NASA 公布 2025 年國際太空站科學研究成果：機器人手術、固態電池等重大突破

NASA 於 2026 年 5 月發布《2025 年度研究成果亮點》報告，回顧過去一年國際太空站（ISS）的豐碩科學成就。2025 年間，研究人員在這座軌道實驗室共進行超過 750 項調查研究，不僅深化了人類對太空生活的理解，更推動了有益地球居民的創新技術，同時為 NASA 的月球與火星探索計畫提供重要支持。

重要成果包括一項可能保護太空人在長期任務中表現能力的研究，以及一項旨在推進組織工程與再生醫學的生物材料調查。

微型化手術：太空遠端機器人手術驗證

NASA 評估了一套微型機器人系統能否在微重力環境下執行手術任務。研究人員使用橡皮筋在太空站上模擬手術操作，藉此觀察從地球遠端操控時的通訊延遲，並測試機器人在太空中的操作精準度。結果顯示，雖然通訊延遲會增加手術程序的時間，但對機器人的精確度影響極微。

這項研究證明，精密的外科手術未來有朝一日可在太空中執行，包括在月球基地或火星上。機器人手術同時也為地球偏遠地區的醫療手術提供了一個精巧、可靠的選擇。

磁浮骨骼培植：微重力下的合成骨移植

俄羅斯航太局（Roscosmos）的「磁性 3D 生物列印機」（Magnetic 3D Bioprinter）研究利用磁浮技術，在微重力環境下以高精度和最少材料形成複雜的組織結構。研究人員運用此技術將鈣晶體定位排列成可作為合成骨移植的結構，以促進新骨生長。在微重力中形成的樣本展現出更優異的結構組織與更高的骨組織再生能力。由於太空人在太空中會經歷骨質流失，在長期探索任務中面臨更高的骨折風險，這項研究未來可望讓太空人在遠離地球時按需製造醫療治療方案，以應對骨骼損傷。

黑色素注入材料：生物輻射防護新方案

NASA 研究了長時間暴露於太空真空環境如何影響太空探索材料的性能與耐久性。研究人員將聚合物、熱防護系統、太空衣組件及輻射屏蔽材料暴露於太空環境中長達六個月。研究還測試了注入不同類型黑色素（一種天然抗紫外線色素）的數種生物材料，其中注入真菌黑色素的材料表現出最強的抗輻射損傷能力。

生物衍生材料為未來地球以外的任務提供了輕量、永續的輻射屏蔽選擇，在地球上也可應用於醫療防護、紫外線防禦及抗輻射結構等領域。

持久動力：全固態鋰離子電池太空驗證

日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）的一項研究探討了全固態鋰離子電池在太空中的穩定運作，包括在極端溫差與真空環境下的表現。相較於傳統鋰離子電池，全固態電池被認為可在更寬廣的溫度範圍內運作，具備更高的化學穩定性與更佳的抗燃性。

研究人員在太空中組裝了由多顆全固態鋰離子電池組成的電池組，並將其暴露於太空環境長達 434 天，以追蹤性能、衰退及輻射反應。結果顯示電池組展現穩定的電氣行為，無衰退跡象，容量僅損失 2%。這些成果證明全固態電池可為月球與火星任務提供更安全、更可靠的供電系統，也適用於地球上的極端環境。

返航挑戰：太空人重返地球後的駕駛能力研究

NASA 持續研究長期太空飛行如何影響太空人降落後的駕駛與複雜任務執行能力。五名資深太空人在太空站任務前後完成了模擬飛機降落測試。結果顯示，太空人返回地球後的表現明顯下降，包括觸地速度偏高及導航誤差增加。然而，大多數飛行員在同一天的第二次測試中便恢復至基準水準。

這些發現表明，長期暴露於微重力環境會暫時削弱關鍵的駕駛技能，凸顯出開發對策以幫助太空人在太空旅行後維持能力的迫切需要。

從太空追蹤大氣電現象

歐洲太空總署（ESA）正在研究嚴重雷暴上方發生的電氣現象，包括被稱為「紅色精靈」（sprites）、「藍色噴流」（blue jets）和「淘氣精靈」（elves）等色彩斑斕的能量與光線噴發。研究人員將太空觀測數據與地面接收器的無線電測量相結合，確認雷暴上方的強大放電可產生足夠能量觸發 elves 現象。團隊還發現藍色閃光的亮度與電流之間存在相關性，提升了我們對上層大氣與太空邊緣之間能量傳輸的建模能力。

追蹤這些活動有助於強化極端天氣預測，並深化對上層大氣（一個對衛星運作和通訊系統至關重要的區域）的理解。

二十餘年的累積成就

在超過二十年的運作期間，來自 110 多個國家的研究人員已在太空站上進行了超過 4,000 項實驗，產出逾 5,000 篇科學出版物，在科學期刊中被引用超過 100,000 次。

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