国际空间站（ISS）不仅是广泛研究与技术发展的宝贵平台，它也为测试新商业关系提供了一个理想机会，使我们有机会从政府资助、承包商提供商品和服务的传统模式转变为商业化供应、政府作为客户的新模式。

在近地轨道（LEO）推动一个更具商业化的市场是出于以下几个目的。第一，它可以刺激产生过去无法实现的全新市场。第二，它在航天领域创造了新的利益相关者，并可带来巨大的经济机遇。第三，它保证了强大的工业能力，不仅有利于未来的航天飞行，而且可使许多相关行业获益。第四，也许是最重要的，它允许创意、过程和最佳实践的交叉作用，这也是经济发展的基础。

一开始，商业公司只是投入一些研发基金在国际空间站上进行研究，后来渐渐发展为商业服务供应商向轨道实验室的用户出售特有服务，这意味着近地轨道新经济初见雏形。

商业服务供应商

国际空间站作为微重力研究实验室，其发展依赖于越来越多的新型商业服务供应商。许多公司不再遵循由政府出资、承包商提供硬件或能力的传统模式，而是进入了近地轨道发展新阶段——建立市场。在新模式下，商业公司开发能力，然后提供给政府用户，并将国际空间站作为一个研究平台广泛地推销给潜在新用户。这样一来，空间站可获得重要的新能力，服务供应商也可获得一个提供服务的新市场。

（1）在太空中生产水

在国际空间站上开发和维持水的生产对于维持航天员的生命以及支持卫生和设备功能都是至关重要的，但它也带来了一些挑战。从历史上看，空间站上对水的需求有一半是通过回收使用过的水来满足的，剩下的一半是通过货物补给满足。这种方式并不理想，需要重新考虑一种自产水的解决方案。

多年来，空间站的生命维持设备通过电解水产生氧气来维持机组人员的生命，由此产生的氢气被当做是废气并排放到空间站外，航天员代谢产生的二氧化碳也被排放到空间站外。NASA知道自己失去了两种重要的消耗品，但却没有资金为空间站建立一个更有效的系统。

NASA看中了一个最初由诺贝尔奖得主、法国化学家保罗·萨巴蒂尔（Paul Sabatier）于20世纪初开发的工艺，称为Sabatier工艺。该工艺是在高温高压下，使用镍催化剂与氢气和二氧化碳相互作用，产生水和甲烷。Sabatier工艺是一种成熟的水生产技术，多年来用于先进的军事和商业应用。

NASA认为，强化的Sabatier系统每年可以减少空间站数千磅的水补给，并实现氧气和水的再生循环闭环系统。这为空间站的运营节省了一笔即时且可观的费用，并提供了一种水生产方式用以代替从地球运输水的老办法，提高了自给自足的目标，为近地轨道和更远的太空探索打下了基础。

2008年4月，NASA与Hamilton Sundstrand Space, Land & Sea公司签署协议。Hamilton Sundstrand Space, Land & Sea公司早先已经为国际空间站提供了一些供应服务，包括航天服和电力控制系统，新协议的签署扩展了其服务内容。该公司将开发Sabatier处理器，在空间站上提供供水服务，并连接到现有的生命维持系统。2010年4月7日，一个550磅重、小型冰箱大小的不锈钢立方体搭载发现号航天飞机抵达国际空间站，并在当年10月投入使用。

该系统包含6个主要部件，通过对气体进行吸收、加压、冷凝和转换，产生水和甲烷。甲烷被排放到太空中，水通过水回收系统后被注入空间站的供水系统，以便在用于饮用、个人卫生和科学实验之前做进一步处理。除了生产水和甲烷，Sabatier系统的设计还可对非常活跃的氢气和二氧化碳气体加以遏制。

国际空间站上Sabatier工艺应用的实现既关乎技术价值，也关乎合作伙伴的突破。Sabatier工艺硬件不仅是由一家非政府实体企业开发和资助的，它的运营也完全是基于商业目的。NASA和UTC航空航天系统的合作为空间站的供应链做出了重大贡献。与传统的成本加成合同角色不同，这个创新是在NASA最小监督标准下开发的航天硬件。

