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太空梭的復飛路程

科景_96
・2004/08/26 ・1621字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 559 ・八年級

Original publish date:Aug 26, 2004

編輯 HCC 報導

每一次天災人禍之後,相關單位都會進行檢討:每一次工作突槌,計畫管理階層都說下一次沒問題;讓我們看看NASA的危機處理方式。

哥倫比亞太空梭事故調查委員會 (Columbia Accident Investigation Board, CAIB ) 於去年八月二十六日公布了事故調查報告,至今屆滿一年,news@nature.com訪談了CAIB相關委員,專文檢視太空梭復飛的漫長路程與其不確定的未來,討論了太空梭停飛始末、失事原因、工程改善、管理檢討以及太空梭的未來展望等等

太空梭艦隊的停飛當然來自哥倫比亞號的解體災難,持續停飛的理由,乃由於NASA決定除非能確認太空梭事故的確切原因,否則都不再進行任何飛行任務。去年委員會的評估要求太空梭復飛之前,需要對太空梭工程進行重大改革,也要求NASA對太空梭任務與安全評估必須有重大的改變,上述的改變由兩位資深太空人領導的復飛任務小組監督。發現號、亞特蘭提斯號、奮進號於過去一年已接受密集的整修工程。復飛的確實日期則由復飛任務小組決定,只要復飛任務小組認為安全即恢復飛行。目前NASA準備讓唯一的女性太空梭指揮官Eileen Collins帶領發現號於2005年三月或四月升空。

在哥倫比亞號失事原因檢討以及相對改善措施方面,NASA Ames 研究中心主任也是CAIB委員之一,Scott Hubbard指出泡綿絕緣材料是禍首元兇,一片蓋住雙桿架接頭(連接太空梭與主燃料槽的金屬撐架)的絕緣泡綿於發射時脫落,撞擊太空梭左翼並鑿出一個洞,於返回階段熱氣撕裂了孔洞,降低翼翅結構強度進而使太空梭解體。

蓋住接頭的泡綿原意是防止接頭積冰,目前已經以四只加熱器代替。燃料槽上面超過95%的泡綿原以機械手臂進行噴佈,噴灑不到的區域則以人工代之,結果泡綿內面造成了小孔洞,使結構強度減弱。泡綿噴佈程序與安全檢驗已改善,發現號太空梭主燃料槽工程於十一月前應該能完成。NASA尚進行了其他的工程改善,例如在太空梭與燃料槽外側安裝了數位相機以即刻辨認損傷,以往的任務曾攜帶35-millimetre 影片攝影機,不過僅能於太空梭返航後,才能分析影片。另外的工程改善在太空梭翼翅前緣安裝了88只溫度與衝擊感應器,監測起飛與軌道飛行中的機體狀態,因此太空人在軌道飛行階段能診斷問題並進行較小程度的修復。發現號的翼緣與機身頭錐部位也改裝碳纖片,於太空梭返航階段能夠進一步的隔絕氣熱、保護載具。更進一步的安全檢視顯示方向舵減速板(rudder speed brake)出現了問題,此小片阻力板的作用為降低載具著陸速度,原來的控制馬達在每架太空梭都裝錯了,所以駕駛員在著陸階段可能會失去控制。發現號已經更換了此馬達。

至於太空梭解體要歸罪於誰,也得像艾利颱風導致三重市淹水、桃園縣停水般要吵個清楚。NASA相關人員認為太空梭失事不能歸罪於工程問題,預算不足與監督不當是主要原因。為了提供經費予其他的NASA計劃,太空梭預算與人力於1990年代被削減了40%;此外,時程、預算與安全問題全由一個單位決定,在諸多並存的壓力之下,證明此種管理架構極易失去對安全問題的注意。CAIB委員Hubbard認為以往的太空梭計劃將研發中的載具視為一般的運作載具,把失事視為常態,基於此運作心態讓太空梭管理計劃碰到問題仍能處變不驚。針對上述批評,NASA以新的改變挑戰其舊的組織文化,NASA正加速內部不同領域之間的溝通,也成立了一個擁有任務發射指揮權的獨立工程管理單位。

在工程改善方面CAIB認為仍不是十分盡善盡美,大部份的工程進展是已經結束,不過發現號太空梭原打算安裝具有雷射系統的感應手臂,使之能偵測到任何衝擊,工程問題卻將之叫緩。復飛任務小組最新的報告對整個繞行軌道載具的強化工程曾經提出不同的選擇方案,例如使用新的、更強的覆蓋片,不過沒有一項被付諸實現。

參考來源:

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控制進食時間與熱量,小鼠可以更長命?

