Cho Phép Tiếp Cận Toàn Cầu Với Không Gian
Kể từ năm 2000, trạm vũ trụ đã mở cửa cho các công ty tư nhân, nhà nghiên cứu, sinh viên và phi hành gia trên khắp thế giới tham gia thám hiểm và giúp thúc đẩy nhân loại tiến về Mặt Trăng và Sao Hỏa.
- Trạm vũ trụ là bệ phóng cho nền kinh tế không gian thương mại, cho phép các sứ mệnh phi hành gia tư nhân và tổ chức hàng trăm thí nghiệm từ các công ty thương mại, tạo cơ hội cho họ tăng cường công nghệ thông qua nghiên cứu trên quỹ đạo, trình diễn sản xuất và đổi mới.
- CubeSat được triển khai từ trạm vũ trụ cho phép sinh viên và nhà đổi mới trên khắp thế giới thử nghiệm ăng-ten radio, kính thiên văn nhỏ và các trình diễn khoa học khác trong không gian.
- Hơn một triệu sinh viên đã tương tác với phi hành gia thông qua các sự kiện radio nghiệp dư, truyền cảm hứng cho thế hệ tiếp theo tham gia khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học.
- Hơn 285 thành viên phi hành đoàn từ hơn 25 quốc gia đã đến thăm tiền đồn hoạt động lâu nhất của nhân loại trong không gian, làm cho nó trở thành biểu tượng của sự hợp tác toàn cầu.
Tại sao điều này quan trọng:
Trạm vũ trụ đã cho phép nền kinh tế không gian, nơi nghiên cứu thương mại, sản xuất và trình diễn công nghệ đang định hình một thị trường toàn cầu mới. NASA và các đối tác quốc tế đã thiết lập vị trí lãnh đạo trên quỹ đạo Trái Đất thấp, tạo ra những cơ hội mới cho ngành công nghiệp và mở đường cho các sứ mệnh thám hiểm đến Mặt Trăng, Sao Hỏa và xa hơn nữa.