一种新的商业模式由此形成。双方同意，UTC将为Sabatier系统的开发和运营提供资金，而NASA将以装配任务的形式发射它，并在空间站上提供安装空间。重要的是，该协议取消了NASA超过70%的标准要求，针对其他要求的核查也尽可能灵活，只有在绝对需要时才确定具体的核查标准。

目前，该系统已经正常投入使用若干年，NASA按生产的水量向UTC支付费用。但如果当初这个系统不能实现其功能，NASA也就无需向UTC偿付任何款项。虽然NASA在开发期间已经提供了一些里程碑式的付款，但如果Sabatier系统在空间站上启动后不能正常工作，这些款项也将被全数退还。这一方式既能满足NASA的需求，让UTC一直保持开发动力，也满足了UTC在开发阶段对现金流的需求。

国际空间站是探索的试验台，但它也可以是采购选择的试验台。商业供应商认为，只要政府允许，他们就可以以低廉的价格提供Sabatier系统。这一经验为国际空间站上的其他创新硬件开发提供了先导示范。

图1：ISS第25次远征的指挥官Douglas H. Wheelock与Sabatier系统的合影

图片来源：NASA

（2）NanoRacks在近地轨道开发的商业市场

长时间以来，都是科学家利用国际空间站及其近地轨道环境，一个令人兴奋的新商业途径正在革新，空间站环境正在开放，就像在任何其他地方做生意一样。

2009年，在一项非常特殊的空间法案协议下，NanoRacks开始进入国际空间站供货单，使用在轨资源。NanoRacks为空间站提供了自筹资金的特有研究硬件，利用 “即插即用”的方法，将装载在CubeLab/CubeSat中的小设备插入平台或机架，为空间站提供电源和数据接口功能。（CubeSat是一种小型卫星，体积通常只有1升，大小为10厘米/4英寸的立方体，质量不超过1.33公斤/2.9磅；CubeLab是国际空间站上内部结构类似且紧凑的研究环境）。 

这种商业模式使NanoRacks公司能够向其他机构推销，只要执行的是美国国家实验室的任务，就可以为国际空间站的付费用户提供研究通道。这是不寻常的，因为在没有政府直接资助的情况下，市场第一次体现出，空间站能做什么、应该做什么。在过去三年的运营中，NanoRacks公司已经向空间站发送了200多个有效载荷，真正意义上的启动了一个太空新市场。 

NanoRacks公司的另一个新市场是在国际空间站上部署小型卫星，没有人预料到它会立即获得成功。NanoRacks公司发现了利用日本实验模块（JEM）气闸舱的机会，就向NASA提出了一个问题:“如果我们自己开发更高效、更便宜的卫星部署器，我们能使用它吗?”这个问题不在于寻求资金，而在于获得开发和服务市场的许可。NanoRacks发现了美国西海岸从事微型化和电子化工作的潜在客户，这些客户希望制造小型卫星，但通过俄罗斯或美国部署成本高昂，他们却别无选择。随后，这些公司，以及美国政府的实验室和组织，对NanoRacks CubeSat Deployer （NRCSD）做出了非常积极的回应，最初以为利用率不会太高，但现在已经有大量客户在等待空间站上的小型卫星部署。

图2：Planet Lab通过NRCSD部署鸽子卫星

图片来源NASA

NanoRacks还将标准化的力量、商业化的效率和组件小型化的优势应用于在轨操作。通过关注客户满意度，他们使非科学家可以使用空间环境进行实验成为可能。

私营机构的参与提供了与政府合作共同发展的新模式。通过这种模式，私营机构开发市场，获得资金，建立硬件设施，而美国政府提供基础设施并建立美国国家太空实验室，其优势包括成本透明性、执行低成本性、太空可进入性（微重力空间或近地轨道的有利位置）、进入市场的迅速性（数月而非数年）、国际合作和新创意的产生，以及五年内的广泛可及性。

图3：Nanoracks部署在ISS上的舱外暴露平台

图片来源：Nanoracks

（3）国际空间站货运服务的商业化

2006年1月，NASA宣布，商业轨道运输服务（COTS）计划将专用于协调私营公司向国际空间站运送航天员和货物，在2013年9月之前完成向国际空间站的载货示范飞行，其目的是刺激商业机构在设计、制造和发射上进行创新。最初被选中参与COTS计划的公司是Space Exploration Technologies公司（Space X）和Rocket Plane Kistler。然而，最终达到项目示范要求的是Space X 的龙飞船和轨道科学公司（Orbital Sciences Corporation）的天鹅座飞行器。

