加州大学圣地亚哥分校的影响早已超越地球大气层。
我们的宇航员曾在太空中漫步，科学家们在轨道上测试药物，天体物理学家发现了新行星并帮助解释了宇宙中一些最大的谜团。这些发现主要依靠联邦政府对科学的投资，不仅增强了美国的国力，也推动了人类探索的极限。值此联合国协调举办的国际科技周——世界太空周期间，我们重点介绍加州大学圣地亚哥分校对太空科学的一些跨学科贡献。
你知道吗：
1. 加州大学圣地亚哥分校培养了四名NASA宇航员——全部是女性。
从左至右：凯特·鲁宾斯、杰西卡·梅尔、梅根·麦克阿瑟和德尼兹·伯纳姆是四位加州大学圣地亚哥分校校友，他们因同一个使命而紧密相连：探索地球之外的宇宙。（照片由NASA提供）
在航天飞行领域，加州大学圣地亚哥分校的"海神"（Tritons，该校吉祥物）校友们创造了一些令人难忘的首次成就。1999届毕业生凯特·鲁宾斯于2016年创造了历史，成为首位在太空进行DNA测序的人，证明了遗传学研究可以在微重力环境下进行。几年后，2009年博士毕业生杰西卡·梅尔于2019年走出国际空间站，参加了NASA首次全女性太空行走，这一里程碑事件在全球引起共鸣。2021年，2002年博士毕业生梅根·麦克阿瑟成为首位驾驶SpaceX载人龙飞船执行国际空间站任务的女性。最近，2007年毕业生德尼兹·伯纳姆完成了两年的训练，作为NASA第23批宇航员获得宇航员徽章，为未来前往月球、空间站甚至火星的任务做准备。
2. 加州大学圣地亚哥分校科学家是NASA宇航员健康双胞胎研究的关键参与者。
同卵双胞胎、NASA宇航员马克和斯科特·凯利。（照片由NASA提供）
这是一项罕见的科学故事，引起全球热议：宇航员斯科特·凯利在空间站停留近一年，而他的同卵双胞胎兄弟马克则留在地球。加州大学圣地亚哥医学院的研究人员主导了对这对兄弟从分子层面的分析工作，比较他们在基因、免疫系统、视力、认知等方面的变化。研究结果前所未有地揭示了人体在长期太空飞行中的适应过程及面临的挑战，这些知识正在重塑NASA对下一阶段太空探索的规划。
3. 太空旅行加速干细胞老化——我们的科学家已观察到这一现象。
加州大学圣地亚哥研究团队近期将造血干细胞送入国际空间站，观察其在微重力环境中的变化。（照片由NASA提供）
基于NASA双胞胎研究的发现，加州大学圣地亚哥桑福德干细胞研究所——全球太空干细胞科学与创新中心——的研究人员近期将造血干细胞送入空间站，观察其在微重力环境中的变化。研究发现，仅在数周内，这些细胞就显示出比地球环境下更快的老化迹象，但部分损伤在返回地球后得以逆转——这暗示通过适当干预可能恢复老化细胞。这些证据为科学家提供了新线索，既了解太空飞行如何影响宇航员健康，也揭示了通过研究轨道上的身体如何增进对地球衰老过程的理解。
4. 我们的天体物理学家帮助发现太阳系外多行星系统。
艺术家概念图展示了TRAPPIST-1行星系统可能的样貌。（图片由NASA/JPL-Caltech提供）
2017年发现的首个拥有七颗类地行星的恒星系统，让我们一窥地球之外可能存在的众多世界，甚至引发了关于其中某些行星是否能支持生命的疑问。加州大学圣地亚哥天体物理学家帮助表征了该系统中心的TRAPPIST-1恒星，测量其温度、重力、元素组成和磁活动，以确定其潜在的宜居性。他们的工作为近年来最引人注目的行星发现之一提供了关键背景。
5. 加州大学圣地亚哥开发的人工智能工具可帮助保护宇航员太空视力。
加州大学圣地亚哥设计的新系统可用于预测哪些宇航员最容易面临太空视力风险。（照片由Envato提供）
视力丧失是宇航员面临的主要健康风险之一，而你肯定不希望在进入轨道后才发现这个问题。今年，谢利眼科研究所和维特比家族眼科系的研究人员与计算、信息和数据科学学院合作，利用圣地亚哥超级计算机中心的Expanse系统，训练了一种人工智能工具，可提前预警这些风险。通过分析详细的眼部扫描，该系统能预测最容易受影响的人员，可能让NASA有机会在宇航员离地前就保护其视力。
6. 从阿波罗计划到阿耳忒弥斯计划，加州大学圣地亚哥科学家持续追踪月球和火星上的水源
沙克尔顿陨石坑是月球南极附近一个永久阴影区域，科学家认为其中可能存在水储存。（照片由NASA科学可视化工作室提供）
在地球之外维持生命和规划长期任务，寻找水源至关重要。1969年阿波罗11号宇航员带回月球样本时，诺贝尔奖得主哈罗德·尤里和加州大学圣地亚哥化学教授詹姆斯·阿诺德是首批研究这些样本的科学家之一。尤里也是最早提出月球永久阴影极地陨石坑中可能存在水的科学家之一。延续这一传统，今年早些时候发布的一项研究中，大气化学家马克·泰门斯及其团队分析了月球数据，发现大部分月球水可能来自月球自身或彗星撞击——而非先前认为的太阳风。这一发现揭示了月球的历史，并可能为NASA阿耳忒弥斯计划的长期任务提供指导。
