חיידקים, עצם ועוד: הנה המדע שמשגר לתחנת החלל ביום ראשון

טיל אנטארס וכמוסת סייגנוס פנו לתחנת החלל הבינלאומית ב- 9 בפברואר 2020, הועלו למצב אנכי על משטח שיגור במתקן הטיסה של וולופס של נאס"א בוירג'יניה.

(תמונה: © נאס"א / אוברי ג'מיניאני)

נאס"א משיקה שלל אספקת צוותים ומטענים מדעיים לתחנת החלל הבינלאומית ביום ראשון (9 בפברואר) ממתקן הטיסה של וולופס של נאס"א בווירג'יניה.

מונח על רקטת אנטארס הוא חללית מטען של נורת'רופ גרוממן סיגנוס, ותחומה פנימה תהיה כמעט 8,000 קילוגרמים. (3,600 קילוגרם) של חומרים מתכלים. הקפסולה תביא אספקה ​​לצוות המתגורר כיום בתחנת החלל.

בנוסף על החללית יהיו מגוון ניסויים וציוד מחקר. אלה יתמכו בחקירות בנושאים הכוללים תרבויות רקמות ותאים ודלקים ביולוגיים.

בתמונות: רקטת אנטארס משגרת כלי רכב מטען של Cygnus NG-12 לתחנת החלל

מעבדה לביולוגיה ניידת

מעבדת ביולוגיה מיניאטורית חדשה מועברת לתחנת החלל בכמוסת Cygnus. המערכת מכונה SpaceLab הנייד, והיא פרויקט הדגמה טכנולוגית שלפי המדענים מקווים שיכול להפגין דרך חדשה לבצע ניסויים במסלול. הסיבה לכך היא כי Mobile SpaceLab הוא מתקן לגידול רקמות ותאים המיועד לתפקד באופן אוטונומי, לביצוע ניסוי של עד חודש מבלי להשתמש בזמן אסטרונאוט יקר.

ה- SpaceLab הנייד, שפותח על ידי HNu Photonics, חברת הנדסה מבוססת הוואי, יציע לחוקרים פלטפורמה אוטומטית מהפכת מהירה לביצוע ניסויים ביולוגיים מתקדמים במיקרובייט. המתקן מופעל על ידי צוותים בשטח מרחוק, והאוטומציה מאפשרת לחוקרים לצפות בתפקודים הסלולריים בטכניקה המכונה מיקרוסקופיה.

היכולת להתבונן בתרבויות תאים במיקרובראוויציה תספק לחוקרים נתונים בזמן אמת על אופן התנהגותם של הרקמות במרחב. מיקרו-גרביטי מחקה טוב יותר את אופן התנהגותו של הגוף בגוף האדם מאשר כל סביבה מלאכותית בשטח.

במהלך המשימה הראשונית הזו הצוות שולח תאי נוירובלסטומה - סוג של סרטן תאי עצב. באופן ספציפי, הניסוי יבחן כיצד התאים מתבגרים, מה שביולוגים מכנים בידול תאים וכיצד מיקרובראוויציה משפיעה על תהליך זה.

"כוח המשיכה הוא כוח בסיסי שכולנו נתונים עליו כאן על כדור הארץ", אמר דווין רידגלי, המדען הראשי ב- Scorpio-V, במהלך מסיבת עיתונאים של נאס"א שהתקיימה ב- 29. בינואר. "זה יכול להשפיע בצורה דרסטית על איך מבדיל תאים, המשפיע על ארגון ותקשורת סלולרית ויכול להוביל לירידה קוגניטיבית. " הוא הוסיף כי הניסוי יכול לעזור למדענים להבין טוב יותר את ההשפעות של מסע בחלל על המוח.

חיידקים בחלל

צוות מאוניברסיטת אלסקה ישלח חבילה של חיידקי E. coli מהונדסים גנטית לתחנת החלל. כאן על פני האדמה, האורגניזמים יכולים לייצר תרכובת הנקראת איזובוטן, שהיא מבשר לפלסטיק וגומי ויכולה לשמש מעצמה כדלק ביולוגי.

חיידקים אלה יכולים לייצר איזובוטן על ידי הזנת שפכים, זבל ובלגן שנותר מקציר תירס. אז השימוש בחיידקים לייצור החומר היה מנוגד בחדות לשיטות הנוכחיות לייצור איזובוטן, הדורשות תגובות כימיות בעלות אנרגיה גבוהה ומרכיבים כבדים בנפט.

אבל החיידקים מייצרים רק כמויות קטנות מאוד של התרכובת, ולכן החוקרים רוצים לזהות כיצד האורגניזמים מייצרים איזובוטן, בתקווה להגדיל את שיעורי הייצור גנטית. כדי להבין טוב יותר כיצד פועל תהליך זה, החוקרים יתבוננו בקבוצה של אי-קולי משופרת גנטית ותחקור באיזו יעילות החיידקים מייצרים איזובוטן לעומת מקביליהם היבשתיים.

