Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Astronomi

SpaceX CRS-22 mission til rumstation opsender vandbjørne, blæksprutte, solpaneler

Cell Science-04 flyver tardigrader, eller vandbjørne, til rumstationen for en undersøgelse, der søger at identificere de gener, der er involveret i dens tilpasning og overlevelse i miljøer med høj stress. Kredit:Thomas Boothby, University of Wyoming

Den 22. SpaceX-fragtforsyningsmission med videnskabelig forskning og teknologidemonstrationer lanceres til den internationale rumstation fra NASAs Kennedy Space Center i Florida tidligst den 3. juni. Eksperimenter ombord inkluderer at studere, hvordan vandbjørne tolererer rummet, om mikrotyngdekraft påvirker symbiotiske forhold, analysere dannelsen af ​​nyresten, og mere.

Højdepunkter af nyttelasterne på denne genforsyningsmission inkluderer:

Vandbjørne tager plads

Tardigrader, kendt som vandbjørne på grund af deres udseende under et mikroskop og almindelige levesteder i vand, er små væsner, der tolererer miljøer mere ekstreme end de fleste livsformer kan. Det gør dem til en modelorganisme til at studere biologisk overlevelse under ekstreme forhold på Jorden og i rummet. Ud over, forskere har sekventeret genomet af tardigraden Hypsibius exemplaris og udviklet metoder til at måle, hvordan forskellige miljøforhold påvirker tardigrade genekspression. Cell Science-04 karakteriserer den molekylære biologi af kortsigtet og multigenerationel overlevelse af vandbjørne, identifikation af generne involveret i tilpasning og overlevelse i højstressede miljøer.

Resultaterne kunne fremme forståelsen af ​​de stressfaktorer, der påvirker mennesker i rummet, og understøtte udviklingen af ​​modforanstaltninger. "Rumflyvning kan være et virkelig udfordrende miljø for organismer, inklusive mennesker, som har udviklet sig til forholdene på Jorden, " siger hovedefterforsker Thomas Boothby. "En af de ting, vi virkelig er ivrige efter at gøre, er at forstå, hvordan tardigrader overlever og formerer sig i disse miljøer, og om vi kan lære noget om de tricks, de bruger, og tilpasse dem til at beskytte astronauter."

Disse umodne bobtail blæksprutter (Euprymna scolopes) er en del af UMAMI, en undersøgelse, der undersøger, om rummet ændrer det symbiotiske forhold mellem blæksprutten og bakterien Vibrio fischeri. Kredit:Jamie S. Foster, University of Florida

Symbiotiske blæksprutter og mikrober i mikrotyngdekraft

UMAMI undersøger virkningerne af rumflyvning på de molekylære og kemiske interaktioner mellem gavnlige mikrober og deres dyreværter. Mikrober spiller en væsentlig rolle i den normale udvikling af dyrevæv og i opretholdelsen af ​​menneskers sundhed. "Dyr, inklusive mennesker, stole på vores mikrober for at opretholde et sundt fordøjelsessystem og immunsystem, " siger UMAMIs hovedefterforsker Jamie Foster. "Vi forstår ikke fuldt ud, hvordan rumflyvning ændrer disse gavnlige interaktioner. UMAMI-eksperimentet bruger en glød-i-mørke-blæksprutte til at løse disse vigtige spørgsmål inden for dyresundhed."

Bobtailblæksprutten, Euprymna scolopes, er en dyremodel, der bruges til at studere symbiotiske forhold mellem to arter. Denne undersøgelse hjælper med at afgøre, om rumflyvning ændrer det gensidigt gavnlige forhold, som kunne støtte udvikling af beskyttelsesforanstaltninger og afbødning for at bevare astronauternes sundhed på langvarige rummissioner. Arbejdet kunne også føre til en bedre forståelse af de komplekse interaktioner mellem dyr og gavnlige mikrober, herunder nye og nye veje, som mikrober bruger til at kommunikere med dyrevæv. En sådan viden kan hjælpe med at identificere måder at beskytte og forbedre disse relationer for bedre menneskers sundhed og velvære på Jorden.

Ultralyd på stedet

Butterfly IQ Ultrasound demonstrerer brugen af ​​en bærbar ultralyd i forbindelse med en mobil computerenhed i mikrotyngdekraft. Undersøgelsen indsamler besætningsfeedback om let håndtering og kvaliteten af ​​ultralydsbillederne, herunder billedopsamling, Skærm, og opbevaring.

"Denne type kommerciel off-the-shelf-teknologi kan give vigtige medicinske kapaciteter til fremtidige udforskningsmissioner uden for lavt kredsløb om Jorden, hvor øjeblikkelig jordstøtte ikke er tilgængelig, " siger Kadambari Suri, integrationsansvarlig for Butterfly iQ Technology Demonstration "Undersøgelsen undersøger også, hvor effektive just-in-time instruktioner er til autonom brug af enheden af ​​besætningen." Teknologien har også potentielle anvendelser til medicinsk behandling i fjerntliggende og isolerede omgivelser på Jorden.

