艾玛·戴维斯和凯瑟琳·桑德森报道了那些想要在太空进行实验的人所面临的行政挑战

ESA /安Lefloch

罗塞塔正在进行广泛的电磁兼容性测试

杰兰特·摩根永远不会忘记2014年的那一周菲莱号降落在67P彗星上(Churyumo-Gerasimenko)。作为英国开放大学的项目官员,摩根帮助设计和建造了着陆器上的气相色谱(GC)仪器,因此当时在德国科隆的控制中心处于兴奋之中。他回忆说:“那是我一生中肾上腺素分泌最多的一周,我的每一种情绪都在我身上涌动。”

“在第一次撞击后的9分钟内,我们获得了第一批数据,这与我们的预期相符。他说:“我们认为有些成分可能和其他成分一样存在。”

最近,兴奋之情又涌回了他的心头,因为有消息说,“菲莱”在一个黑暗的山谷着陆后,现在已经收集了足够的阳光,可以重新开始工作。他说:“一旦电池有了足够的电量,就只需要重新启动仪器就行了。”“现实情况是,我们永远不会有足够的能量来完成我们想要做的全部科学研究,因为我们没有足够的日照时间,但我们当然可以做更多有趣的科学研究。”

等待的游戏

摩根掌握了耐心的艺术。他的装置“托勒密”(Ptolemy)在十多年前被装上了“罗塞塔”号母船。在此之前,作为包括已故的科林·皮林格(Colin Pillinger)在内的团队的一员,摩根帮助组织了最初的融资投标,并制定了一个规格,要求制造一个鞋盒大小的设备,质量略高于4.5公斤。

一旦获得资金,团队必须通过一系列的审查欧洲航天局(ESA)来检查它是否达到了设定的里程碑。他说:“这是一个非常正式的过程,你要学习流程,以及如何实现目标。”欧空局主要担心的是,该仪器是否会损坏航天器上的其他设备,或者更糟的是,是否会损坏航天器。他说:“如果你没有达到约定的目标,比如你把设备做得太重,他们就不会让你飞行,而是会寄给你一块铝。”

该仪器需要承受10年的辐射暴露,并与地球上的技术进步相匹配。“我们开发的很多东西都远远超前于时代,”他说,尽管该团队被限制使用欧空局的“合格组件”。

在经济危机以来的几年里,这些实验室继续为他们的研究筹集资金,部分是通过与商业公司合作。例如,摩根的一位同事正在与一家瑞士微加工公司合作开发一种更小的气相色谱仪器。摩根说:“我们也在考虑重返月球的可能性。”

回到地球

尽管菲莱号取得了很高的成绩,但摩根“并没有对太空上瘾”。作为一名分析化学家,驱动他的是建立一个能够回答关键问题的系统的挑战。他说:“我认为我所接受的培训是识别问题,理解问题,将其转化为技术规范,然后将其转化为可测试的设计。”

他参与了许多项目,包括用微型气相色谱-质谱仪嗅出臭虫,以及为英国皇家海军潜艇设计安全设备。“未来,潜艇将拥有更安全的工作环境,因为我们为它们设计了这些东西。摩根说,这是一种满足感。他还在为一个项目筹集资金,该项目将把太空工程师、科学家和医务人员聚集在一起,“看看我们能否为日常问题提供新颖的解决方案”。他表示,医生通常知道问题的答案是什么,但没有实施解决方案的方法。“太空工程师和太空科学家非常擅长想出新的做事方法,因为这是他们必须做的。”

美国国家航空航天局

空间实验可用于支持诸如制药和材料科学等地面研究领域

欧洲以外的

在美国,研究人员可以进入国际空间站(ISS)美国国家实验室。但首先他们需要说服太空科学促进中心(凯西)他们的想法的优点。

市场营销和通讯经理帕特里克·奥尼尔解释说,研究人员可以申请Casis的资金,在空间站上进行研究,要么遵循提案请求(rfp),要么通过发送一份未经请求的研究“白皮书”来概述他们的计划。奥尼尔说:“我们评估所有项目的可行性、科学价值以及是否对地球上的生命有潜在的好处。”中国科学院也在积极鼓励企业开展国际空间站的研究。迄今为止,rfp包括蛋白质结晶和干细胞生物学。

