Videnskab uden tyngdekraft på den internationale rumstation

I løbet af to årtier, der kredser om Jorden, er den internationale rumstation blevet et banebrydende kosmisk laboratorium, med astronauter, der forsker i alt fra sorte huller til sygdom og endda havearbejde i mikrotyngdekraft.

ISS, som kredser omkring 250 miles over Jorden, er så stor som en fodboldbane indeni og delt op som en bikube i rum, hvor besætningen kan udføre forsøg med vejledning fra forskere på jorden.

Tit, astronauterne er også marsvinene.

Mere end 3, 000 videnskabelige tests er blevet udført på ISS siden dens bemandede missioner begyndte i 2000.

"Fra et videnskabeligt perspektiv, der har været nogle store opdagelser, " sagde Robert Pearlman, rumhistoriker og medforfatter til "Space Stations:The Art, Videnskab, og virkeligheden ved at arbejde i rummet".

Den seneste mission - opkaldt "Alpha" efter Alpha Centauri, det nærmeste stjernesystem til vores eget - vil ikke være nogen undtagelse.

'Mini-hjerne'

På torsdag, De amerikanske astronauter Shane Kimbrough og Megan McArthur, Akihiko Hoshide fra Japan Aerospace Exploration Agency og Thomas Pesquet fra European Space Agency vil sprænge af sted mod ISS ombord på SpaceX-missionen Crew-2.

De har sandsynligvis travlt.

Sideløbende med arbejdet med at vedligeholde selve rumstationen, omkring hundrede eksperimenter er i dagbogen for deres seks måneder lange mission.

Disse omfatter en akustisk teknik, der bruger ultralydsbølger til at flytte og manipulere genstande eller væsker uden at røre dem.

Frankrigs Pesquet har sagt, at hans foretrukne planlagte forskning er en undersøgelse, der undersøger virkningerne af vægtløshed på hjernens organoider - minihjerner skabt ved hjælp af stamcelleteknologi.

Forskere håber, at denne forskning i sidste ende kan hjælpe rumbureauer med at forberede sig til fjerne rummissioner, som vil udsætte besætninger for rummets strabadser i lange perioder, og endda hjælpe med at bekæmpe hjernesygdomme på Jorden.

"Det lyder virkelig som science fiction for mig, " jokede Pesquet, en rumfartsingeniør.

Der er løbende forskning i det, der er kendt som "vævschips" - små modeller af menneskelige organer, der består af forskellige typer celler og bruges til at studere ting som ældning i immunsystemet, nyrefunktion og muskeltab.

"Vi forstår ikke helt hvorfor men i mikrogravitation, celle-til-celle kommunikation fungerer anderledes, end den gør i en cellekulturkolbe på Jorden, " sagde Liz Warren, senior programdirektør ved ISS US National Laboratory, tilføjelse af celler samles også forskelligt.

"Disse funktioner gør det muligt for celler at opføre sig mere, som de gør, når de er inde i kroppen. Således, mikrogravitation ser ud til at give en unik mulighed for vævsteknologi."

Et andet vigtigt element i missionen er at opgradere stationens solenergisystem ved at installere nye kompakte paneler, der ruller op som en enorm yogamåtte.

Crew-2's opsendelsesdag falder sammen med Jordens dag, og når besætningen vender tilbage, vil de også have bidraget til miljøforskning ved at tage 1,5 millioner billeder af fænomener som kunstig belysning om natten, algeopblomstring, og opløsningen af ​​antarktiske ishylder.

Eksperimentel evolution

Forsøgene er designet til langsigtet, ud over individuelle missioner, sagde Sebastien Barde fra Frankrigs Cadmos, som organiserer mikrogravitationsvidenskabelige eksperimenter i rummet.

Studiet af vægtløshed - eller mikrotyngdekraft - er gået fra "banebrydende til noget standardiseret", med stadig mere præcise målemetoder, sagde Barde.

"For tyve år siden, der var ingen ultralydsmaskine om bord, " han tilføjede.

Claudie Haignere, den første franske kvinde, der fløj i rummet, besøgte ISS i 2001 og husker den som temmelig "dårligt udstyret".

Nu siger hun, at det kan prale af "ekstraordinære laboratorier".

Astronauterne bliver også længere - seks måneder, kontra fjorten dage for de første bemandede flyvninger - hvilket giver forskerne mere tid til at måle virkningerne af mikrotyngdekraften på dem.

'Stjerner nok'

Rumflyvning ændrer menneskekroppen.

Det svækker muskler og knogler og påvirker hjertet og blodkarrene. Nogle af virkningerne ligner en fremskyndet progression af aldring og sygdomme på Jorden.

Mens de er forsøgskaniner for denne forskning, ISS-mandskabet har også indsamlet data om sorte huller, pulsarer og kosmiske partikler for at hjælpe med at udvide vores forståelse af universet.

Med evnen til at dyrke supplerende mad, der ses som et vigtigt skridt til at hjælpe mennesker med at vove sig dybere ind i rummet, de har endda lavet nogle eksperimenterende havearbejde.

I 2015 astronauter prøvede deres første rumdyrkede salat, og de har siden prøvet at dyrke radiser.

Pearlman sagde, at opdagelserne spænder fra dem, der er relateret til menneskers sundhed - som en behandling for salmonella - til eksperimentel teknik.

"En meget lovende teknologi lige nu, der lige er på nippet til at ske, er 3D-print af kropsdele, " han sagde.

Nogle har udtrykt bekymring over omkostningerne ved ISS, mens NASA selv søger at koble fra, da dens opmærksomhed skifter til det dybere rum.

Men Barde sagde rumstationen, planlagt at gå på pension i 2028, er den eneste platform for nogle videnskabsmænd til at forfølge deres forskning, hvad enten det er inden for medicin eller materialevidenskab, der har brug for et miljø uden tyngdekraft.

Han afviste ideen om, at vi har lært alt, hvad vi har brug for at vide:"Det er som at spekulere på, om du virkelig har brug for at forstørre et teleskop, fordi du har set 'nok' stjerner!"

© 2021 AFP