COTS计划并没有具有约束力的合同，但需要成功完成通过空间法案协议预先确定的开发和融资里程碑。在COTS计划启动大约两年后，又一个叫做商业再供应服务（CRS）的独立项目被启动。COTS计划开发了运输飞行器，而CRS项目旨在为向空间站提供实际的货物和有效载荷交付，以及货物从空间站的返回、移除和处理。COTS计划包含对空间法案协议的资金投入，由NASA提供阶段性付款。CRS项目是一份固定价格服务合同，如果交货任务未能成功履行，两家供应商需要承担责任。

COTS计划的一个重点是，载人空间站为商业项目提供了一个可用的、可持续的市场。最初，向空间站运送货物的需求是起决定性作用的。COTS计划和CRS项目使人们对再供应任务有了新的认识，成本和风险承担不再依赖于政府，私营承包商有了提出创新解决方案的机会。新的再补给服务合同代表着NASA获取太空运输服务的方式发生了重大变化。

NASA向私营企业敞开大门的决定是引人注目的。

图4：Space X的猎鹰9号火箭发射龙飞船，用于给ISS运送货物补给

图片来源：NASA

随着空间站货物补给工作的进行，很明显，COTS计划的投资实现了空前的效益，两架新的自动化货运飞船诞生。这被誉为公私合作关系中最非凡的例子之一，也是NASA的一次信心飞跃。

图5：轨道公司的Antares火箭带着天鹅座货运飞船发射，前往国际空间站

图片来源：NASA

NASA任务各个方面的商业化正在产生非常积极的连锁反应。参与载人航天事业的新公司和独特的合作伙伴关系促进了区域经济的发展。多个国际供应商与各自的航天机构有了密切的联系，这使更多的合作和连续性得以实现。美国大小航空航天公司现在都有能力参与这些项目。随着Space X和Orbital以更低的成本为政府提供补给服务，NASA也可以将注意力转移到其他空间站项目和探索目标。

图6：轨道公司的天鹅座飞船即将停靠国际空间站

图片来源：NASA

（4）国际空间站地球观测的精确指向平台

2014年5月，德国航空航天中心(Deutsches Zentrum fur Luft- und Raumfahrt; DLR)和美国Teledyne Brown工程公司(TBE)宣布签署了一项协议，在国际空间站上安装并运行德国航空航天中心的地球传感成像光谱仪(DESIS)。作为德国航空航天中心打造的四个遥感相机系统之一，DESIS将被安装在TBE为空间站开发的多用户地球遥感精确指向平台(MUSES)上。DESIS将能够检测地表、海洋和大气的变化——有助于更好地了解生态、农业和城市土地利用等领域的变化。

该项目旨在为地球观测开辟新的可能性，也是国际空间站与商业企业合作开发的首批项目之一。仅在两年前，NASA才与TBE签署了合作协议，通过开发MUSES来促进空间站的商业利用，从而启动了该公司基于商业目的的空间新数字成像业务。MUSES是一个平台，用来承载地球观测仪器，如高分辨率数码相机和多光谱或高光谱仪器，具有指向精确、稳定等特点。

MUSES平台面积约一米平方，带有陀螺仪、恒星跟踪器（小光圈、空间专用光学产品、确保飞船在太空中的精确高度）、步进马达（用于机器人和便携式设备的可重复定位），可保持平台固定在惯性空间中，抵消空间站的震动，这对图像质量是至关重要的。

图7：国际空间站上的MUSES设施为地球观测提供一个最先进的指向平台

图片来源：TBE

MUSES可以同时容纳四台仪器拍摄地球。空间站商业化的模式正在演变，商业公司贡献出自己的资源，而NASA分担开发成本，并提供发射和在轨基础设施。TBE已经获得了美国国家海洋和大气管理局(NOAA)的商业成像/遥感许可证，这样它就可以在MUSES上操作仪器，将拍摄的地球影像用于商业销售。TBE将空间站比作空中几百英里的一块地产，随着时间的推移，它正在被用于科学、经济、教育、商业和生活质量的目的。