与“菲莱”项目不同,在国际空间站上启动一个项目的时间可能短至6个月,特别是如果它不太依赖空间站的常驻宇航员的话。奥尼尔说:“我们与美国宇航局、宇航员和研究人员合作,确保过渡尽可能容易。”他补充说,如今,国际空间站的许多宇航员都有医学研究背景。“在过去的几年里,我们会看到很多战斗机飞行员,但现在几乎所有的宇航员都是职业工程师或有医学背景的个人。“对于更长时间的项目,宇航员在前往空间站之前会花时间了解研究情况。

Casis特别强调了微重力研究的好处。例如,作为其“健康运动”倡议的一部分,它最近发布了一份关于器官芯片研究微流体3D系统的信息请求。

2015年4月,最新一波的实验通过卫星到达空间站SpaceX龙飞船它每年会造访美国四到五次。其中包括默克制药公司和诺华制药公司的项目。前者正在研究晶体单克隆抗体在微重力条件下的生长。与此同时,诺华公司正在监测太空环境对小鼠肌肉骨骼和神经系统的影响。生活在微重力环境中会对老鼠产生类似衰老的影响:它们的肌肉萎缩,骨密度下降。该公司希望改善肌肉和骨骼相关疾病的治疗。

对于希望在短时间内获得数据的研究人员来说,有时有可能在SpaceX太空舱与国际空间站对接的30天内获得结果,这样它就可以带着数据返回。

奥尼尔热衷于让公司知道“空间站已经对商业开放”。

他说,新的和非传统的游客可以利用空间站进行生命科学、材料科学、物理科学和地球观测研究。

柏拉图的使命

2014年2月,一组欧洲太空科学家得到了他们等待多年的消息:他们心爱的宇宙飞船要升空了。

这个名为柏拉图(行星凌日和恒星振荡)的任务将在其他太阳系中寻找行星。柏拉图被选为欧洲航天局(ESA)的第三个中型任务,M3,在宇宙视野计划中,经历了一个漫长而坎坷的故事:柏拉图入围了ESA之前的中型任务(M1和M2),但在最后的障碍中失败了。意大利帕多瓦天文台的罗伯托·拉加佐尼(Roberto Ragazzoni)是柏拉图望远镜设计团队的负责人,他说:“M1/M2并不顺利。”

经过漫长的等待,柏拉图任务终于走上正轨,开始寻找其他行星

Ragazzoni的科学生涯始于1992年的天文学家研究。1994年至1996年期间,他帮助设计了罗塞塔号航天器的相机,该航天器于2014年降落在一颗彗星上。但他发现,管理和操作摄像机所涉及的政治令人不快。因此,他决定将注意力重新集中在地面天文学上,在那里他成为了非线性光学方面的专家,并于2008年被邀请加入柏拉图团队,重返太空科学。从那时起,系外行星科学就成为了他工作的中心主题。

在M1和M2的选择令人失望之后,欧空局直接将柏拉图推入了M3的候选名单,这让候选名单上的其他人感到震惊。最终,柏拉图成为了被选中的任务,这让Ragazzoni非常惊讶。

拉加佐尼说,在柏拉图这样的项目上投入如此多的精力是有风险的。它可能会转移对其他项目的关注,如果经过多年的努力,提案被拒绝,团队士气可能会受到影响。不过,他有自己的策略。他说:“我认为人们应该用非常高的能量来做这种事情。”你必须相信你有机会改变历史。在某种程度上,你必须有一点梦想。这其中还有另一个风险:这会消耗大量的精力和资源。然后有一天,这个项目可能会停止,这将导致你回头看,认为你浪费了大量的时间。这是在太空任务领域的一场赌博。”

凯瑟琳·桑德森是一位居住在英国巴斯的科学作家