本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
这篇文章是突出青年科学竞赛的三部分系列文章的第二篇，这些竞赛让年轻人承担起科研生活中真实的挑战和回报。
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，您正在帮助确保关于塑造我们今天世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。
我们已经讨论过拥有竞争优势和动力来为特定问题创造最佳解决方案的重要性，但科学家的日常生活不仅仅是由机器或准备工作接受考验时的成败时刻组成。一旦研究人员制定了最佳计划或有意义的专业知识，他们会用它做什么？研究过程本身实际上是如何发生的？科学竞赛如何将这种体验带给学生？
有许多值得注意的竞赛，但本系列将重点介绍三个能够展现特定技能组合的竞赛
在高度专业化的专业领域中，作为团队的一部分直接与他人竞争
竞争有限的资源以调查提出的问题
利用现代技术和媒体来传播您的结果的重要性
本系列中重点介绍的第二个竞赛以及第二套技能，体现了真正的科学是通过正式竞赛完成的，伟大的科学家也必须是伟大的传播者：“学生太空飞行实验计划”。
许多人和组织都致力于寻找方法来帮助年轻人体验更能准确反映科学生活的科学教育。对于国家地球与空间科学教育中心主任兼 SSEP 创始人杰夫·戈尔茨坦博士来说，答案很明确。“让学生们真正做科学。让他们亲眼看看。”
在我们的谈话中，戈尔茨坦博士强调，他们在 2010 年制定该计划的目标不是创建另一个科学竞赛。“我们的想法是为学生创造绝对真实和沉浸式的科学体验。”
自那以后，结果是一个广泛的计划，涉及超过 50,000 名学生竞争，以获得机会让他们设计和建造的实验真正被带到国际空间站 (ISS) 并进行测试。
那么，让学生参与真实的科学意味着什么？这意味着他们从科学过程的最初开始：撰写提案。在购买任何设备或设置实验之前，科学中有一个关键步骤经常被更广泛的社区所忽视。但正是过程的这一部分使得任何研究项目都有可能启动。
资助组织——例如政府机构、研究协会等——将发布提案征集。此征集将定义该组织感兴趣支持的研究类型范围、对要进行的研究的限制（包括时间范围、地点、资金和可用材料）以及提案本身的正式要求。然后，研究人员需要创建一个简洁而引人注目的提案，其中定义他们想要做的工作，解释它如何符合提案征集的范围，并说服评审员他们的项目代表最大的潜在投资。他们必须在提案本身的严格和正式的限制（包括字数、图表数量、章节、参考文献、预算、动机等）内完成所有这些工作。这是一个在严格的书面框架内既准确又具有说服力的严格练习。
当戈尔茨坦博士开始考虑这项技能对研究人员的重要性时，他询问他的同事们第一次被要求撰写正式提案是什么时候。“研究生院，”戈尔茨坦博士说。“如果这对任何想进入科学领域的人来说都是一项基本技能，那么我们培养的学生就没有为就业做好准备。”
因此，想要响应此提案征集的学生、教室和社区将面临一条紧张但有价值的道路。对于每个参与的社区，都将有一个能够支持单个微重力实验的微型实验室，该实验将被运送到国际空间站。由于国际空间站处于持续的自由落体状态，因此在航天器内部创造了一个看似失重的微重力环境。放置在这种环境中的任何物理、化学或生物系统都将表现得好像重力已被关闭。
因此，SSEP 实验设计由一个核心问题驱动——重力在被研究系统中起什么作用？为了能够清晰地比较系统，需要在地面重力影响下进行相同的实验。SSEP 提供课程和内容资源，供教师和学生培养对在失重环境中进行的科学以及实验设计的基础理解。
奠定这个基础确保了参与小组对设计和构建有意义的微重力实验有充分的了解。如果他们想为在微重力下进行的实验撰写有竞争力的提案，他们不仅需要了解微重力是什么，还需要了解哪些材料和现象可能会受到这种环境的影响，因此值得测试并与在地球上进行的相同实验进行比较。
学生们知道每艘航天器都有有限的可用空间来运输实验。他们竞争的不是奖品或奖牌，而是非常切实的资源。