图8：MUSES平台在TBE实验室接受发射前的最后测试

图片来源：TBE

第一个安装在MUSES上面的仪器就是德国航空航天中心的DESIS，当它指向一个地理区域时，它能够区分阳光的反射率与地球表面(通过近红外光谱可见)的细微变化。成像光谱仪能够分辨出反射光谱中非常细微的变化，以区分植物种类，或者判断森林是否正在经历某种由于干旱或虫害造成的压力。表面反射率的细微变化可以提供大量的信息，这是数码相机拍摄的普通图片所不能提供的。

由于人类一直以来对农业、石油或天然气资源、生物多样性、矿物学、世界遗产遗址、海岸带、水生态系统和交通运输变化监测的关注，地球遥感技术已经取得了长足的发展。德国航空航天中心和 TBE这样的商业企业引入了一种非常具体的测量工具，它将随着应用而改进，适用于已经存在的许多市场。数据的使用和数据本身一样重要。例如，如果一个农民想知道何时、何地以及如何给他的玉米浇水，他真的不需要知道波谱库的所有技术。

TBE的出发点是发挥商业化优势，因此提出在空间站上建立一个平台，并利用现有的基础设施开展商业业务。NASA和TBE认为，从国际空间站获取价值的最快方式就是带回数据。

TBE知道它的用户将从数据的使用中获益，而公司就是数据输出端，可为其他行业如渔业和农业提供无法得到的数据。未来，TBE还将对其他仪器的商业应用展开测试。

对NASA和TBE这样的公司来说，将眼光放到空间站之外至关重要。要想维持目前在近地轨道上的新兴商业市场，参与者必须认识并接受空间站不复存在的一天，并为此早做打算。我们不仅要利用流动资产来发展商业市场，还要顺利地将整个商业经济从空间站转移到我们能够预见的、将要建设的、不受近地轨道限制的其他基础设施上去。

虽然这似乎很困难，但这实际上是我们国家建立的基础：坚持不懈、乐于奉献、开创新的可能性，让这个世界更美好。

（5）地球观测公司UrtheCast取得开门红

2014年，NanoRacks还与加拿大一家上市公司UrtheCast签署了一项协议，将地球观测（EO）传感器安装在空间站美国实验舱侧。当时，俄罗斯实验舱侧已经安装了2台仪器。目前，UrtheCast的整个商业模式已经与国际空间站紧密相连。更重要的是，通过这种合作关系，UrtheCast在空间站上进行的项目是迄今为止最大的私人投资项目之一。

四年前，加拿大最大的航空航天公司MacDonald, Dettwiler and Associates (MDA)探索出了在俄罗斯实验舱安装地球观测传感器的想法，并开创了一家新公司。但最终，MDA发现这个项目与它的公司使命并不相符，所以没有再进一步的研发。然而，几位高管抓住了这个机会，将新公司从母公司剥离出去，直接追求潜在客户，并给新公司命名为UrtheCast。他们进行了一项实验，在国际空间站上制造并运行两台相机，并向全世界推销这些图像。

这两台相机均于2013年11月发射，2014年1月通过俄罗斯航天员的两次太空行走安装成功。在安装了两个传感器后，UrtheCast继续通过私人融资6800万美元，并最终在多伦多证券交易所(Toronto Stock Exchange)进行了首次公开募股(IPO)。

在安装这两台相机的同时，UrtheCast开始积极寻找美国合作伙伴，最终与NanoRacks公司合作，寻求进入空间站的机会。随后，UrtheCast在2014年6月宣布将开发下一代传感器组件。

图9：安装在国际空间站俄罗斯段的Urthecast相机

图片来源：俄罗斯联邦航天局

UrtheCast和NanoRacks的合作是计划在国际空间站的美国实验舱一侧安装一个名为Lightweight UrtheCast NanoRacks Alcove (LUNA)的小型模块，拟包括三个组成部分:

a．高分辨率双模多光谱相机，能够在静止图像和高分辨率视频模式之间切换。开发人员希望经过处理后，传感器的分辨率可以达到40厘米，这将使其成为轨道上分辨率最高的地球观测仪器之一。

b．合成光圈雷达(SAR)传感器，它将向地球发送能量脉冲，提供在夜间拍摄和穿过云层拍摄的能力。如果数据集不直观，就很难处理，但融合数据集最终将创建一个无云的图像。

c. 这两个传感器将与一个专用的x波段下行链路配对，并通过互联网云技术进行分发，实现类似于谷歌Earth和Netflix的功能。

国际空间站是一个非常宝贵的成像平台。它位于近地轨道，且轨道覆盖了地球上大约95%的居住区，而且它有定期重访地点的能力，这意味着只要拍摄仪器的分辨率足够高，就可以提供很好的图像。

