据美国国家航空航天局网站10月30日报道，11月2日，国际空间站迎来了人类连续驻留15周年。美国国家航空航天局（NASA）发布了国际空间站运行以来所取得的在医疗、环境及教育等领域的十五项科学与技术突破。

　　1. 低地球轨道商业化：目前，国际空间站上进行的一大部分商业研究都是由NanoRacks公司的硬件设备促成的。该公司以私人名义进行投资和集资，为包括立方体卫星在内的小型有效载荷提供实验室设备，能够加快研究进度，降低研究成本。此外，NASA的国际空间站商业货运补给以及乘员运输项目支持了美国航天私企的发展，使它们在为NASA的深空探索提供资源的同时，还可以将这种能力作为服务向其他机构出售。私营部门的参与为推进与政府的合作提供了一种新模式。

　　2. 支持世界水净化工作：国际空间站水净化系统技术的商业化已经为世界上很多国家和地区提供了援助。水安全公司（Water Security Corporation）联合其他组织，在全世界范围内采用NASA水处理技术部署了水过滤与水净化系统，为高危地区人群提供了清洁水源。

　　3. 培养高品质蛋白晶体：人体内有1万多种蛋白质，而自然界中的蛋白质多达100亿种。每种蛋白质结构都不同，且各自包含着与人体健康和地球环境相关的重要信息。研究这些结构的绝佳环境就是太空。微重力环境使蛋白质独特复杂的晶体结构得到最优生长，促进了医疗的发展。蛋白质在太空成功结晶的范例就是造血细胞前列腺素D合成酶（H-PGDS），它可能掌握着开发治疗肌肉萎缩症药物的关键。进一步的研究还在进行中。

　　4. 在边远地区应用超声波诊断：对于国际空间站上的航天员而言，为实现迅速、有效、即时的医疗诊断，需要使用先进微重力诊断用超声（ADUM）设备。ADUM的主要调研员斯科特•德尔查乌斯基（Scott Dulchavsky）医生与世界急重症超声组织WINFO-CUS（World Interactive Network Focused on Critical Ultrasound）正在合作调整这项技术，通过制定协议将其用于边远地区，在专家远程指导与培训下迅速实施复杂的手术。通过使用小型超声设备、远程医疗以及远程指导技术，就像用于生活在空间站的人们那里的技术那样，边远地区的医疗护理更加便利。

　　5. 使用空间硬件设备改善眼科手术：采用激光手术矫正视力已非常普遍，而一项为在太空中使用而开发的技术，如今已经普遍被用来追踪病人的眼球以及精确操纵激光手术刀。眼追踪设备实验使研究员们了解了人类眼部运动的参照系、平衡和整体控制是如何受到失重的影响的。在空间站中使用该设备的同时，工程师们意识到它有可能在地球得到应用。在不干扰外科医生工作的情况下追踪眼球位置在激光手术中至关重要。经证明，这项空间技术十分理想，目前全世界大多数激光矫正手术都在使用这种眼追踪设备器材。

　　6. 使用机械臂切除肿瘤：这项技术源于加拿大机械臂、加拿大机械臂-2和德克斯特机械臂（Dextre），这是加拿大航天局在国际空间站执行重型起重与维修任务的空间机器人系列。2008年，医生使用机械臂neuroArm摘除了佩奇•尼克森脑中的一颗肿瘤，这是世界上首台能在磁共振机内动手术的机器人。自尼克森的手术以来，neuroArm已经被用于35位病人的临床研究中。

　　7. 通过饮食与运动防止骨质流失：在早期的国际空间站中，航天员每月可流失骨质密度总量的1.5%左右。在国际空间站的研究中，科学家发现了在细胞水平上控制骨质的机制，高强度抗阻运动、在饮食中补充维生素D以及特定的热量摄取可以改善在太空中的骨质流失情况。此研究也适用于地球上的易流失人群。这项发现对空间站上乘员的持续居留以及对载人探索小行星和火星而言也很重要。

