亚轨道科学家准备向天空发起风暴

尽管刻板印象中的科学家呆在实验室里，但大多数研究人员至少会花一些时间在野外研究他们的课题。地质学家参观火山，植物学家隐居到热带雨林，海洋学家在海洋中游泳。但是，由于没有方便的太空之旅，天体物理学家和行星科学家不得不眼睁睁地看着他们的实验离开地球。

随着SpaceX、Blue Origin和维珍银河(Virgin Galaxy)等商业发射提供商的崛起，这种情况即将改变，这为希望在太空开展工作的科学家创造了新的机会。这些机会大多涉及亚轨道飞行--这种飞行足以离开地球大气层，并经历长时间的微重力--模拟自由落体，但不足以绕地球运行。上个月，NASA选择了西南研究院(SwRI)的行星科学家艾伦·斯特恩(Alan Stern)，在该机构的资助下，在一艘商业航天器的亚轨道飞行中进行了一项实验。斯特恩的发射日期仍不确定。但他预计，到2022年，维珍银河的太空船二号(SpaceShipTwo)将会飞上太空。

斯特恩说，对于有远大抱负的研究人员来说，将科学家和他们的实验一起送上太空不仅是一种实现愿望的形式，还可以带来实际的好处--比如降低成本。例如，斯特恩说，他将在旅途中操作的西南紫外线成像系统(SWUIS)实验的自动化将比简单地驾驶人类操作员的成本要高得多。

让科学家直接参与也可以产生更好的结果，因为它可以更快、更灵活地应对实验期间可能发生的任何突发事件，无论是好是坏。普渡大学(Purdue University)研究员、亚轨道应用研究小组负责人史蒂文·科利科特(Steven Collicott)表示：“在整个科学史上，参与实验的人带来了发现和更多的知识。”亚轨道应用研究小组的成员都是行业专家，致力于增加亚轨道飞行的机会和经验。“偶然发现的历史由来已久。”

同样在SWRI工作的丹·杜尔达(Dan Durda)说，当科学家设计和处理实验时，“如果有什么不对劲，她会立刻明白。”“在科学过程的运作过程中，实时捕捉到这一点是非常重要的一部分。”

把科学家放在驾驶位上也为最大限度地发挥科学研究提供了机会。中佛罗里达大学(University of Central佛罗里达)研究员朱莉·布里塞特(Julie Brisset)说：“如果你带着你的实验飞行，你就是在那里观察现在正在发生的事情，然后，你可以立即改变你的实验参数，从而增加你的科学回报。”她曾陪同进行伪太空飞行--也就是在通过抛物线轨迹飞行提供短暂微重力条件的飞机上。

在NASA的早期，NASA官员设想定期将研究人员送上太空。1972年，他们派出地质学家哈里森·施密特(Harrison Schmitt)参加阿波罗17号(Apollo 17)的月球之旅，使他成为有史以来唯一访问过月球的专业科学家。该机构的航天飞机被誉为太空飞行研究人员的主力。然而，极高的成本和低于预期的飞行费率大大降低了该项目的科学回报。

今天，宇航员在国际空间站(ISS)上进行了一系列实验，但飞行机会一直很少，而且仍然很少，不可避免地会让有价值的科学搁浅在地面上。此外，布里塞特说，尽管研究人员可以与在轨道上操作实验的人进行远程通信，但这个过程“非常繁琐”和“非常僵化”，她的亲身经历是远程管理几个由宇航员管理的国际空间站科学载荷。她和其他人说，总的来说，考虑到科学家们更深入的知识，他们自己会更好地亲自照看他们的实验。

上世纪90年代，斯特恩和他的同事在航天飞机上开发并飞行了SWUIS的早期版本，在宇航员的操作下，它捕捉到了金星和海尔-波普彗星的图像。该仪器的其他版本已经在战斗机上飞行。因此，当美国国家航空航天局(NASA)的空间技术任务委员会在今年年初首次呼吁进行科学家监督的亚轨道飞行实验时，SWUIS的改进版本似乎很合适。在飞行期间，斯特恩将把仪器指向太空船二号的三个窗口，以校准穿过火箭排气或从机身反射的阳光如何影响精密的天文测量。虽然这是基本的结果，但对于计划未来观测的研究人员来说，这可能是一个福音。斯特恩说：“我们将把以前在太空飞行过的已被证实的装备用于新的用途。”