UrtheCast、NanoRacks和NASA之间的合作，让仪器受益于现有基础设施和投资，以更低的成本进入轨道。这些公司相信，没有强大的客户基础，太空探索的梦想在政治上和经济上都是难以实现的。他们认为，空间站上最先进的EO传感器数据可为此提供一个有效的解决方案，有助于刺激客户需求。

图10：UrtheCast公司的Theia相机于2014年7月3日拍摄的横跨意大利罗马及其周边地区的照片

图片来源：UrtheCast

（6）CubeSats卫星正在拍摄我们不断变化的星球

2014年7月23日，上午10点50分左右，加州公路巡警接到报警称，棕榈泉以西的里弗赛德县发生火灾，大火迅速蔓延，迫使一些居民撤离。在15分钟内，一颗名叫“鸽子”的卫星捕捉到一幅图像，描绘了火灾大小、燃烧路径、现场风向以及火灾的确切位置。大火在一天之内被完全控制住了。这颗卫星仅有烤面包机大小，其拍摄这张照片并非出自任何人的要求，只是在完成其常规任务，即每秒钟对10X15公里的地球带（约6X9英里）进行拍摄，这项工作是由国际空间站完成的。

更大的政府和商业卫星可为国家和企业提供更详细的地球图像，人们可以通过其中一些图像寻找并浏览自己的社区。但这些卫星价格昂贵，数量有限，要么空间分辨率低，要么仅能根据客户要求拍照，且只关注特定区域。至关重要的是，这些卫星可能在几个月时间内都不会对同一地区进行重复成像，这使得对一些具有快速变化特点的研究变得困难，诸如国际冲突、环境退化或森林火灾等。

一家名为行星实验室（Planet Labs）的小型卫星初创公司正在利用空间站作为一组小型轨道相机的发射台。这些重达11磅（5公斤）的“鸽子”卫星每隔90分钟就会连续地拍下整个地球的照片并传送到地面站，为我们提供前所未有的地球景观，既可从中看到城市的发展，也可以看到像加州那样的夏季野火。

图11：Planet Labs的鸽子卫星在国际空间站上部署的瞬间

图片来源：NASA

不同类型的CubeSats卫星频繁地从空间站发射，提供了一种地球成像的新方式，可完成记录船舶交通，发送信息等多项任务。这组卫星可使Planet Labs收集到整个行星范围的数据，而这对于独立卫星来说是不可能的。Planet Labs于2009年在硅谷成立，目标是每天全方位的捕捉地球图片。这需要大量的CubeSats卫星，而空间站是将它们送入太空的关键。

图12：鸽子卫星拍摄到的亚利桑那州的灌溉农田的场景

图片来源：Planet Labs

在距离地球230英里（370公里）的高处，每只“鸽子”每秒捕捉一次图像，每张图像的分辨率都在10到16英尺（3到5米）之间。这意味着相机观察区域内的每个像素都对应着一个3米宽的物体。这种分辨率足以区分热带雨林中的树木，但不足以识别走在街上的行人。自2014年1月以来，Planet Labs采用了NanoRacks, LLC.公司开发的CubeSat配置，随后发射了71个“鸽子”卫星。选择CubeSat卫星的一部分原因是因为其体型小，价格相对便宜，虽然运行寿命只有几个月，但是他们的轨道高度足够低，最终可以落回到地球，且通过设计，可在大气中燃烧。Planet Labs也在旧金山总部不断测试和升级，“鸽子”不断被更新换代。迄今为止，Planet Labs已经打造了100多只“鸽子”。Planet Labs是通过私人风险资本和私人投资者进行投资。最终，Planet Labs的目标是让所有人都能通过搜索“鸽子”图片轻松的看到自己想看的内容，——从渴望看到自己房子的民众，到研究海岸线变化的政府，再到在一小片森林中救火的消防员。  

