SpaceX是第22次進行科學研究和技術示範的貨物補給任務，于6月3日從佛羅裡達州的NASA肯尼迪航天中心發射到國際空間站。對龍的實驗包括水熊對太空環境的耐受性，太空中的微重力是否影響共生關系，以及腎結石的分析。
這次補給任務的重要有效載荷包括：
太空中的水熊蟲
水熊蟲的特寫圖像。細胞科學任務4将被稱為水熊的緩慢移動的動物帶到國際空間站進行研究，旨在識别參與高壓力環境中适應和生存的基因。
圖檔來源：Thomas Busby，懷俄明大學，美國
圖檔中那些不起眼的微小生物，比我們想象的更有生命力：地球上最熱、最高的環境，幾十年來幹涸的滴滴環境，以及面對這些水熊蟲時沒有掀起波瀾的強大太空輻射。
這隻看起來很胖的章魚可能會成為英雄，而不是不可能的事情。水熊以其在顯微鏡下的外觀及其在水中的共同栖息地而聞名，以其在極端惡劣條件下生存的能力而聞名。這使它們成為研究所學生物在地球和太空極端條件下生存的模型。此外，研究人員對其中一種緩慢行走的動物Hypsibius exemplaris的基因組進行了測序，并開發了一種測量不同環境條件如何影響緩慢移動動物基因表達的方法。
了解它們如何忍受極端環境，例如宇航員在太空中經曆的微重力和高水準輻射，可以引導我們更好地研究保護人類免受長期太空旅行壓力的選擇。在國際空間站上，一項名為Cell Science-04的實驗将有助于揭示緩慢移動的動物是如何做到這一點的。
這些發現可以幫助我們更好地了解太空中壓力源對人類的影響，并支援相關對策的發展。"對于包括人類在内的生物來說，我們已經進化到足以适應地球上的生命，但太空飛行仍然是一件非常具有挑戰性的事情，"懷俄明大學助理教授、該實驗的首席研究員托馬斯·布斯比（Thomas Boothby）說。當他們到達太空時，他們使用什麼"技術"來生存，他們的後代随着時間的推移使用什麼技術，這些技術是相同的還是代代相傳的？以及我們是否可以學習他們的技能并調整他們以保護太空中的宇航員。"
緩慢移動的動物的生存技術之一可能是産生更多的抗氧化劑，以對抗由于太空輻射增加而對身體有害的變化。
"當面對地球上的輻射時，我們已經看到了這種反應，"巴斯比說。"
該團隊将研究太空中緩慢移動的動物的基因發生了什麼，并了解哪些基因在短期和長期太空飛行中被表達和沉默，這将有助于研究人員确定緩慢移動的動物如何在這種壓力環境中生活。例如，如果他們的解決方案之一是提高抗氧化劑的産生，那麼參與該過程的基因應該受到影響。
确定哪些基因也被其他環境壓力激活或沉默，将有助于識别僅對太空飛行有反應的基因。Cell Science 4将在後續測試中，哪些基因是緩慢移動的動物在這種高壓力環境中适應和生存的真正需要的。
來自空間站實驗的資料還将為基于地球的研究提供比較，這種研究更常見，成本更低，并研究模拟太空飛行條件下緩慢移動的動物的反應。空間站上的實驗将告訴研究人員，這些地面模拟與實際的太空飛行有多麼相似。
《細胞科學4》中的小英雄們并不是第一批與宇航員一起進入太空的緩慢移動的動物，他們以前甚至在太空的真空中也被證明可以生存。這一次，美國宇航局位于加利福尼亞州矽谷的艾姆斯研究中心為水熊可以生存和繁殖的空間站開發并創造了一種特殊的科學裝置，艾姆斯研究中心也負責管理這項任務。這種特殊的科學裝置稱為生物培養系統，用它來培養太空中的細胞、組織和微型動物，使科學家能夠實時和遠端地監測它們，更好地控制和調整它們在培養系統中的生長條件，并進行特殊的長期研究。
從長遠來看，如果我們能夠弄清楚為什麼緩慢移動的動物如此有彈性，我們也許能夠保護生物材料，如食物和藥品，免受極端溫度，幹燥和輻射暴露，這對于長期的深空探測任務非常重要和有價值。小水熊蟲可能會給我們帶來很大的可能性。
微重力下的共生鱿魚和微生物
小鱿魚的特寫圖像。這些未成熟的夏威夷短尾鱿魚是UMAMI實驗的一部分，該實驗旨在研究空間是否可以改變鱿魚和法氏弧菌之間的共生關系。
圖檔來源：Jamie S. Foster，佛羅裡達大學
了解微重力對動物 - 微生物互相作用的影響（了解微重力對動物 - 微生物互相作用，UMAMI）研究太空飛行對有益微生物與其動物宿主之間的分子和化學互相作用的影響。微生物在動物組織的正常發育和人類健康的維持中起着重要作用，"動物，包括人類，依靠我們共享的微生物來維持健康的消化系統和免疫系統，"UMAMI首席研究員Jamie Foster說。UMAMI實驗使用短尾鱿魚來研究與這些動物健康有關的重要問題。"