有了这些知识，学生小组共同努力创建并提交他们的正式提案。潜在的实验是真正的跨学科的——从晶体生长到微型水生生物——学生们提出他们认为在微重力下进行测试具有信息量和重要性的任何工作。这些提案首先由社区内的评审委员会进行评估。每个社区得分最高的提案将被发送到国家科学专家委员会。当做出最终选择时，入选提案背后的学生将构建实验，为他们的发射日期做准备。
“对我们来说，重要的是这是一项社区努力，”戈尔茨坦博士说。“即使每个社区只能选择一个实验，整个社区最终都会支持该实验和实验背后的学生。”教师、学生和整个社区都将参与提案和选择过程。不仅仅是一个孩子。不仅仅是一个教室。这种集体和竞争性地追求新知识是该计划旨在创造的沉浸式和真实体验的关键组成部分。
入选的实验还需要通过正式的飞行安全审查，以确保它们能够安全地往返国际空间站，而不会对宇航员、他们的设备或实验本身造成潜在问题。
但真实性远不止于此。最新的一批学生，即入选执行 Mission 6 发射任务的学生，意外地瞥见了真实研究的另一个方面。携带学生实验的火箭在上升过程中发生异常，所有实验都丢失了。数百人几个月的努力和准备工作瞬间脱轨。
任何曾经屏住呼吸等待火箭发射、着陆器着陆、激光发射或加速器运行的科学家都可以告诉你——某些外部因素导致你数月或数年的工作突然结束的风险是一个非常真实且决定性的因素。你必须愿意承担这种风险。更重要的是，如果事情没有像你预期的那样发展，你必须能够重新振作起来。
对于 Mission 6 的学生来说，事件发生了幸运但令人紧张的转折。NASA 和 NanoRacks 努力使学生实验有可能包含在下一次 SpaceX CRS-5 飞行任务中。然后，这些小组不得不在社区的协助下，在极其紧张的期限内争分夺秒地重建数月的工作。危在旦夕的不是奖项，而是回答他们在几个月前的提案中提出的问题的机会。
实验返回地球后，学生们将有机会处理和解释他们的数据，并在正式的研究研讨会上展示它：在史密森尼国家航空航天博物馆与他们所有的研究同行进行幻灯片演示。在考虑让年轻学生在这样的论坛上展示的价值时，戈尔茨坦博士再次询问他的同事们第一次被要求进行正式研究演示是什么时候。答案再次是研究生院。
“我认为我们常常对学生评价过低，”戈尔茨坦博士说。“我们将学生和教师放在一个小盒子里，我们剥夺了他们探索真正好奇心的机会和回报。”拿走盒子的一块导致了超过 10,000 份提案、11 次任务，以及对 STEM 教育和参与意味着什么的新视角。随着下一次发射即将在 6 月到来，我们可以亲眼目睹新的一批社区重新掌控自己的 STEM 学习，并抓住机会参与真实的科学体验。
来源
图片
http://spaceflight.nasa.gov/gallery/images/shuttle/sts-128/html/s128e009996.html
http://ssep.ncesse.org/communities/experiments-selected-for-flight/selected-experiments-on-ssep-mission-4-to-iss/cfn201-nyc-ny/
http://ssep.ncesse.org/communities/experiments-selected-for-flight/selected-experiments-on-ssep-mission-4-to-iss/huron-county-mi-2/
http://ssep.ncesse.org/communities/experiments-selected-for-flight/selected-experiments-on-ssep-mission-5-to-iss/hillsborough-county-florida/
http://ssep.ncesse.org/communities/experiments-selected-for-flight/selected-experiments-on-ssep-mission-4-to-iss/pharr-tx/
http://ssep.ncesse.org/communities/wp-content/uploads/2012/12/Traverse-City-Michigan.jpg