（7）基于空间站平台的新商业模式

ü 肯塔基州科技公司的子公司，及商业模式

肯塔基州科技公司（KSTC）及其两家子公司——肯塔基太空公司（非盈利公司）和太空探戈公司（盈利性企业）——主要研究高价值的小型卫星和应用，以及空间站的新空间平台和实验，具有颠覆性创新能力。

1）肯塔基太空公司

肯塔基太空公司最初是一个让大学生参与太空项目的载体。它是一个由大学和公私合营组织组成的联合体，目的是在可实现的预算和目标范围内，设计和引领创新空间任务。这些项目涵盖了包括近太空气球在内的一系列飞行机会；亚轨道、轨道和国际空间站任务；以及与世界各地的组织和空间机构建立伙伴关系。

2）太空探戈公司

太空探戈公司总部位于莱克星顿市，旨在利用太空环境来发现、设计地球应用的解决方案，并使其商业化。这些都是通过空间站平台来实现的——向那些希望利用微重力独特环境的研究界人士提供硬件和软件。太空探戈公司主要关注空间创业市场，其能力和经验包括CubeSat类卫星和其他微卫星及其子系统、卫星地面操作、空间平台设计和测试，以及空间站新技术和实验的开发。该公司致力于高度协作的商业战略，与许多其他公司、大学和组织开展了密切合作。

2015年，太空探戈公司在国际空间站上安装了一个通用研究平台/多实验设施TangoLab。TangoLab承载与医学领域、材料科学和环境传感相关的各种有效载荷。研究人员通过互联网传输数据，与他们的实验在独特的空间环境中进行互动。 TangoLab是一件精美的艺术品，它的开发并不简单，需要借助3D打印技术，使用标准化的硬件大大降低了空间站的使用成本。

针对于对空间站可重复/可负担的研究需求，太空探戈公司基于经过验证的CubeSat卫星形状开发设计了CubeLab，可为实验模块提供标准平台和开放架构，从而缩短了新上项目的开发周期，降低了研发成本。

 3）Exomedicine研究所

2011年5月，肯塔基太空公司成立了Exomedicine研究所，研究和探索微重力环境下的医疗解决方案。在没有重力的情况下，细胞、分子、蛋白质晶体和微生物以完全不同的方式活动。因此，微重力环境为探索这些颠覆性的新发现提供了机会，这些发现涉及人体组织再生、药物开发、癌症和其他危及生命的慢性病等疾病的治疗，以及能源和新材料等领域。Exomedicine研究所聘请顶级科学家、工程师和企业家组成的跨学科团队，推动这一全新的、有潜力的研究领域稳步前进。

图13：准备进入太空进行生物研究的扁形虫样品

图片来源：太空探戈公司

肯塔基太空公司、太空探戈公司和Exomedicine研究所的工作反映了一种跨学科的研发方式，代表着一个“新空间”时代的兴起，这个时代的参与者众多。降低入场障碍使人们能够在近地轨道进行研究和生产。基于提供全面服务的理念，这三家公司认识到，一般人几乎很难通过NASA实现发射，所以公司为客户提供工程和技术，协助提供实验设计、有效载荷设计和组装、设施和全套成功发射的测试设备和能力。

ü 专业化的样品运输-太空商业机遇

对国际空间站上进行的高度敏感生物医学实验，实验的成功通常取决于从溅落地点到实验室的快速运输。科学家只能在实验室分析关键数据，因此溅落和分析之间的时间是至关重要的。

2014年，作为非营利的独立太空承包商肯塔基太空公司（Kentucky Space）与其营利性机构太空探戈公司、太空科学促进中心（CASIS）、NASA和塔夫茨再生与发展生物学中心（Tufts Center for reproductive and Development Biology）合作项目的一部分，一些扁虫被运送到了国际空间站。这项实验可进一步了解扁虫的再生能力，有朝一日可能会影响全球医疗保健，包括癌症治疗、脊髓损伤治疗以及胚胎发育纠正。一个月后，一个载着48只浮游扁形虫（因其自身器官再生能力而闻名）的太空舱在加利福尼亚海岸外的太平洋溅落。

图14：扁形虫样品在发射到ISS之前的地面准备工作

图片来源：太空探戈公司

研究成功的两个关键因素是时间和温度。扁形虫需要从加州长滩迅速运到波士顿塔夫茨大学进行分析，运输过程中需要保持12摄氏度的温度。任何一种环境因素处理不当都可能杀死扁形虫，导致实验失败。