夏威夷短尾鱿魚（Euprymna scolopes）是一種常見的動物模型，用于研究兩個物種之間的共生關系。該調查有助于确定太空飛行是否可以改變生物體之間的互利關系，并支援制定保護和緩解措施，以幫助宇航員在長期太空任務中保持健康。這項工作還有助于我們更好地了解動物與有益微生物之間的複雜互相作用，包括微生物可用于在動物組織之間傳播的新方法。這些知識有助于确定保護和加強這些關系的方法，以改善地球上的人類健康和福祉。
現場超聲技術
技術示範"Butterfly iQ超聲"示範了便攜式超聲和移動計算裝置在微重力環境中的結合。該示範收集了台站從業人員關于超聲圖像操作簡便性和圖像品質的回報，包括圖像采集、顯示和存儲。
"對于地球軌道以外的未來探索任務，宇航員将無法立即獲得地面支援，這種商業上可用的技術将緻力于提供關鍵的醫療能力。Butterfly iQ技術示範的內建經理Kadambari Suri說："這種技術示範還檢查了機組人員自主使用裝置的即時指令的有效性。"此外，該技術對地球具有潛在價值，例如偏遠和孤立環境中的醫療保健。
開發更好的機器驅動程式
Pilote是歐洲航天局（歐洲航天局，ESA）和法國國家航天中心（CNES）的一項實驗，使用觸覺或觸摸模拟虛拟現實和界面來測試機器人手臂和航天器遠端操作的有效性。控制機器人手臂和航天器的人體工程學測試必須在微重力下進行，因為地球測試設計中使用的人體工程學不适用于在軌航天器的條件。Pilote比較了現有的技術和技術，包括最近開發的用于遠端控制操作的技術和技術，以及用于駕駛加拿大機械臂-2和聯盟号宇宙飛船的其他技術。此外，該實驗還比較了宇航員在地面和長期太空任務中的表現。這些結果可能有助于優化空間站的人體工程學，以及未來用于月球和火星任務的航天器。
保護太空和地球上的腎髒
在太空飛行期間，一些機組人員更容易患腎結石，這可能會對他們的健康和任務執行産生負面影響。腎細胞2使用3D腎細胞模型（或組織晶片）來研究微重力如何影響可導緻腎結石的微晶結石的形成。腎細胞2實驗是空間組織晶片計劃的一部分，該計劃由國際空間站的國家實驗室和國家衛生研究院國家轉化科學促進中心營運。該實驗可能揭示發展和進展腎髒疾病的關鍵方法，為宇航員和患有高達10%的行星疾病的患者提供腎結石的治療和預防。
"通過這項研究，我們希望确定腎結石形成中細胞變化的生物标志物或'特征'，"首席研究員Ed Kelly說。對空間站進行研究的理由是，微晶的行為方式與我們的腎髒相似，這意味着它們懸浮在腎晶片管中，不會像在地球上的實驗室那樣沉入底部。"
生産出更有頑強生命力的棉花
為改良棉花的栽培實驗做好棉花栽培試驗準備。改良棉花在軌栽培試驗研究是根系結構對植苗培育關鍵階段植物抗性、水分利用效率和固碳能力的影響。
圖檔來源：Simon Gilroy，威斯康星大學麥迪遜分校
表達基因的棉花植物對幹旱等脅迫源表現出更大的抵抗力，在某些脅迫條件下，表達該基因的棉花纖維産量比沒有這種特性的植物高20%。研究人員現在認為，這種抗性與增強的根系有關，該根系可以使用更大的土壤來獲得水分和養分。目标改進棉花在軌栽培（TICTOC）實驗研究了根系結構在幼苗建立關鍵階段對植物恢複力、用水效率和碳固存的影響。根系生長模式與重力密切相關，TICTOC可以幫助确定哪些環境因素和基因在沒有重力的情況下調節根系發育。
棉花用于各種日常消費品，從衣服到床單再到咖啡濾紙，但棉花生産涉及大量的水和農用化學品。"我們希望揭示棉花根系形成的特征，育種者和科學家可以利用這些特征來改善棉花植物的種植特性，例如抗旱性或養分吸收性，這兩者都是現代農業對環境影響的關鍵因素。該研究的首席研究員Simon Gilroy說。提高對棉花根系和相關基因表達的了解可以促進更強壯的棉花植物的生長，同時減少水和農藥的使用。
其他能源
空間站飛越地球的圖像。這幅圖顯示了為國際空間站供電的六個iROSA太陽能電池陣列的計劃配置。
圖檔來源：美國宇航局/約翰遜航天中心/波音公司
新的太陽能電池闆也被送到空間站，為空間站内的研究和其他活動增加能量。國際空間站推出太陽能電池陣列（iROSA）由緊湊的面闆組成，這些面闆可以像長地毯一樣卷開，基于先前在空間站上示範的技術。Expedition 65機組人員計劃今年夏天開始準備用六個新陣列中的兩個來補充空間站現有的剛性面闆。
參考來源：
[1]https://www.nasa.gov/mission_pages/station/research/news/spacex-22-研究亮點
[2]https://www.nasa.gov/feature/ames/microscopic 超級英雄幫助保護宇航員在太空中的健康