NASA研制新型谱仪帮助未来航天员应对宇宙辐射

　　1、 NASA研制新型谱仪帮助未来航天员应对宇宙辐射
　　在太空中生活和工作的主要健康问题之一是航天员长期暴露于高辐射水平下。NASA的科学家们开发了一种新的装置——快速中子谱仪来监测中子辐射，并在国际空间站进行了测试。快速中子谱仪旨在检测和测量对人体有害的中子能量，了解中子辐射将有助于NASA将人类安全送到火星。
　　太空中有多种类型的辐射，虽然已经有先进的仪器来检测由超新星或黑洞、X射线和其他带电粒子产生的伽马射线，但尚需要一种方法来检测和测量中子辐射以量化对人类生理的影响，而中子检测在技术进步方面还没有见到同样的飞跃。
　　太阳和太阳系外的高能粒子与其他颗粒或物质（如航天器或行星表面）相互作用时会产生中子辐射。快速中子谱仪主要是靠中子撞击到仪器产生信号，由铝壳体和塑料闪烁体构成，当撞击设备时中子减慢，而玻璃闪烁体纤维吸收中子并以光的形式重新发射能量。该设备的高级版本提供了两个不同的测量信号，第一个测量中子能量，第二个用于确认是否被检测到是中子而不是其他颗粒。
　　该装置使用粒子加速器和其他放射源进行了测试和校准。如果技术得到验证，它可以在未来的任务中用来检测中子辐射的时间以及辐射量。尽管空间站的辐射环境不被认为是“深空”，但谱仪已经做好在深空飞行验证新功能的准备。

图像中央的快速中子谱仪将有助于准确地检测空间中的中子辐射。中子对人类有潜在的危害

　　2、空间站航天员培养药物开发用晶体
　　蛋白质在人体内起重要作用，没有蛋白质身体将无法调节、修复或保护自身。许多蛋白质太小以至于在显微镜下也无法进行研究并且必须结晶才能确定它们的3-D结构。蛋白质结构可以使研究人员了解单一的蛋白质是如何发挥作用和参与疾病发展，一旦建立模型，药物开发者可以使用该结构开发特定药物与蛋白质相互作用，这一过程称为基于结构的药物设计。
　　两项研究，大分子运输对微重力蛋白结晶的影响（LMMBiophysics 1）和生长速率分散作为生物晶体样品在微重力下生长质量提升的预测指标（LMMBiophysics 3），将研究这些晶体的形成、为什么微重力生长的晶体通常比地球生长具有更高质量以及哪些晶体可能受益于在太空中生长。
　　生长率– LMM生物物理实验1
　　空间中生长的晶体通常比在地球上生长的晶体更少缺陷，但是这种现象背后的原因并不清楚。在晶体学领域广泛接受的理论是因为它们由于缺乏浮力引起的对流而在微重力中生长较慢，这些蛋白质分子在微重力中移动的唯一方式是随机扩散，这个过程比地球上的运动慢得多。另一个较少探索的理论是，在微重力中可以实现更高的净化水平。纯晶体可能含有数千份单一蛋白质，一旦晶体返回到地球并暴露于X射线束，X射线衍射图可用于数学地映射蛋白质的结构。
　　LMM 生物物理实验1的研究人员认为，当净化蛋白质以生长晶体时，蛋白质分子往往以随机的方式相互粘合，这些蛋白质聚集体然后可以进入生长的晶体中，妨碍蛋白质校准从而降低晶体的X射线衍射质量。该理论指出，在微重力中二聚体或两个粘附在一起的蛋白质将比单体或单一蛋白质移动得慢得多，从而使得聚集体较少被掺入晶体。
　　LMM 生物物理实验1将把这两个理论进行测试，试图了解微重力生长晶体往往比其地球同类产品具有更高的质量和尺寸的原因。
　　晶体类型 – LMM生物物理实验 3
　　LMM 生物物理实验3将研究哪些晶体可能受益于空间结晶。研究人员已经发现只有一些在空间中结晶的蛋白质受益于微重力生长，构成晶体的蛋白质的形状和表面表征了其在微重力中成功的潜力。了解不同蛋白质如何在微重力中结晶将使研究人员深入了解这些蛋白质的功能，并帮助确定哪些晶体应运送到空间站进行生长。研究人员正在最大限度地利用稀缺的资源，并确保送到空间站的晶体都能使地球上的科学家受益。这些晶体可用于世界各地的药物开发和疾病研究。

航天员在光学显微镜模块LMM内工作.LMM是一种高度灵活的，最先进的光学成像显微镜，用于微重力显微成象的研究

　　3、太空飞行对免疫系统的影响研究
　　在长时间的空间飞行或深空探测任务时，如何更好保护航天员的健康非常重要。功能性免疫是国际空间站进行的一项新的研究，探索了以前未研究的身体免疫应答领域以及空间飞行是否会影响航天员对疾病的易感性。
　　免疫系统是生物结构和过程的复杂结合，某一方面机能的衰退即可导致人体内疾病风险的增加。研究显示微重力下会有免疫系统修饰，这可能会造成在一些航天员中出现皮疹、异常过敏和潜在的病毒激活。在微重力下，甚至在地球上的压力状况下，免疫系统任何时候都可能被削弱，深空任务中免疫系统将在较长的时间内暴露于微重力环境中，科学家正在努力在开始任务之前对免疫问题进行定义并制定缓解免疫系统问题的措施。
　　目前的功能性免疫研究建立在其他免疫学研究的基础之上，聚焦于以前未研究的方面，以便更好地表征航天飞行对整个免疫系统的影响。了解在飞行中免疫系统如何工作将指导未来可能需要的发展对策。这项研究的结果将不仅仅对航天员带来好处，除了在发病之前检测和治疗疾病的能力之外，开发用于稳定运输样品的方法可用于地球上的免疫研究，例如在不容易有实验室条件的地区。
　　这项研究的第一个目标是完成免疫系统的鉴定，表征完成后，即可计划抵制潜在的临床风险，使人类的“火星之旅”计划更进一步。

图为航天员为综合免疫研究进行抽血，功能性免疫研究期间收集的数据将基于此调查结果

　　（本文来源：航天长城）

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