在斯克里普斯海洋研究所，地球物理学家瓦尚·赖特分析了NASA洞察号着陆器的数据，共同撰写了一项2024年的研究，发现火星表面深处可能储存着液态水。这些研究共同指明了未来探索者可能在太空找到这一最重要资源的地点。
7. 加州大学圣地亚哥是首个在私人宇航员任务中于太空测试癌症药物的机构。
桑福德干细胞研究所的研究人员在细胞样本从近地轨道返回后进行评估。（照片由加州大学圣地亚哥健康科学提供）
作为公理2号任务的一部分，桑福德干细胞研究所的科学家将肿瘤模型送入轨道，研究癌细胞在微重力环境下对治疗的反应。太空环境加速了某些细胞变化和产生治疗抵抗性的过程——这一过程在地球上追踪需要更长时间。通过在这种独特环境中测试癌症药物，研究人员希望发现新的方法，可能改善太空和地球患者的治疗。
8. 我们的天体物理学家正帮助解释太空巨型无线电圆环之谜。
如上图ORC 1所示的奇异无线电圆环，大到足以容纳中心的星系，横跨数十万光年。（照片由曼尼托巴大学提供）
天文学家已发现被称为奇异无线电圆环的环形结构，其规模之大可能包含整个星系。由加州大学圣地亚哥分校艾莉森·库尔领导的团队通过模拟表明，可能由超新星等大质量爆炸恒星驱动的星系外流风，可吹出巨大的气体壳层，扩张形成这些奇怪的圆环。去年发表的这项研究为罕见的星系过程以及星系如何生长和演化提供了新窗口。
9. 加州大学圣地亚哥研究人员于2014年在太空发现"冷燃烧火焰"
宇航员迈克·芬克位于空间站命运号实验舱内安装的燃烧综合架设施左侧（照片由NASA提供）
在国际空间站进行的实验中，加州大学圣地亚哥主导的研究人员远程点燃了燃料液滴，观察到一种在更低温度下燃烧的火焰——这种在地球上几乎无法研究的所谓"冷燃烧火焰"。这些无形的火焰仍释放能量，提供了在独特微重力条件下燃烧化学的见解。这一发现未来可能有助于开发更清洁、更高效的发动机，表明太空科学如何能在地球上激发进步。这些测试是NASA与加州大学圣地亚哥数十年合作的一部分。
10. 西蒙斯天文台正开启观察早期宇宙的新窗口。
智利阿塔卡马沙漠西蒙斯天文台的夜空景观。（照片由西蒙斯天文台提供）
大爆炸后发生了什么？答案可能藏在宇宙微波背景辐射中——这是宇宙最早时期的微弱辐射。作为智利阿塔卡马沙漠西蒙斯天文台的创始机构，加州大学圣地亚哥科学家帮助设计和建造了该设施，该设施已提供了迄今最清晰的古老光线图像。他们的工作为研究人员提供了关于宇宙如何开始、如何演化以及持续塑造宇宙的神秘力量的新线索。
11. 我们的科学家正在设计可能改变我们从太空观测地球方式的卫星。
由加州大学圣地亚哥科学家领导的两个团队已被NASA选中，为未来卫星任务提出概念研究。（照片由斯克里普斯海洋研究所提供）
如果能从轨道上以前所未有的清晰度观察地球的冰冻景观、森林和海洋会怎样？斯克里普斯海洋研究所的两个由加州大学圣地亚哥领导的团队现在是NASA地球系统探索者计划的决赛入围者，各获得500万美元用于完善新的卫星任务概念。由冰川学家海伦·阿曼达·弗里克领导的一个团队正在开发一种卫星概念，用于以3D方式绘制冰川、冰盖和森林结构的变化。另一个由海洋学家莎拉·吉尔领导的团队正在设计一种卫星概念，用于测量驱动天气和海洋环流的全球风力和海洋洋流。如果被选中执行完整任务，每个团队将获得3.1亿美元用于开发和发射——从太空提供地球系统更强大的新视图。
12. 加州大学圣地亚哥教职员工塑造了NASA的过去和未来。
1983年执行STS-7任务期间的萨莉·赖德，首位进入太空的美国女性。（照片由NASA提供）
1983年萨莉·赖德作为首位进入太空的美国女性创造历史时，她激励了一代人将天空视为无极限。NASA职业生涯结束后，她于1989年加入加州大学圣地亚哥物理学院，推进天体物理学研究，并领导加州大学的加州太空研究所。如今，她的遗产通过萨莉·赖德科学学院在校园延续，该学院向学生介绍科学、工程和艺术领域的活力榜样；同时通过"萨莉·赖德号"研究船延续，这是一艘由海军研究办公室拥有、斯克里普斯海洋学研究所运营的尖端全球级研究船。将这一火炬带入当下，米娜克什·瓦德瓦本月加入加州大学圣地亚哥担任海洋科学副校长，此前她曾担任NASA火星样本返回计划的首席科学家——该任务可能首次将另一个世界的部分样本送回地球。
13. 我们的工程师正帮助解释月球碎片如何在地球附近轨道运行
图片来源：iStock/ronib1979
天文学家长期以来一直好奇近地小行星卡莫阿莱瓦（Kamo'oalewa）是否可能是月球碎片。在2023年的一项研究中，包括雅各布工程学院研究人员在内的团队运行计算机模型，展示了强大的陨石撞击如何将月球物质从月球表面炸出——在罕见情况下，碎片可能进入类似卡莫阿莱瓦的轨道。虽然该研究未证明小行星的起源，但它展示了月球碎片如何成为近地小行星的清晰路径，为了解我们星球的宇宙环境提供了新见解。
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