内搜索:
研究及影响

莎拉·怀亚特是18位科学家之一,他们领导着美国在月球和火星上生活的太空研究议程

怀亚特是18名美国科学家之一,他们领导制定了美国雄心勃勃的10年研究路线图,以支持人类前往月球和火星。

9月12日,美国国家科学院、工程院和医学院发布了《2023-2032年太空生物和物理科学研究十年调查》。

怀亚特是一名经验丰富的美国宇航局研究员,已经在国际空间站上进行了四次实验。对她来说,在国家太空计划指导委员会工作离她的终极梦想只有一步之遥。她从10岁起就想成为一名宇航员。

 

图像
科学必须继续——2020年,在疫情最严重的时候,莎拉·怀亚特和当时的研究生艾尔·迈尔斯在美国宇航局。

怀亚特花了两年时间与美国顶尖的生物和物理科学家在一起,记录了过去十年所取得的成就,并描绘了未来10年应该投入资金的关键领域。

怀亚特是俄亥俄大学艺术与科学学院的环境与植物生物学教授,他说:“和这个团队一起工作,每个人都是各自领域的专家,有着不同的观点——这个房间里的知识规模之大令人难以置信。”

 

图像
莎拉·怀亚特,俄亥俄大学环境与植物生物系生长室博士。本·西格尔摄。

由于怀亚特参观的肯尼迪航天中心是科学实验室,而不是宇航员训练设施,她的专业知识旨在研究人们如何在微重力环境下种植食物、药物和氧气植物。

在太空繁荣计划的未来方向中,她最感兴趣的是什么?

怀亚特说:“我们可能学到的东西,对我们在宇宙中的位置的见解,以及对更好地理解我们在地球上的位置的影响。”

科学家们已经准备好迎接未来的挑战。

“但资金一直是一个巨大的障碍,”怀亚特说。“扩展我们的知识有很多可能性,但资源有限。”

《太空繁荣》的开头呼吁支持美国通过NASA的“太空生物和物理科学研究”项目,为“引领人类走向月球和火星的前所未有的机遇”提供支持。

 

图像
为国际空间站准备实验——艾尔·迈尔斯在卡纳维拉尔角的美国宇航局实验室里进行怀亚特实验——一个宇航员将在国际空间站上打开的“蔬菜单元”。迈尔斯是怀亚特实验室的博士生。现在他是美国宇航局约翰·肯尼迪航天中心的博士后研究科学家,他最近在那里用种子进行了两次辐射暴露实验。

太空科学的议程是什么?

根据报告,怀亚特和十年指导委员会的其他科学家在三个主题下确定了关键的科学问题,这些问题需要探索,作为美国未来“可持续地在太空旅行和繁荣,同时为地球带来好处”的能力的一部分:

  • 适应太空:太空中的生命与地球上的生命运作方式不同。了解太空环境如何影响人类以及将成为未来栖息地系统一部分的植物和微生物是至关重要的。
  • 在太空生活和旅行:人类对月球和火星的探索将需要更长时间的太空任务。为了使这些任务取得成功,重要的是要了解生物和硬件系统如何在多年的过程中相互作用,以及如何获得资源以可持续地探索新的地方。
  • 探测被重力或地面限制所隐藏的现象:在地球上无法观察到的基本过程,当重力从方程中移除时,可以很容易地在太空飞行中看到。天基实验室为取得重大科学成果提供了机会。

第三个,探索重力隐藏的现象是怀亚特的最爱。正如她告诉观众的那样,对她来说,太空飞行就是控制。“任何实验都需要治疗和控制。如果你想更多地了解生物对重力的反应,你需要看看它们在没有重力(或很少重力)的情况下是怎么做的。国际空间站提供了这样的机会。”

 

图像
藐视重力-莎拉怀亚特即将体验微重力几秒钟在“抛物线飞行。”

莎拉·怀亚特是谁?

怀亚特是一位国际知名的植物分子生物学家,她大部分时间都待在位于雅典的俄亥俄大学(Ohio University)波特厅(Porter Hall)五楼的实验室里,周围都是本科生和研究生,他们正在研究植物对微重力的反应。

她的实验室坐落在俄亥俄基因组研究所的隔壁,该研究所是她在2007年帮助建立的,这使得学生们可以方便地对他们的样本进行测序。她身边也有像m&m巧克力豆或奥利奥饼干这样的零食,她发现这些零食对学生来说是素食主义者友好的。

怀亚特还是俄亥俄大学教务委员会的主席,此前曾担任分子和细胞生物学多学科研究生项目的主任。她赢得了威廉希尔亚洲真人平台的大部分教学和研究奖项,其中一些奖项不止一次。

怀亚特是今年夏天入选美国植物生物学家协会董事会的两位科学家之一。2020年,怀亚特因其在研究、教学和推广方面的杰出成就和贡献,被任命为美国植物生物学家学会(American Society of Plant biology)会员,以及科学研究荣誉学会(scientific research honor Society)首批Sigma Xi fellow。

 

图像
下一代太空研究人员——2022年在德克萨斯州休斯顿举行的ASGAR会议上,怀亚特实验室,Obolaga Olanrewaju(右一)获得了最高研究生奖,并因其研究海报获得了第一名。

怀亚特在俄亥俄的领导还包括创立俄亥俄大学科学咖啡馆的传统,将来自校园各地的科学家带到贝克大学的前厅,与广大的学生和社区成员谈论他们的科学。

当她和她的学生不在实验室时,他们可能会在佐治亚州萨凡纳或加拿大蒙特利尔举行的ASPB年会上做报告;在ASPB会议上举办周六的植物科学活动,或者举办Tech Savvy活动,让中学女生对科学感兴趣。

 

图像
把科学带到地球上——怀亚特和迈尔斯星期六在佐治亚州萨凡纳举行的美国植物生物学家协会2023年会议上,在社区植物科学活动上进行了他们关于重力的“路演”。照片由Paul Abell, Abell Images提供

她在国际空间站的下一个实验是什么?

与植物因阳光而生长的常见图景相反,植物中有一小段RNA告诉它,在引力的作用下,让根“向下”,让芽“向上”。

到目前为止,怀亚特已经向国际空间站发送了四个实验,第五个正在等待发射日期。

未来的长时间太空旅行以及月球和火星的探索任务将需要植物来生产食物、去除二氧化碳、生产氧气和净化水。但是,长期暴露在伴随太空飞行的极端环境因素中,包括微重力和电离辐射,对生物系统的健康影响是深远的,而且在很大程度上是未知的。

所以怀亚特的下一个实验将研究太空辐射对植物端粒的影响。

“我们已经在国际空间站上进行了许多微重力下的植物实验。怀亚特说:“虽然辐射暴露会诱发植物系统的应激反应,但我们现在希望更好地了解太空飞行诱导植物应激反应的机制,植物基因组对太空环境的适应,以及不同太空辐射情景下植物的长期生存能力。”怀亚特在拟南芥的太空实验设计和实施方面拥有丰富的经验。

发表
2023年9月28日
作者
工作人员报告