　　8. 了解骨质疏松症的机制：通过在国际空间站上培育小鼠，科学家们可在微重力环境下对生物进行研究，以了解骨质疏松症的机制。这项研究帮助开发了药物普罗利亚（Prolia?），可用于治疗骨质疏松症患者，这是制药公司通过国家实验室利用航天机会来改善地球医疗卫生的直接效益。

　　9. 开发改良疫苗：地面研究表明，航天飞行中某些细菌，特别是沙门氏菌，可能会更具致病性。沙门氏菌感染导致美国每年产生数以千计的住院治疗以及数以百计的死亡。在太空中进行研究时，科学家们发现了使细菌性病原体恶化的途径，并确定了激活沙门氏菌、增加其在微重力环境下传播可能性的遗传途径。在国际空间站进行的这项研究引领了微生物疫苗开发的新研究。

　　10. 为学生在太空开展科学研究提供机会：在YouTube空间实验室竞赛、学生航天试验计划及ZERO机器人SPHERES挑战赛（SPHERES Zero Robotics）中，围绕国际空间站开展的教育活动吸引了全球4300多万学生参与。这些的项目使学生参与到载人航天探索中，目标是鼓励他们学习科学、技术、工程学和数学。当学生们独自验证一种假设，或将实验室里的工作与空间站上进行的工作进行比较时，能够激发他们学习数学和科学的动力。

　　11. 乳腺癌检测与治疗技术：受空间站上加拿大机械臂的启发，一种用于乳腺癌患者的手术器械正在临床试验中。这种影像导航的自主式机器人（IGAR）位于一台核磁共振成像机内，可帮助精确识别肿瘤的大小和位置。通过使用IGAR，外科医生还将能够在活组织检查中实现高度灵敏、精确的移动。

　　12. 监测水质：国际空间站上的近岸海域高光谱成像仪(HICO)是一台成像传感器，能够帮助检测水透明度、浮游植物浓度、光吸收和蓝藻的分布等水质参数，已于今年结束任务。美国环境保护局（EPA）的研究员们从HICO中提取数据并开发出一款智能手机应用程序，用于判定水中污染物浓度的危险度。未来国际空间站将定期添加新设备，持续为对地观测提供平台。研究人员也将会继续开发具有前瞻性的环境保护应用程序。

　　13. 监测自然灾害：国际空间站上的SERVIR环境研究与可视化系统（ISERV）能够从太空为地球拍照，用于监测的发展中国家的自然灾害。一家NASA与美国国际开发机构的联合企业（即SERVIR）与许多发展中国家合作，将卫星用于环境决策，有助于开展对洪水、火灾、火山喷发、滥伐森林、有害藻类及其他类型自然事件的快速应对工作。由于空间站每24小时就会经过90%以上的地球人口稠密区，ISERV系统每天可收集多达1,000 张图像，迅速为发展中国家提供影像。目前ISERV已结束任务，未来国际空间站仍将持续作为一个对地观测设备的平台。

　　14. 通过研究流体运动改进医疗设备：国际空间站上的毛细流动实验（CFE）研究液体沿表面的运动，类似于液体沿纸巾依靠毛细作用而流动的方式。这些研究建立了描述微重力环境下流体行为的天基模型，帮助开发了一种新型医疗测试设备。这种设备可以改善在边远地区对人类免疫缺陷病毒/ 获得性免疫缺陷综合征（HIV/AIDS）的诊断情况。

　　15. 改善室内空气质量： NASA正在研究国际空间站上的作物生长，以便开发航天员自己种植粮食的能力，这是NASA火星之旅的一部分。从事这项研究的科学家们注意到，植物自身产生的激素乙烯在植物生长室内的积累可以对植物造成伤害。研究人员在太空开发并成功测试了一种乙烯清除系统，称为ADVASC（Advanced Astroculture）。通过清除植物生长室中的病毒、细菌和霉菌，它可帮助植物保持生机。科学家将ADVASC系统进行了改造，使其可用于空气净化。目前，这项技术被应用于杂货店和酒窖中，能够延长蔬果和红酒的贮藏期。（温熙越 编译）