国际空间站已向商业开放

私营公司如何利用空间站的实验室进行研发

除了其重大的火箭着陆尝试外,上周的 SpaceX 发射因另一个原因而成为头条新闻:它有史以来第一次将一台浓缩咖啡机送入太空。这款名为 ISSpresso 的咖啡机大小与微波炉相当,只需要一袋水和一个浓缩咖啡胶囊,就能为昏昏欲睡的宇航员提神醒脑。

虽然太空咖啡机可能是有趣的货物,但猎鹰 9 号的龙飞船也载有其他珍贵货物。飞船内装载了五项实验——从啮齿类动物的肌肉骨骼和神经系统研究到合成肌肉——它们被送往国际空间站。这项研究的赞助商是谁?包括诺华、默克和 Ras Labs 在内的私营公司。

空间站的主要功能是作为研究实验室。其无菌的微重力环境,被严酷的太空包围,使其成为测试各种材料和纺织品行为以及实验生物组织和晶体生长的独特场所。美国宇航局在空间站进行了大量的研究,但现在,航天机构开始认识到国际空间站如何也能帮助私营部门。

CASIS 希望将这一信息传播给全球的私营公司:国际空间站随时供您使用。

这就是 CASIS 发挥作用的地方。CASIS 是“空间科学促进中心”(Center for the Advancement of Science in Space)的缩写,负责管理在国际空间站的美国国家实验室进行的研究。为了最大限度地利用轨道实验室,CASIS 希望将这一信息传播给全球的私营公司:国际空间站随时供您使用。

“我们正在与大型制药、生物技术和材料技术公司以及小型创新型初创企业合作,”CASIS 业务开发总监 Cindy Bouthot 告诉《大众科学》杂志。最近一次搭载猎鹰 9 号的有效载荷,包括了由 CASIS 赞助的第五系列有效载荷。

从研发角度来看,国际空间站拥有许多独特的属性和变量,这些属性和变量在地球上很难在实验中复制。首先,其微重力环境可以加速疾病的发生,这对于希望了解衰老过程的公司来说很有吸引力。

“任何在微重力环境中的生物体,其所处的环境与它们在进化过程中所经历的环境截然不同,”CASIS 高级研究经理 Michael Roberts 说。“当你去除重力向量时,你会发现基因表达和蛋白质表达,这有助于我们理解体内各种途径,这些途径与地球上导致疾病的途径相似。”

SpaceX Falcon 9 rocket
路透社

同样吸引人的空间站环境组成部分是沉降作用的减少。在地球上,引力会导致流体中的颗粒沉降。这会干扰涉及蛋白质晶体形成等实验,因为晶体内的颗粒分布不均。

默克公司希望通过在空间站上结晶两种类型的人类单克隆抗体来规避这一点。(单克隆抗体是重要的医疗工具,常用于靶向癌细胞和治疗自身免疫性疾病。)该公司希望通过学习如何在微重力下生长这些晶体,来开发最佳的晶体结构以改善药物输送。

“在空间站上,你会发现沉降作用减弱,分子扩散减弱,对流也减弱,”默克公司研究员 Paul Reichert 说。“所有这些加起来就能得到更大的晶体,它们更纯净,颗粒大小分布更均匀。短期内,我们希望看到从中获得的好处,并看看我们是否能用地球上的工艺来模拟这些条件。”

当然,还有近在咫尺的太空的严酷环境。希望对其产品进行极限测试的材料公司可以将它们暴露在近地轨道真空环境中,这里在几个小时内会经历广泛的温度变化。Bouthot 提到一家未公开姓名的汽车公司正在证明其发动机能够承受严酷的太空环境。

“我们实际上提供了一个引人注目的科学平台,我们向他们展示了值得让他们投入自己的资源。”

虽然在空间站进行研发对公司来说可能很有吸引力,但成本仍然是需要考虑的因素。Bouthot 表示 CASIS 提供了良好的投资回报,但将实验送入太空仍然价格不菲。

“有了所有这些已经建成的基础设施,我们不向他们收取运载火箭的费用,也不向他们收取宇航员作为他们的实验室技术员的费用,”Bouthot 说。“显然,还有内部开发成本、他们自己的资源,以及与项目相关的其他所有类型的努力都会产生费用。这可能从 50,000 美元起,他们可能会使用 CASIS 的补助金来帮助抵消这笔费用,或者我们可能会要求客户支付。”

不幸的是,CASIS 并没有多少钱可以提供。这家非营利组织的预算为每年 1500 万美元,有时不得不发挥创意来说服公司将他们的实验室工作送往太空。否则,空间站的资源就有被低估的风险。

“当我们与公司交流时,我们首先关注的是科学,”Buothot 说。“我们实际上提供了一个引人注目的科学平台,我们向他们展示了值得让他们投入自己的资源。”

 

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洛伦·格鲁什(Loren Grush)是《Popular Science》的助理编辑和科学作家,居住在纽约市。她曾为《纽约时报》、《Nautilus Magazine》、Digital Trends、Fox News 和 ABC News 撰稿。格鲁什是两位 NASA 工程师的女儿,在航天飞机和火箭科学家中长大。她很高兴能圆满完成报道科学发现和技术突破的使命。

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