En frøplante af bomuld til TICTOC-undersøgelsen klargjort til flyvning. TICTOC undersøger, hvordan rodsystemets struktur påvirker bomuldsplantens modstandsdygtighed, vandforbrugseffektivitet, og kulstofbinding i den kritiske fase af kimplanteetablering. Kredit:Simon Gilroy, University of Wisconsin-Madison

Udvikling af bedre robotchauffører

Pilot, en undersøgelse fra ESA (European Space Agency) og Centre National d'Etudes Spatiales (CNES), tester effektiviteten af ​​fjernbetjening af robotvåben og rumfartøjer ved hjælp af virtual reality og grænseflader baseret på haptik, eller simuleret berøring og bevægelse. Test af ergonomien til styring af robotarme og rumfartøjer skal udføres i mikrotyngdekraft, fordi design fra jordbaseret test ville bruge ergonomiske principper, der ikke passer til forhold, der opleves på et rumfartøj i kredsløb. Pilote sammenligner eksisterende og nye teknologier, inklusive dem, der for nylig er udviklet til teleoperation og andre, der bruges til at pilotere Canadarm2- og Soyuz-rumfartøjerne. Undersøgelsen sammenligner også astronautens præstation på jorden og under langvarige rummissioner. Resultater kan hjælpe med at optimere ergonomien af ​​arbejdsstationer på rumstationen og fremtidige rumfartøjer til missioner til Månen og Mars.

Beskyttelse af nyrer i rummet og på Jorden

Nogle besætningsmedlemmer udviser en øget modtagelighed for nyresten under flyvning, hvilket kan påvirke deres helbred og missionens succes. Nyreceller-02-undersøgelsen bruger en 3-D nyrecellemodel (eller vævschip) til at studere virkningerne af mikrotyngdekraft på dannelsen af ​​mikrokrystaller, der kan føre til nyresten. Det er en del af Tissue Chips in Space-initiativet, et partnerskab mellem ISS U.S. National Laboratory og National Institutes of Health's National Center for Advancing Translational Sciences (NCATS) for at analysere virkningerne af mikrotyngdekraft på menneskers sundhed og oversætte det til forbedringer på Jorden. Denne undersøgelse kunne afsløre kritiske veje til udvikling og progression af nyresygdom, potentielt føre til terapier til behandling og forebyggelse af nyresten for astronauter og for 1 ud af 10 mennesker på Jorden, der udvikler dem.

"Med denne undersøgelse, vi håber at identificere biomarkører eller 'signaturer' af cellulære ændringer, der opstår under dannelsen af ​​nyresten, " siger hovedforsker Ed Kelly. "Dette kan føre til nye terapeutiske indgreb. Begrundelsen for at udføre denne undersøgelse på rumstationen er, at mikrokrystallerne opfører sig på en måde som det, der sker i vores egne nyrer, hvilket betyder, at de forbliver suspenderet i nyrechipsrørene og ikke synker til bunds, som de gør i laboratorier på Jorden."

Producerer hårdere bomuld

Bomuldsplanter, der overudtrykker et bestemt gen, viser øget modstand mod stressfaktorer, såsom tørke, og giver 20 % mere bomuldsfibre end planter uden den egenskab under visse stressforhold. Denne stressresistens er foreløbigt blevet forbundet med at have et forbedret rodsystem, der kan udnytte en større mængde jord til vand og næringsstoffer. Målretning af forbedret bomuld gennem dyrkning i kredsløb (TICTOC) studerer, hvordan rodsystemstrukturen påvirker planternes modstandsdygtighed, vandforbrugseffektivitet, og kulstofbinding i den kritiske fase af kimplanteetablering. Rodvækstmønstre afhænger af tyngdekraften, og TICTOC kunne hjælpe med at definere, hvilke miljøfaktorer og gener, der styrer rodudvikling i fravær af tyngdekraft.

Bomuld bruges i en række forbrugerprodukter fra tøj til lagner og kaffefiltre, men virkningerne af dens produktion omfatter betydelig vandforbrug og intensiv brug af landbrugskemikalier. "Vi håber at afsløre træk ved rodsystemdannelse, som opdrættere og videnskabsmænd kan målrette mod for at forbedre egenskaber såsom tørkeresistens eller næringsstofoptagelse, begge nøglefaktorer i miljøpåvirkningerne af moderne landbrug, " siger hovedefterforsker Simon Gilroy. Forbedret forståelse af bomuldsrodsystemer og tilhørende genekspression kan muliggøre udvikling af mere robuste bomuldsplanter og reducere brugen af ​​vand og pesticider.

Bonus power

Nye solpaneler er på vej til stationen for at øge den tilgængelige energi til forskning og andre aktiviteter ombord. ISS Roll-out Solar Array (iROSA) består af kompakte paneler, baseret på teknologi, der tidligere er demonstreret på stationen, der ruller op som at rulle et langt tæppe ud. Ekspedition 65-besætningen er planlagt til at begynde forberedelserne til at supplere stationens eksisterende stive paneler denne sommer med det første par af seks nye arrays.


Varme artikler