十年调查为太空生物物理科学制定了议程

美国国家科学院于9月12日发布的最新十年调查“太空繁荣”为生物和物理科学研究提供了路线图，从地球低轨道到火星表面，一直到2033年。

负责研究和创新的副总裁、自称“太空极客”的克里斯汀·范·弗利特(KrystynVanVliet)担任制定这项调查的指导委员会的联合主席。

范弗利特向《纪事报》讲述了她在该项目上的工作及其潜在影响。

对于不熟悉的人来说，什么是十年调查?为什么它很重要?

VanVliet：确实有两个目的。首先，它是向政府定期提供研究界的意见，作为未来几年研究优先事项的信号。因此，这是一项非常科学驱动的工作，你可以收集具有各种兴趣和专业知识的人们的意见，然后你说：“这些是我们作为一个国家在未来10年应该实现的目标。”

第二个目的是为该社区的一部分(我与佛罗里达大学的RobFerl共同主持的指导委员会)制定一份共识报告，其中包括数百名贡献论文的研究人员和小组中的数十名人员的意见与我们一起撰写报告。考虑到所有这些意见，优先事项是什么?我们想向未来的决策者提供哪些策略和建议，不仅是在资源分配方面，而且是在与未来十年在该主题上建立一个健康、充满活力的研究社区相关的所有方面?

有这么多贡献者，您如何确定项目的优先顺序?

首先，我们试图在使用不同术语和参考点的社区中找出科学概念之间的共性。然后我们将这些作为许多可能需要回答的科学问题，而不是研究主题。接下来，我们制定了标准，用于向上选择问题子集，根据对太空探索和需要进入太空的变革性发现的潜在影响来权衡相对优先级。

这些标准帮助我们阐明了实际回答候选科学问题的相对重要性。因为，让我这样说，你可以在太空中做很多事情，而且所有这些都比在地球上进行研究要困难得多。因此，必须有一个非常非常充分的理由在太空环境中进行研究。您还需要实验和一群在地面开发技术、制作原型的人员，为您在太空中进行的一些测量提供地面参考。

我们真的希望这份报告能够引人注目。当你写关于探索新行星的报告时，我们作为公民和太空极客不难立即受到启发，对吗?谁不想去更多地了解海王星，或者去执行观察这个遥远星球上的大红斑的任务。但很难清楚地表达生物和物理科学研究的价值，因为你不能总是在照片中看到这些或在产品中使用。因此，对我和这个团队来说非常重要的是，我们能够清楚地表达“那又怎样?”

您如何描述该报告涵盖的主题领域?

报告只有三个主题，令人难忘且紧凑：在前往新目的地时适应太空;在太空中生活和旅行长达数年之久，不仅是更多的人，还有其他生物和物质都长期处于恶劣的太空环境中;探索地球隐藏的现象，发现有关生物体、材料和宇宙如何运作的事情，而这些事情是仅使用地球实验室无法揭示的，因为重力和其他正常的实验室条件使我们感到困惑。未来十年需要回答的11个关键科学问题中的每一个都符合这三个主题之一。

有哪些重要收获?

有几个。一是太空生物和物理科学研究的资源在未来十年内必须增加一个数量级。我们需要增加资金，不仅来自美国宇航局，还来自更广泛的政府和/或其他来源。我们需要共同投资来回答我们重返月球或前往火星所需的关键问题，并为地球社会贡献利益。

另一个信息是，我们确实希望集中精力解决这些优先问题，并集中精力在我们可以做的一小部分事情上取得进展，这样我们就不会把花生酱铺得太薄。

还有其他信息，例如负责任地使用太空作为科学发现的资源。我们需要确保以负责任的方式进行研究——可以合作时进行合作，不能时进行竞争——同时在科学使命中建立全新的能力。这个研究界确实需要扩大参与范围，以便我们的美国研究团队拥有更广泛的技术专业知识和生活经验。此外，政府无法资助或完成所有这些研究，因此我们需要与公司和其他国家建立良好的公私伙伴关系，以实现负责任且负担得起的太空研究。

该报告还建议开展两项重大研究活动。

出于多种原因，“登月”这个词可能是错误的，但这些都是宏伟、艰巨、大胆的目标，致力于在未来10年内为美国的科学、知识和能力带来变革。第一个称为BLiSS，即生物再生生命支持系统。这实际上是关于拥有一个封闭的系统，可以通过和交换液体和气体，从而允许您在太空中种植植物材料，部分用于多年任务中的食物。所以你可以把它想象成一个太空蔬菜园，但它比这复杂得多。你如何捕获和回收氧气和水，或者使用地外材料作为你的“土壤”?植物如何与太空环境特有的或人类引入的微生物相互作用?

第二个活动称为“MATRICES”，涉及在太空中可持续地制造材料和工艺。这是关于我们不了解的物理世界事物的基础科学，主要是液体和固体、主动和被动的材料。他们如何在太空中工作?我们如何利用它在太空中更好地加工和制造物品，同时将对这些环境的不利影响降到最低?它还可能产生我们可以在地球上使用的技术，以实现更大的循环经济和材料的利用并减少浪费。

康奈尔大学在这些努力中可以发挥什么作用?

我认为重要的是要认识到，虽然这项十年期调查每10年才开发和发布一次，但康奈尔大学所有校区目前正在进行与本报告目标一致的令人惊叹的研究。事实上，该报告的指导委员会成员是威尔康奈尔医学院的同事克里斯·梅森。

我们有康奈尔天体物理和行星科学中心(C-CAPS)。他们的教师参与了其他十年调查，因此他们了解十年，也了解如何规划和资源任务。还有西布利机械与航空航天工程学院，有一些研究人员在那里做了出色的工作，包括梅森·佩克。我们在中大西洋地区设有空军研究实验室中心，该中心直接与空军和太空军合作应对工程挑战。然后，农业与生命科学学院、兽医学院和人类生态学院也在进行研究——你可能认为这三所学院没有太多共同点——它们有如何围绕这些问题进行研究的方面地球上的食物和水恢复力，这通常涉及BLiSS活动中所需的相同内容。康奈尔大学有出色的抗菌和疫苗研究，以及量子通信和传感器研究。

我们计划今年秋天举办康奈尔太空日，部分是为了扩大报告中的内容，同时也是为了强调康奈尔大学已经正在进行的一些与空间科学挑战相关的伟大研究和发现。

关于调查工作，人们还应该了解什么?

我发现这真的很有趣。你知道，领导或参与这样的团队，你是在为国家做志愿者服务好几年，并且综合了很多观点。所以这并不容易，但我确实希望更多的人对这些机会说“是”。这是一个更好地了解从公共部门到私营部门的研究社区的绝佳机会。当政府打电话询问你是否可以花时间与其他专业知识远远超出你舒适区的学者一起应对未来时，不要说“不”。如果可以的话，请说“是”。