关于支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道： 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保有关塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。
当理查德·加里奥特于10月12日发射升空进入太空时，他将成为世界上第一位第二代宇航员，追随他父亲，美国国家航空航天局先驱欧文·加里奥特的太空行走足迹。理查德·加里奥特作为太空探险有限公司（位于弗吉尼亚州维也纳的一家公司，他已在该公司投资）的一部分前往太空，他进入轨道不是作为一名游客，而是一名民用宇航员，他的待办事项清单包括拍摄近500张地球照片，并参与一系列实验，这些实验将测试太空飞行对他眼睛的影响（他的视力在十多年前通过激光手术矫正），免疫系统和睡眠模式。
“我父亲的首次太空飞行是乘坐天空实验室[于1973年]，这是美国国家航空航天局首次为地球观测建造可持续的太空环境，”加里奥特通过Skype电话从哈萨克斯坦共和国的拜科努尔航天发射场告诉ScientificAmerican.com，他将在那里搭乘美国国家航空航天局宇航员迈克尔·芬克和俄罗斯宇航员尤里·隆恰科夫乘坐联盟号TMA 宇宙飞船前往国际空间站（ISS）。“我希望将我对地球的观察与我父亲的观察进行比较，找出人类负面影响和气候变化的区域。但我也希望找到成功案例，例如森林重新生长的地方。”
而欧文·加里奥特——他于1965年加入美国国家航空航天局，在天空实验室（美国第一个空间站）上度过了近60天，并在1983年航天飞机的太空实验室1号模块中度过了10天——35年前，他使用传统的35毫米胶卷相机拍摄了一系列地球照片，他的儿子正在使用1200万像素的尼康B3相机拍摄数字图像，同时以每小时17,210英里（27,700公里）的速度在250英里（400公里）的高度绕地球轨道飞行。在他的10天任务中，理查德·加里奥特预计将有两到三次机会拍摄他的每个目标地点，其中包括自他父亲首次从太空看到它们以来发生很大变化的几个区域——拉斯维加斯、圣海伦斯火山（于1980年爆发）和密西西比河三角洲（近年来遭受了一系列毁灭性飓风的袭击）。
加里奥特将从一个名为地球之窗的软件程序中获得大量帮助，该程序由马萨诸塞州剑桥市的TERC（技术教育研究中心）和太空探险家协会* 开发，并获得了2005年收到的150万美元国家科学基金会拨款，通过网络展示来自太空的地球图像。美国国家航空航天局的陆地卫星计划提供了软件使用的大部分图像，但TERC计划用加里奥特在任务期间拍摄的图像来增强这些卫星图像。地球之窗使用GeoFusion, Inc.的软件来绘制从国际空间站看到的地球数字地图，并使用WorldSat International, Inc.的软件将这些图像拼接在一起，并赋予它们适当的颜色和清晰度。波士顿科学博物馆、华盛顿特区史密森尼国家航空航天博物馆和圣路易斯科学中心都使用地球之窗为其各种太空展览提供图像。
TERC科学教学和学习中心主任丹·巴斯托说：“宇航员说，离开地球后，你会以全新的方式看待它。”他希望地球之窗能为学生和网络用户提供地球的逼真图像，这将有助于提高他们的“地球素养”。“我们希望人们将地球视为一个复杂、相互动态的系统。”
加里奥特将在登上国际空间站后安排他的工作空间，以便他的计算机（运行地球之窗软件）使用魔术贴固定在俄罗斯服务舱的观测窗（直径15.7英寸或40厘米）旁边的墙壁上，从而为他提供有关国际空间站地球上方位置的详细实时信息，以帮助他拍摄他的目标地点。
总共，他在任务期间有500个目标要拍摄。“从太空拍摄这么多地方的问题在于，事物移动得非常快，因此很难确定自己的方位，”加里奥特说。地球之窗应该通过实时告知加里奥特国际空间站在任何给定时间正在经过地球上的哪个位置来帮助他完成任务的这一方面。“他们已将其变成一种非常精密的地球观测工具。”
加里奥特的新图像稍后将用于增强地球之窗的图像数据库。巴斯托预计，在对软件进行一些调整后，地球之窗将成为国际空间站上的永久固定装置，以帮助宇航员在观察地球时确定方位。
在为期10天的逗留期间，加里奥特还将参与多项科学实验。第一个实验将研究微重力对加里奥特眼睛的影响，他的眼睛在十多年前接受了准分子激光角膜切削术 (PRK) 矫正激光手术，通常用于矫正轻度至中度近视、远视和/或散光。直到最近，美国国家航空航天局才要求其宇航员拥有天生的完美视力，这是加里奥特无法加入该航天局宇航员计划的主要原因之一。迄今为止，没有接受过矫正眼科手术的人在地球大气层之外飞行过。（该航天局一直担心太空中的眼内压升高可能会损害或永久损害宇航员的视力。）
加里奥特的第二个实验将研究太空飞行对人体免疫系统的影响，并验证宇航员免疫功能的监测测试，而第三个实验将记录太空中的睡眠和觉醒模式以及睡眠特征。由于在太空飞行过的人相对较少，加里奥特的测试结果将为美国国家航空航天局提供关于人体如何反应和适应微重力环境的重要信息。
加里奥特为前往太空的特权支付了3000万美元，在过去一年中一直在为他的任务进行训练——学习一些俄语，并试图使他的身体适应飞行和微重力条件，以便他可以避免在前往国际空间站的旅途中生病——但他一生都在为这一刻做准备。加里奥特在他12岁时，他的父亲首次发射升空进入太空，他在宇航员和美国国家航空航天局科学家作为邻居的环境中长大。“我当时的整个世界观是每个人都去太空，”他说，并补充说，当他无法加入该航天局的宇航员计划时，他感到非常失望。下周，他将亲眼看到他一直错过的东西。
* 更正 (2008年10月14日) 本文最初未将太空探险家协会列为地球之窗软件的共同开发者