آژانس هوافضای ژاپن در پایگاه زمینی خود، یک شیشه ذوب شده را در ایستگاه فضایی بین‌المللی از راه دور و با کمک یک شناورکننده ساختند. بسیاری از انواع شیشه از جمله شیشه‌هایی که برای وسایل نوری نسل بعد ساخته می‌شوند ساختارها و آرایش اتمی مشابه دارند که می‌توان آن‌ها را به خوبی در فضا ساخت.
تیمی از دانشمندان آژانس هوافضای ژاپن (JAXA) و ناسا با تکیه بر دستاوردهای علمی گذشته تا حال، محک تازه‌ای را برای آزمایش‌های آینده طرح‌ریزی کرده‌اند که شامل ساختن موادی در فضا است؛ نه موادی که روی زمین برای فضا ساخته می‌شوند.
لازمه این کار شناخت مکانیسم‌هایی است که در روند ساختن مواد در فضا دخالت دارند، اما ممکن است عناصری مورد نیاز در زمین قابل دسترس نباشند. دانشمندان به کمک سریع‌ترین انکسار سنج نوترونی (neutron diffractometer) جهان با نام نوماد (NOMAD) با مشاهده بالا جستن نوترون‌ها پس از برخورد با اتم‌ها می‌توانند آرایش اتمی مواد را ترسیم کنند.
تاثیر NOMAD در پژوهش‌های علمی و توسعه صنعت
NOMAD که در آزمایشگاه چشمه نوترون اسپالاسیون (Spallation Neutron Source به اختصار SNS) ساخته شده یکی از ۲۰ دستگاه موجود است که به دانشمندان برای یافتن پاسخ به پرسش‌های بزرگ و ایجاد نوآوری‌های بی‌شمار کمک می‌کند؛ مانند داروهای کارآمدتر برای درمان بیماری‌ها، موتورهای قابل اطمینان‌تر هواپیما و ماهواره‌ها، خودروهایی با مصرف سوخت بهینه و باتری‌هایی ایمن‌تری که سریع‌تر شارژ می‌شوند و دوام بیشتری دارند.
چشمه نوترون اسپالاسیون یک منبع ذرات نوترون با شتاب‌دهنده است که شدیدترین جریان‌های پرتوهای نوترونی جهان را برای پژوهش‌های علمی و توسعه صنعت فراهم می‌کند.
پس از گذشت چند ماه، زمانی که ماموریت بعدی این آژانس ژاپنی به اتمام رسید و شیشه ساخته شده در ایستگاه فضایی به زمین آورده شد پژوهشگران با استفاده از تکنیک‌هایی که شامل نوترون، پرتو ایکس و میکروسکوپ‌های قدرتمند است شیشه ساخته و ذوب شده در فضا را با شیشه‌ای که در زمین ساخته و ذوب می‌شود مقایسه کردند.
این قیاس نشان داد که با روش‌های بدون ظرف، مانند تکنیک استفاده از شناورکننده می‌توانند انواع شیشه نامتعارف را در شرایط ریزگرانش ساخت. شناورکننده با معلق نگه‌داشتن نمونههای مورد آزمایش از تماس آن با مواد دیگر جلوگیری می‌کند.
پژوهشگران به کمک NOMAD در آزمایشگاه چشمه نوترون اسپالاسیون نمونههای شیشه را به کمک نوترون‌ها مشاهده کردند و در چشمه فوتون پیشرفته در آزمایشگاه ملی آرگون (Argonne National Laboratory) آمریکا نمونههای شیشه را به کمک پرتو ایکس مشاهده و بررسی کردند. ساخت این شیشه در ایستگاه فضایی بین‌المللی نشان داد که مواد زیادی قابل انتقال به فضا و بازگرداندن به زمین هستند و NOMAD برای این آزمایش بسیار مناسب بود.
دانه‌های شیشه مذاب ساخته شده هر‌کدام به قطر یک‌هشتم اینچ بودند که اندازه‌گیری آن‌ها از لحاظ ساختار اتمی بسیار دشوار است، اما از آنجا که NOMAD در اندازه‌گیری نمونههای بسیار کوچک یک ابزار برتر است، به‌راحتی مقایسه دانه‌هایی که در آزمایشگاه ساخته شدند با دانه‌هایی که در فضا ساخته شدند را امکان‌پذیر کرد.
چنین فناوری‌های متحول‌کننده‌ای که با ریتم زندگی روزانه ما در‌هم آمیخته‌اند، حاصل سال‌ها اکتشاف و ساخت موادی هستند که می‌توانند شرایط و محیط‌های سخت را در خارج از جو زمین تحمل کنند. آن‌ها نتیجه دهه‌ها تلاش برای پایه‌ریزی طرح‌ها و ایده‌هایی در علوم پایه هستند تا معلوم شود اتم‌ها در مواد مختلف و تحت شرایط مختلف چه رفتاری از خود نشان می‌دهند. نبوغ انسان و گرانش صفر سبب بهره‌مندی انسان از مزایای علم در فضا شده که یک نمونه از این مزایا تلفن‌های هوشمند مجهز به سامانه‌های ناوبری و دوربین است.