台灣科技媒體中心_96
・2022/05/22 ・2156字 ・閱讀時間約 4 分鐘

目前越來越多動物實驗的研究結果顯示,「特定時段禁食」在延緩老化或延長壽命上的效果,不比「限制總熱量攝取」差,甚至效果更好。

圖/envato elements

控制吃飯時間,可以延長壽命?

美國德克薩斯大學西南醫學中心的小彼得.奧唐納腦研究所 (Peter O’donnell Jr. Brain Institute) 研究團隊,今(2022)年 5 月 5 日在國際期刊《科學》(Science)公開研究論文,使用小鼠為實驗對象,研究進食熱量與進食時間,與小鼠壽命之間的關係。

團隊先讓小鼠自由的取食飼料 6 週後,再分成 5 個不同組別,分別是:

  1. 只能在日間每隔 90 分鐘進食、
  2. 只能在晚間每隔 90 分鐘進食、
  3. 只能在日間開始兩小時內進食、
  4. 只能在晚間開始兩小時內進食、
  5. 全天內每隔 160 分鐘允許進食。

這 5 組小鼠被限制攝取的熱量相同,實驗過後,再和完全自由取食且沒有限制熱量攝取的小鼠比較。

研究結果顯示,與完全自由進食的小鼠相比,有限制進食時間的小鼠平均壽命較長,其中第 2.4 組(只能在晚間每隔 90 分鐘進食,以及只能在晚間開始兩小時內進食)延長壽命的效果最好,平均可延長 35% 壽命;而只能在日間進食的兩組小鼠,平均可延長20%壽命。

與完全自由進食的小鼠相比,有限制進食時間的小鼠平均壽命較長。示意圖/envato elements

研究也觀察到其它有趣結論:

  • 隨著年齡增長,五組小鼠的體重,都比自由進食的小鼠更輕,且在非主要活動的時間(白天)進食的小鼠,白天的活動變多了。
  • 在完全自由取食的小鼠肝臟中,原本與老化相關的基因表現隨年齡增長而改變,有些基因表現降低,有些增加,且基因表現的晝夜節律性也隨老化而降低。但在只能晚間進食的兩組小鼠身上,這些因老化而造成的改變較少。

作者根據研究結果指出,僅僅限制熱量攝取而不在特定時間禁食,可以延長小鼠的壽命,禁食可以對延長壽命效果有加分的作用,而不是主要造成效果的原因。

研究凸顯了「晝夜節律」的重要性

國立陽明交通大學生化暨分子生物研究所教授 許翺麟 表示,目前越來越多,動物實驗的研究結果顯示,「特定時段禁食」在延緩老化或延長壽命上的效果,不比「限制總熱量攝取」差,甚至效果更好。

特定時段禁食,有可能比限制總熱量更能延緩老化。圖/envato elements

過去研究飲食中,熱量限制對老化與壽命的影響時,常常無法分辨原因到底是因為「總卡路里攝取較少」還是「固定且有規律的長時間禁食」。最近幾年,科學家開始針對此一問題進行更深入的研究。

去年一項使用小鼠的研究顯示,限制飲食的熱量可延緩老化的效果,可能大部分來自於長時間且有規律的禁食[1]。此外,另一項在果蠅的研究中也指出,不但是要有規律的禁食,何時禁食也同樣重要。最有效延緩老化的方式,要與動物本身的生理時鐘配合,在本來就比較少進食的時候進行禁食[2]

  • 編註:小鼠是夜行性動物,上述文字中的「日間」指的是白天光線照射,對小鼠而言是休息和睡眠的時段,「晚間」沒有光照,才是小鼠活動和主要進食的時段。

這次的研究中更進一步證實,單純只是限制總熱量攝取,只能提供很少的延長壽命效果,反而熱量限制並配合生理時鐘進行間歇性禁食的效果最好。小鼠是夜行性動物,日間禁食對延長壽命的效果,遠比夜間禁食的效果更加顯著,至於每日禁食 12 小時或 22 小時則差異不大。此外本研究也顯示,調控生理時鐘的基因在調控老化上的重要性。

配合生理時鐘進食很重要。圖/envato elements

人類比照辦理也會有用嗎?

許翺麟教授 說明,本研究最大的限制來自於其僅用單一品系、單一性別的小鼠來進行研究。從過去其他研究已知,飲食限制對不同品系與不同性別的動物,效果不盡相同。因此本研究雖然頗具參考價值,但是能否推論到其他品系的小鼠,甚至其他物種與人類,仍有待未來更多研究來支持。

雖說人類遠比實驗動物複雜,會影響老化的因素也不僅止於飲食,然而維持平衡且有規律的飲食習慣,加上適當的限制進食時間,也許是一種相對可行,且有效促進健康老化的方式。也期待未來更多相關研究,能協助我們進一步釐清這些結果在人類中是否相同。

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