Forbedring af sko, brusere, 3-D-print:Forskningsopsendelse til rumstationen

En række videnskabelige undersøgelser, sammen med forsyninger og udstyr, opsendelse til den internationale rumstation på den 20. SpaceX kommercielle genforsyningsmission. Dragon-fragtrumfartøjet er planlagt til at forlade Jorden den 6. marts fra Space Launch Complex 40 på Cape Canaveral Air Force Station i Florida. Dets last omfatter forskning i partikelskumfremstilling, dannelse af vanddråber, den menneskelige tarm og andre banebrydende undersøgelser.

rumstationen, nu i sit 20. år med vedvarende menneskelig tilstedeværelse, giver mulighed for forskning fra offentlige myndigheder, privat industri, og akademiske institutioner og forskningsinstitutioner. Sådan forskning understøtter Artemis, NASAs missioner til Månen og Mars, og fører til nye teknologier, medicinske behandlinger og produkter, der forbedrer livet på Jorden.

Højteknologiske sko fra rummet

Partikelskumstøbning er en fremstillingsproces, der blæser tusindvis af piller ind i en form, hvor de smelter sammen. Skofirmaet Adidas bruger denne proces til at lave ydeevne mellemsåler, laget mellem skosålen og indersålen under din fod, for sine produkter. BOOST Orbital Operations on Spheroid Tesellation (Adidas BOOST) undersøgelsen ser på, hvordan flere typer pellets opfører sig i denne støbeproces. Ved at bruge én type pellet skabes et skum med de samme egenskaber i hele sålens komponent. Brug af flere pellettyper kan give ingeniører mulighed for at ændre mekaniske egenskaber og optimere skoens ydeevne og komfort. Fjernelse af tyngdekraften fra processen muliggør et nærmere kig på pellets bevægelse og placering under processen.

Resultaterne af denne undersøgelse kunne demonstrere fordelene ved mikrogravitationsforskning til fremstillingsmetoder, bidrager til øget kommerciel brug af rumstationen. Nye processer til partikelskumstøbning kan gavne en række andre industrier, herunder emballage og dæmpningsmaterialer.

Nyt anlæg uden for rumstationen

Bartolomeo-anlægget, skabt af ESA (European Space Agency) og Airbus, fastgøres til ydersiden af ​​det europæiske Columbus-modul. Designet til at give nye videnskabelige muligheder på ydersiden af ​​rumstationen for kommercielle og institutionelle brugere, anlægget tilbyder uhindret udsigt både mod Jorden og ud i rummet. Eksperimenter afholdt i Bartolomeo modtager omfattende missionstjenester, herunder teknisk support til klargøring af nyttelasten, lancering og installation, operationer og dataoverførsel og valgfri tilbagevenden til Jorden. Potentielle anvendelser omfatter jordobservation, robotteknologi, materialevidenskab og astrofysik.

Airbus samarbejder med United Nations Office of Outer Space Affairs for at tilbyde FN-medlemsstater muligheden for at flyve en nyttelast på Bartolomeo. Udviklingslandene opfordres især til at deltage, og missionen er helliget FN's mål for bæredygtig udvikling. Bartolomeo er opkaldt efter Christopher Columbus' yngre bror.

At spare på vandet i bruseren

Dråbedannelsesstudier i mikrogravitet (Droplet Formation Study) evaluerer dannelsen af ​​vanddråber og vandstrømmen af ​​Delta Faucets H2Okinetic brusehovedteknologi. Reducerede strømningshastigheder i bruserenheder sparer vand, men kan også reducere deres effektivitet. Det kan få folk til at tage længere brusebade, underminerer målet om at bruge mindre vand. Tyngdekraftens fulde virkning på dannelsen af ​​vanddråber er ukendt, og forskning i mikrotyngdekraft kan hjælpe med at forbedre teknologien, skabe bedre ydeevne og forbedret brugeroplevelse, samtidig med at du sparer vand og energi.

Indsigt opnået fra denne undersøgelse har også potentielle anvendelser i forskellige anvendelser af væsker på rumfartøjer, fra menneskeligt forbrug af væsker til affaldshåndtering og brug af væsker til køling og som drivmidler.

Studerer den menneskelige tarm på en chip

Organ-Chips som en platform til at studere virkninger af rum på menneskelig enterisk fysiologi (Gut on Chip) undersøger effekten af ​​mikrogravitation og andre rumrelaterede stressfaktorer på bioteknologivirksomheden Emulates menneskelige innerverede tarm-chip (hiIC). Denne Organ-Chip-enhed muliggør studiet af organfysiologi og sygdomme i laboratoriemiljøer. Det giver mulighed for automatiseret vedligeholdelse, inklusive billeddannelse, prøveudtagning, og lagring på kredsløb og data downlink til molekylær analyse på Jorden.

En bedre forståelse af, hvordan mikrotyngdekraft og andre potentielle rumrejsestressorer påvirker tarmens immunceller og modtagelighed for infektion, kan hjælpe med at beskytte astronauternes sundhed på fremtidige langsigtede missioner. Det kunne også hjælpe med at identificere de mekanismer, der ligger til grund for udviklingen af ​​tarmsygdomme og mulige mål for terapier til at behandle dem på Jorden.

Mod bedre 3D-print

Selvmontering og selvreplikering af materialer og enheder kan muliggøre 3D-print af reservedele og reparationsfaciliteter på fremtidige langvarige rumrejser. Bedre design og samling af strukturer i mikrogravitation kunne også gavne en række forskellige felter på Jorden, fra medicin til elektronik.

Ikke-ligevægtsbehandlingen af ​​partikelsuspensioner med termiske og elektriske feltgradienter (ACE-T-Ellipsoids) eksperimenter designer og samler komplekse tredimensionelle kolloider - små partikler suspenderet i en væske - og styrer partiklernes tæthed og opførsel med temperaturen. Kaldes selvsamlede kolloide strukturer, disse er afgørende for design af avancerede optiske materialer, men kontrol af partikeltæthed og adfærd er især vigtig for deres brug i 3-D print. Mikrotyngdekraft giver indsigt i forholdet mellem partikelform, krystal symmetri, tæthed og andre egenskaber.

Funktionelle strukturer baseret på kolloider kan føre til nye enheder til kemisk energi, meddelelse, og fotonik.

Voksende menneskelige hjerteceller

Generering af kardiomyocytter fra human-inducerede pluripotente stamcelle-afledte hjerteprogenitorer udvidet i mikrogravitation (MVP Cell-03) undersøger, om mikrogravitation øger produktionen af ​​hjerteceller fra human-inducerede pluripotente stamceller (hiPSC'er). HiPSC'er er voksne celler genetisk omprogrammeret tilbage til en embryonisk-lignende pluripotent tilstand, hvilket betyder, at de kan give anledning til flere forskellige typer celler. Dette gør dem i stand til at levere en ubegrænset kilde til menneskelige celler til forsknings- eller terapeutiske formål. For MVP Cell-03, Forskere får stamcellerne til at generere hjerte-precursorceller, dyrke derefter disse celler på rumstationen til analyse og sammenligning med kulturer dyrket på Jorden.

Disse hjerteceller eller kardiomyocytter (CM'er) kan hjælpe med at behandle hjerteabnormiteter forårsaget af rumflyvning. Ud over, videnskabsmænd kunne bruge dem til at genopbygge celler, der er beskadiget eller mistet på grund af hjertesygdom på jorden og til celleterapi, sygdomsmodellering og lægemiddeludvikling. Menneskeligt hjertevæv beskadiget af sygdom kan ikke reparere sig selv, og tab af CM'er bidrager til eventuel hjertesvigt og død.