在实验样品溅落前，联邦快递已经做好了迎接挑战的准备。太空探戈公司代表肯塔基太空公司与联邦快递空间工作团队、航天工业物流专家合作，共同为扁形虫实验设计最优的行程。

当太空舱下水时，倒计时开始了。

太空舱迅速被打捞上来，扁形虫很快通过联邦快递运往波士顿，包裹内装有定制设计的温控包装。联邦快递让SenseAware公司在整个运输过程中对这批货物进行监控，让肯塔基太空公司、太空探戈公司和塔夫斯大学不仅能够追踪它的位置，还能确保包裹内的温度保持在12摄氏度不上下波动。

这批货物按时安全抵达波士顿，塔夫茨大学的科学家们几乎可以立即接触到扁形虫，继续研究微重力环境对扁虫再生能力的影响。联邦快递的创新物流使空间站和强大的地面团队得以连接成为可能。

图15：联邦快递的环境控制集装箱，在SenseAware公司的环境监控下，将从国际空间站返回的太空探戈扁虫实验运送到实验室

图片来源：联邦快递公司

ü 跳出思维定势，挑战新空间时代

进入太空迫使人们跳出思维定势；空间一直处于创新的前沿，真正推动着所有企业挑战现状。

2000年，Kimel还创建了IdeaFestival，这是一个国际活动，关注不同学科的创新、发现和创造性思维。IdeaFestival是一个一年一度举行的聚会，为期四天，汇聚了来自世界各地的思想家和独一无二的创新者，他们对影响和塑造未来的事物有着强烈的好奇心，IdeaFestival就是将他们联系在一起。参加活动的人带来有趣的新想法、更好的连通观念，活动中可扩大关系网，激发灵感，帮助创造世界变革。这些类型的机会有助于让其他人了解新想法，加速传播新空间活动。

（8）JAXA空间经济发展

日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）一直努力通过日本实验舱（JEM或Kibo，在日语中意思是“希望”）和H-II货运飞船（HTV或Kounotori，在日语中意思是“白鹳”）推动空间经济发展。空间经济发展包括推动日本公司的技术进步，扩展子公司，并为商业部门打开利用日本实验舱的大门。

图16：干酪乳杆菌代田株

图片来源：Yakult Honsha Co., Ltd.

ü 国际空间站的导航和通信服务

一直以来，许多日本公司都在国际空间站项目中试图改变载人太空飞行的传统方法，从而获得先进的人类太空技术。

一些日本公司获得了具有全球竞争力的技术和专业知识，并将人类空间技术系统推向了全球商业市场，例如商用航天器的近距离链路系统。三菱电机（MELCO）设计并生产了近距离链路系统（PLS），该系统可与安装在日本实验舱中的近距离通信系统（PROX）进行通信，为太空飞行器提供导航信息和通信链路，以安全地接近和离开空间站。MELCO最初设计和生产这一产品只是为了让H-II货运飞船接近并停靠在空间站，现在这一全新的技术已经应用于轨道公司的天鹅座宇宙飞船，确保其能够安全抵达空间站。

ü 商业应用计划

JAXA致力于基于人类空间技术和日本实验舱使用经验，开拓日本实验舱的商业应用，三个核心精神是：促进空间站在潜在新商业市场的应用；为商业客户创造使用空间站的新商业机会；增强日本实验舱的自身功能。

ü 潜在商业市场推广

JAXA从具有地面应用前景的研究领域中挑选出了几个潜在受益项目，如通过蛋白质晶体生长实验的药物开发、地球观测和新材料制造。

图17：用于药物开发的蛋白质晶体生长

图片来源：JAXA

在地球观测方面，日本太空论坛开展Kibo Hi-Vision地球影像教育计划服务，通过互联网提供高质量的地球影像。

太空新材料制造吸引了商业公司，例如将胶体晶体作为新型光学材料。由Hamamatsu Photonics K.K., Fuji Chemical Co., Ltd.和高校合作完成的实验证明，在太空中制造的高质量大型胶体晶体有望应用于光学材料。