与此同时，斯特恩将使用一种名为BHEERSS(亚轨道太空飞行实验反应的生物医学装备评估)的可穿戴传感器装置，在整个飞行过程中跟踪他的生命体征，该装置已在高空飞机飞行中进行了测试。他和他的同事说，来自斯特恩亚轨道之旅的BHEERSS数据可以为正常的、非宇航员的人体在太空中的功能提供有用的新数据。

尽管让科学家进入太空有其自身的回报，但实现这一目标一直是艰难的。十多年来，斯特恩、杜达、科利科特和其他人一直致力于提高人们对让研究人员飞行的意识和政策。潜在的突破出现在2013年夏天，当时美国国家航空航天局(NASA)副局长洛里·加弗(Lori Garver)宣布，该机构将向亚轨道飞行研究人员开放。但商业太空飞行联合会(Commercial SpaceAviation Federation)的执行董事汤米·桑福德(Tommy Sanford)说，那年秋天，当加弗离开NASA时，这种充满希望的火花消失了。商业太空飞行联合会是一个由公司和组织组成的团体，致力于为更多的人开放进入太空的机会。直到2018年热爱太空的前国会众议员吉姆·布里登斯廷(Jim Bridenstine)成为NASA局长后，这种势头才会再次回升。

根据桑福德的说法，美国国家航空航天局(NASA)在2020年初提出的以人为本的研究计划是“向前迈出的一大步”。它规定了该机构对这一类别可接受项目的要求，要求任何搭载有NASA资助的实验的科学家的航天器必须首先进行至少14次飞行，并且没有超过一次发射或重返大气层的事件。更重要的是，这次通话表明美国国家航空航天局(NASA)终于开始认真对待载人亚轨道太空飞行的科学潜力。桑福德说：“你必须向研究和科学界发出正确的信号，让他们投入时间和精力。”

布里塞特同意这一声明预示着太空科学家的曙光时代即将到来，但她仍持谨慎态度。她说，这一切的状态已经“两年后一段时间了”。斯特恩看好他近期旅程的前景。维珍银河最近将它的飞船移到了新墨西哥州的美国太空港，在那里它可以进行首次飞行。2019年，该公司将其首席宇航员教练贝丝·摩西送入太空。蓝色起源公司已经安全地飞行了13次新谢泼德飞行器，携带了100多个有效载荷进入太空。然而，桑福德警告说，即使再进行一次飞行，新谢泼德的记录也可能不符合NASA的要求，因为该机构资格认证过程的某些细节。但总体而言，过多的发射是一个好迹象。他说：“试飞的次数和频率都表明(私营企业)正在接近。”

杜尔达预计，不久之后，研究人员在太空中花费的时间将超过传统上被视为亚轨道航天目标人群的追求刺激的“太空游客”。他说，虽然极端冒险者可能只有一次旅行(如果他们很富有，也可能只有一小部分)，但组织和行业可能最终会预订每辆车数百次亚轨道航班。杜尔达说：“咯咯笑的因素消失了，人们开始认真对待它了。”

布里塞特同意许多科学家已经为太空做好了准备。“社区已经准备好一段时间了，”她说。

斯特恩希望成为众多进行亚轨道旅行的研究人员中的第一个。他说：“这是一个被压抑的巨大需求。”他预计，如果美国国家航空航天局(NASA)明年再次呼吁进行人类看管的实验，将会有更多的研究人员申请。

为了达到这一点，斯特恩说，车辆需要定期飞行。他说：“我们需要更多地了解航班价格，比如每周一次。”一旦常规操作开始，斯特恩希望看到越来越多的天文学家和行星科学家带着他们的实验飞行。“我认为这是未来的潮流，”他说。