הפעילות המטבולית של החיידק משתנה במיקרו-גרביטציה, ולכן החוקרים מנסים לבדוק אם החיידקים מייצרים איזובוטן פחות או יותר בחלל. אם המדענים מבינים כיצד החיידקים מייצרים איזובוטן, הם יכולים להנדס גנטית חיידקים יעילים יותר, תוך צמצום הצורך בתהליכים כימיים עתירי אנרגיה. החוקרים אמרו כי הדבר יקטין בסופו של דבר את זיהום הסביבה.

אובדן עצם בחלל

מיליוני אמריקאים מאבדים מסת עצם מדי שנה בגלל חוסר איזון בשיפוץ העצמות, כאשר הגוף אינו מייצר עצם חדשה במהירות כפי שהוא סופג עצם ישנה יותר. המחלה, המכונה אוסטאופניה, היא תחילתה של אוסטאופורוזיס. בעצמות שלנו יש תהליך שבאופן טבעי הם יוצרים וממיסים חומר עצם באופן שווה, אך לעיתים תהליך זה יוצא מכלל המזל.

חוסר איזון יכול להתרחש כאשר הגוף נלחץ, כמו מה שקורה במיקרובריבציה. אז מדענים רוצים להשתמש בתחנת החלל כדי לפתח טיפולים להפחתת השפעות אלה, הן על כדור הארץ והן בחלל.

"אסטרונאוטים מאבדים 1 עד 2.5% ממסת העצם שלהם בחודש", אמר לואי קידר, ביולוג עצמות מאוניברסיטת מינסוטה וחוקר שותף לפרויקט. "זה ייקח שנה עם אוסטאופורוזיס."

הוא הוסיף כי סביבת המיקרובראציה של תחנת החלל מאפשרת הבנה טובה יותר של תאי העצם מגיבים לכמויות משתנות של כוח כבידה. הקבוצה תשלח אוסטאובלסטים (תאי עצם) כדי לחקור כיצד הם מגיבים למיקרוביה, ומשווים את התוצאה להתנהגות קבוצתית קרקעית.

התאים מבוססי האדמה יהיו במכשיר ריחוף מגנטי המדמה את תנאי החלל. אם יתברר שהוא סימולטור יעיל, הוא יכול לעזור לחוקרים כאן על כדור הארץ להבין טוב יותר את אובדן העצמות ולאפשר להם לפתח טיפולים נוספים כדי להפחית את האובדן - ללא צורך ברקטה.

ברוס האמר, רדיולוג מאוניברסיטת מינסוטה וחוקר שותף בפרויקט, אמר במהלך מסיבת החדשות כי "אובדן העצם במיקרובראוויציה מואץ בהשוואה לכדור הארץ. "בעזרת ה [ניסוי] זה, אנו יכולים להסתכל על המנגנונים והטיפולים האפשריים."

מדע נוסף

זו רק דוגמה מחקירות המחקר שהושקו על סיפון סיגנוס. ניסוי גידול צמחי חדש יבחן כיצד אפונה, המכונה גם אפונה שחורה-עיניים, ושעועית נפוצה צומחת במיקרו-כוח משיכה, כחלק מהמאמצים המתמשכים של נאס"א לגדל מזון בחלל.

מחקר חדש נוסף יבדוק כיצד קרינה ומיקרובירציה משפיעים על הקשר של נגיף והחיידק שהוא מדביק. החוקרים מקווים שמחקר זה יביא לטיפולים אנטיבקטריאליים חדשים.

סייגנוס יבצע גם ניסוי שריפה חדש, שנקרא Saffire IV, אשר ילמד כיצד להבות צומחות ומגיבות במגוון לחצים וריכוזי חמצן. איטרציות קודמות של ניסוי זה בדקו כיצד להבות מתפשטות על חומרים ספציפיים שעלולים להימצא בחללית. ניסוי זה ימשך זאת על ידי בדיקת הדליקות בלחצים נמוכים יותר וריכוזי חמצן גבוהים יותר, כדי לחקות מקרוב את תנאי החלל. הניסוי יבדוק גם שיטות לגילוי שריפות וניקוי לאחר מכן.

זוהי טיסת סייגנוס השנייה במסגרת חוזה שירותי ההספקה המסחרית של נורטרופ גרוממן 2 והיא משלוח המטען הראשון לתחנת החלל השנה. תוכלו לצפות בהשקה כאן ביום ראשון Space.com (9 בפברואר), כאשר הפיצוץ ממוקד לשעה 05:39. EST (2239 GMT).

• ניסוי קרינה, תנור עוגיות ועוד פנו לתחנת החלל באוניית המטען של סיגנוס
• רקטת אנטארס משגרת את אוניית המטען של סיגנוס למשימת מרתון עבור נאס"א
• הניסוי הזה של נאס"א מראה הבטחה למזון טרי בחווה בחלל