在微重力环境下研究纳米材料高性能产品（Nanoskeleton）的目的是明确重力对油浮选、沉淀的影响，以及对流对晶体生产的影响。将Nanoskeleton数据加入到其合成的化学模拟计算中，可用于预测地面材料合成的适合参数。资生堂股份有限公司和一些高校参与了这个项目。

JAXA的战略推广增加了商业客户的数量，包括非传统用户。例如一些制药公司从日本实验舱的蛋白质晶体生长实验中获益。此外，一家饮料公司Yakult Honsha Co.， Ltd.和JAXA合作开展了益生菌对免疫功能影响的空间实验。众所周知，在太空长时间停留会改变人类的免疫功能，给航天员身体带来危害。一种被称为干酪乳杆菌代田株的益生菌已经被证明可以通过改善肠道微生物群和维持地面免疫功能来提供健康益处。在日本实验舱进行的一项调查研究了在空间站上食用益生菌对人体免疫系统的健康益处，这将有助于功能性太空食品的开发和在地球上长期保存乳酸菌的技术发展。

ü 商业客户的新机遇

2013年，JAXA基于以往的项目积累，启动了一项新的商业使用方案，以提供对用户更加友好的使用服务和系统，以方便访问，缩短空间活动的实施时间。JAXA一如既往的鼓励非传统用户进入太空领域。

目前，日本实验舱小型卫星轨道部署器（J-SSOD）是JAXA向商业用户提供的主要服务之一，可部署用于地球观测、遥感和能力建设的小型卫星。J-SSOD结合了日本实验舱、气闸舱和机械臂，是利用现有设施发展新业务的一个绝佳示例。这种概念上的突破已经被广泛推广。当使用气闸舱的小型卫星部署的价值一经验证，美国一家与NASA合作的公司就立刻开发了他们自己的部署器。

2015年2月，一颗名为AESP-14的巴西微型卫星从筑波太空中心成功部署。AESP-14是航空技术研究所（ITA）在巴西航天局（AEB）和巴西国家空间研究所（INPE）的支持下开发的，由日本载人空间系统公司（JAMSS）从日本实验舱部署。这是J-SSOD的第一次商业应用机会。

目前，各种新的空间实验技术正在开发阶段，例如为了中子衍射和扩大温度范围的大型晶体结晶技术。蛋白质晶体生长项目通过有针对性的直接推广，吸引了研发型制药企业。Interprotein Corporation、Chugai Pharmaceutical Co.， Ltd.和ARKRAY, Inc.参与了JAXA蛋白晶体生长实验。Interprotein Corporation 旨在实现蛋白质的高质量共晶结构和低分子化合物的有效设计。Chugai Pharmaceutical Co.， Ltd.的目标是通过在微重力环境下生长的高质量晶体来精确地分析蛋白质的三维结构，以帮助了解候选药物结构与功能的关系，并创造出革命性的新药。ARKRAY, Inc.和东京农业科技大学参与了JAXA的实验，分析了生物传感技术发展中必不可少的蛋白质结构，并将其应用于一种创新的生物传感系统，这将有助于糖尿病的治疗和诊断。

ü 优化日本实验舱的能力

JAXA一直在升级日本实验舱的现有设施，并安装新设施，包括用于啮齿动物研究的啮齿动物设施（小鼠栖息地单元）、荧光显微镜和用于新材料生成研究的静电悬浮炉（ELF）以及高温热性能数据采集器。

图18：用于新材料生长和热物理性质数据获取的静电悬浮实验柜

图片来源：JAXA.

空间站是未来探索、卫星技术验证和运载工具技术开发的试验台。JAXA为这些技术示范提供了简单的外部实验机会。例如，暴露实验挂点附着机械装置（ExHAM）可以使材料暴露在空间站外的太空环境中，也可用于宇宙尘埃的提取。Junkosha Inc.将利用ExHAM设施将PEEK电线材料暴露在太空环境中，这种材料具有耐高温和高辐射电阻性能。获取的数据将被用于评估该公司的电线产品是否能用于未来的太空飞行器。

对于提高空间站的利用率还有更多的可能性。JAXA已经在日本实验舱上发掘并成功完成了许多商业项目，并将继续寻找创新的方法来促进其商业利用。这不仅有利于日本，也有利于全人类。

图19：实验挂点附着机构（ExHAM）附着在JEM暴露装置上，图片来源：JAXA