關於支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道： 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保有關塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
當理查德·加里奧特於10月12日發射升空進入太空時，他將成為世界上第一位第二代宇航員，追隨他父親，美國國家航空航天局先驅歐文·加里奧特的太空行走足跡。理查德·加里奧特作為太空探險有限公司（位於弗吉尼亞州維也納的一家公司，他已在該公司投資）的一部分前往太空，他進入軌道不是作為一名遊客，而是一名民用宇航員，他的待辦事項清單包括拍攝近500張地球照片，並參與一系列實驗，這些實驗將測試太空飛行對他眼睛的影響（他的視力在十多年前透過雷射手術矯正），免疫系統和睡眠模式。
“我父親的首次太空飛行是乘坐天空實驗室[於1973年]，這是美國國家航空航天局首次為地球觀測建造可持續的太空環境，”加里奧特透過Skype電話從哈薩克共和國的拜科努爾航天發射場告訴ScientificAmerican.com，他將在那裡搭乘美國國家航空航天局宇航員邁克爾·芬克和俄羅斯宇航員尤里·隆恰科夫乘坐聯盟號TMA 宇宙飛船前往國際空間站（ISS）。“我希望將我對地球的觀察與我父親的觀察進行比較，找出人類負面影響和氣候變化的區域。但我也希望找到成功案例，例如森林重新生長的地方。”
而歐文·加里奧特——他於1965年加入美國國家航空航天局，在天空實驗室（美國第一個空間站）上度過了近60天，並在1983年太空梭的太空實驗室1號模組中度過了10天——35年前，他使用傳統的35毫米膠捲相機拍攝了一系列地球照片，他的兒子正在使用1200萬畫素的尼康B3相機拍攝數字影像，同時以每小時17,210英里（27,700公里）的速度在250英里（400公里）的高度繞地球軌道飛行。在他的10天任務中，理查德·加里奧特預計將有兩到三次機會拍攝他的每個目標地點，其中包括自他父親首次從太空看到它們以來發生很大變化的幾個區域——拉斯維加斯、聖海倫斯火山（於1980年爆發）和密西西比河三角洲（近年來遭受了一系列毀滅性颶風的襲擊）。
加里奧特將從一個名為地球之窗的軟體程式中獲得大量幫助，該程式由馬薩諸塞州劍橋市的TERC（技術教育研究中心）和太空探險家協會* 開發，並獲得了2005年收到的150萬美元國家科學基金會撥款，透過網路展示來自太空的地球影像。美國國家航空航天局的陸地衛星計劃提供了軟體使用的大部分影像，但TERC計劃用加里奧特在任務期間拍攝的影像來增強這些衛星影像。地球之窗使用GeoFusion, Inc.的軟體來繪製從國際空間站看到的地球數字地圖，並使用WorldSat International, Inc.的軟體將這些影像拼接在一起，並賦予它們適當的顏色和清晰度。波士頓科學博物館、華盛頓特區史密森尼國家航空航天博物館和聖路易斯科學中心都使用地球之窗為其各種太空展覽提供影像。
TERC科學教學和學習中心主任丹·巴斯托說：“宇航員說，離開地球后，你會以全新的方式看待它。”他希望地球之窗能為學生和網路使用者提供地球的逼真影像，這將有助於提高他們的“地球素養”。“我們希望人們將地球視為一個複雜、相互動態的系統。”
加里奧特將在登上國際空間站後安排他的工作空間，以便他的計算機（執行地球之窗軟體）使用魔術貼固定在俄羅斯服務艙的觀測窗（直徑15.7英寸或40釐米）旁邊的牆壁上，從而為他提供有關國際空間站地球上方位置的詳細即時資訊，以幫助他拍攝他的目標地點。
總共，他在任務期間有500個目標要拍攝。“從太空拍攝這麼多地方的問題在於，事物移動得非常快，因此很難確定自己的方位，”加里奧特說。地球之窗應該透過即時告知加里奧特國際空間站在任何給定時間正在經過地球上的哪個位置來幫助他完成任務的這一方面。“他們已將其變成一種非常精密的地球觀測工具。”
加里奧特的新影像稍後將用於增強地球之窗的影像資料庫。巴斯托預計，在對軟體進行一些調整後，地球之窗將成為國際空間站上的永久固定裝置，以幫助宇航員在觀察地球時確定方位。
在為期10天的逗留期間，加里奧特還將參與多項科學實驗。第一個實驗將研究微重力對加里奧特眼睛的影響，他的眼睛在十多年前接受了準分子雷射角膜切削術 (PRK) 矯正雷射手術，通常用於矯正輕度至中度近視、遠視和/或散光。直到最近，美國國家航空航天局才要求其宇航員擁有天生的完美視力，這是加里奧特無法加入該航天局宇航員計劃的主要原因之一。迄今為止，沒有接受過矯正眼科手術的人在地球大氣層之外飛行過。（該航天局一直擔心太空中的眼內壓升高可能會損害或永久損害宇航員的視力。）
加里奧特的第二個實驗將研究太空飛行對人體免疫系統的影響，並驗證宇航員免疫功能的監測測試，而第三個實驗將記錄太空中的睡眠和覺醒模式以及睡眠特徵。由於在太空飛行過的人相對較少，加里奧特的測試結果將為美國國家航空航天局提供關於人體如何反應和適應微重力環境的重要資訊。
加里奧特為前往太空的特權支付了3000萬美元，在過去一年中一直在為他的任務進行訓練——學習一些俄語，並試圖使他的身體適應飛行和微重力條件，以便他可以避免在前往國際空間站的旅途中生病——但他一生都在為這一刻做準備。加里奧特在他12歲時，他的父親首次發射升空進入太空，他在宇航員和美國國家航空航天局科學家作為鄰居的環境中長大。“我當時的整個世界觀是每個人都去太空，”他說，並補充說，當他無法加入該航天局的宇航員計劃時，他感到非常失望。下週，他將親眼看到他一直錯過的東西。
* 更正 (2008年10月14日) 本文最初未將太空探險家協會列為地球之窗軟體的共同開發者