2024年国际空间站取得多项突破：机器人模拟外科手术、首次太空金属3D打印及先进光纤生产等

24 年来，NASA 一直支持美国宇航员持续驻留在国际空间站，推动科学知识发展，实现地球上无法实现的研究突破，造福人类。空间站是 NASA 下一次重大探索飞跃的跳板，包括未来在阿尔特弥斯计划下进行的登月任务，以及最终的火星探索。

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机器人进行远程模拟手术

在长期任务中，机组人员可能需要进行外科手术，无论是简单的缝合还是紧急阑尾切除术。2024 年 2 月初，一个小型机器人在空间站上成功进行了模拟外科手术，用于机器人手术技术演示，使用两只“手”抓住和切割模拟组织的橡皮筋。研究人员比较了空间站和地球上进行的手术，以评估微重力和太空与地面之间通信延迟的影响。

太空中的 3D 金属打印

2024 年 5 月 30 日，欧洲航天局 (ESA) 的金属 3D 打印机研究创建了一个小型不锈钢 S 形曲线，这是太空中第一个金属 3D 打印。未来任务中的机组人员可以打印金属零件用于设备维护，无需在发射时打包备件和工具。这项技术还有望改善地球上的增材制造。

地球，我看着你

空间站绕地球运行约 250 英里，经过地球 90% 以上的人口，为拍摄地球提供了独特的视角。宇航员拍摄了超过 530 万张地球照片，以监测地球不断变化的地貌。第 71 号远征队机组人员拍摄了超过 63 万张照片，远高于单次任务拍摄的约 10.5 万张的平均水平。今年拍摄的照片包括 4 月的日食和太阳 11 年活动周期达到顶峰时产生的极光。其他照片支持对包括飓风在内的 14 起灾难事件的响应。此外，8 万张图像使用机器学习进行地理定位，提高了公共搜索能力。

数英里完美无瑕的光纤

从 2024 年 2 月中旬到 3 月中旬，Flawless Space Fibers-1系统在太空中生产了超过七英里的光纤。一次拉出超过半英里的光纤就超过了之前在太空中制造的最长光纤 82 英尺的记录，表明可以在轨道上生产商业长度的光纤。在微重力条件下生产的光纤可能优于在地球重力条件下生产的光纤。这些光纤由 ZBLAN 制成，这是一种玻璃合金，可提供传统硅基光纤 10 倍以上的传输容量。

心有灵犀

2024 年 5 月，BFF-Cardiac使用 Redwire 生物制造设施成功生物打印了三维人体心脏组织样本。在空间站微重力环境下生物打印的组织无需使用人工支架即可保持其形状。这些生物打印的人体心脏组织最终可用于为心脏病等事件造成的组织损伤创建个性化贴片。该组织样本正在地球上进行进一步测试。

经过空间站测试的辐射技术在 Artemis I 上飞行

2022 年 11 月，猎户座飞船在其 Artemis I 无人绕月任务中携带了 5,600 个被动辐射探测器和 34 个主动辐射探测器。其中一些设备之前曾在空间站上进行过测试：HERA（混合电子辐射评估器），它可以检测太阳耀斑等辐射事件；欧洲航天局（ESA）主动剂量计，这是一种可穿戴设备，可收集个人辐射剂量的实时数据；以及AstroRad Ves t，一种保护对辐射敏感的器官和组织的服装。2024 年，研究人员发布了对这些工具在 2022 年收集的数据的评估，表明猎户座飞船可以保护执行月球任务的宇航员免受潜在危险辐射的伤害。轨道实验室仍然是测试地球轨道以外任务技术的宝贵平台。

第五届 Robo-Pro 挑战赛参赛人数创纪录

第五届 Kibo Robo-Pro 挑战赛于 9 月结束决赛，共吸引来自 13 个国家、地区和组织的 66​​1 支队伍和 2,788 名参赛者，创下历史新高。这项由日本宇宙航空研究开发机构 (JAXA) 发起的教育计划让学生通过在空间站上编程自由飞行的 Astrobee 机器人来解决各种问题。参与者可以获得太空机器人技术和软件编程的实践经验，并与来自世界各地的其他人互动。