За более чем 20 лет астронавты Международной космической станции (МКС) провели тысячи научных экспериментов в, возможно, одной из самых крутых лабораторий во Вселенной.
Теперь в орбитальную лабораторию прибыла новая партия экспериментов, затрагивающая такие темы, как 3D-биопечать, адаптация растений и даже плодородие в космосе.
Мы рассмотрим некоторые из экспериментов, проведенных в рамках последней миссии Northrop Grumman по пополнению запасов для НАСА, которая прибыла на МКС в среду.
Изучение человеческой фертильности
Смогут ли люди когда-нибудь заселить космос? Это все еще довольно отдаленный сценарий, но, чтобы подготовиться к такой возможности, ученые изучают, как длительное пребывание в условиях пониженной гравитации может повлиять на нашу фертильность.
В рамках исследования OVOSPACE, спонсируемого НАСА и Итальянским космическим агентством (ASI), исследователи изучают, как микрогравитация влияет на клетки яичников.
Они отправили клетки бычьих яичников на МКС, чтобы посмотреть, как на развитие этих клеток может повлиять пребывание в космосе, в рамках исследования, которое, по их словам, также может привести к улучшению лечения бесплодия на Земле.
Жизнь в течение длительного периода времени в условиях пониженной гравитации Луны или Марса может ухудшить фертильность, объясняет главный исследователь Мариано Биззарри из отдела экспериментальной медицины Римского университета Ла Сапиенца.
«Это угрожает цели создания постоянных или расширенных поселений за пределами Земли», — говорится в заявлении.
«Нарушение регуляции репродуктивных функций также может представлять дополнительные риски для здоровья», — добавил он.
По словам Биззарри, результаты исследования могут улучшить наше понимание развития яйцеклеток и определить методы лечения для защиты репродуктивного потенциала человека в будущих космических миссиях.
«Это исследование также может поддержать разработку методов лечения для улучшения или восстановления фертильности у людей на Земле».
3D-печать человеческих тканей в космосе
Врачи давно мечтали о возможности 3D-печати органов по требованию, и исследователи надеются, что этому сможет способствовать микрогравитация.
Тем не менее, печать крошечных сложных структур, обнаруженных внутри человеческих органов, таких как капиллярные структуры, оказалось трудной задачей в гравитационной среде Земли, говорят исследователи из BioFabrication Facility, 3D-биопринтера.
Таким образом, они надеются, что печать органоподобных тканей в условиях микрогравитации может послужить ступенькой к созданию целых человеческих органов в космосе.
Еще в 2019 году компания BioFabrication Facility успешно напечатала частичный мениск колена человека, а также клетки человеческого сердца во время своего первого полета в космос.
Модернизированная версия 3D-принтера будет производить ткань коленного хряща на борту МКС, используя биочернила и клетки, чтобы увидеть, может ли печать в условиях микрогравитации производить образцы тканей более высокого качества, чем те, которые были напечатаны на Земле.
Как растения приспосабливаются к космосу
Еще один эксперимент на борту МКС изучает, как растения адаптируются к космосу, в ходе исследований, которые однажды могут привести к созданию более качественных продуктов питания, а также более совершенных систем очистки воздуха и воды для будущих космических миссий.
В рамках исследования Plant Habitat-03 семена, произведенные выращенными в космосе растениями, возвращаются на Землю, обрабатываются и отправляются обратно в космос. Исследователи изучают, дает ли это адаптивное преимущество следующему поколению.
Растения, подвергшиеся космическим полетам, претерпевают изменения, связанные с добавлением в их ДНК дополнительной информации, которая регулирует включение и выключение генов, но не меняет последовательность самой ДНК. Этот процесс называется эпигенетическим изменением, объясняют исследователи.
Они хотят выяснить, могут ли эти адаптации одного поколения растений, выращенных в космосе, передаться следующему поколению.
«Это может дать представление о том, как выращивать повторяющиеся поколения сельскохозяйственных культур для обеспечения продовольствием и другими услугами в будущих космических миссиях», — сказали они.
Результаты также могут помочь разработать более эффективные стратегии адаптации сельскохозяйственных культур к малонаселенным местам обитания здесь, на Земле.
Первые спутники из Уганды и Зимбабве
Наряду с этими экспериментами на МКС прибыли и первые спутники из Уганды и Зимбабве.
CubeSats (по сути, мини-спутники в форме куба), разработанные студентами из Уганды, Зимбабве и Японии, будут собирать данные о Земле, которые затем можно будет применить к их родным странам.
Спутники были разработаны в рамках трансграничного университетского проекта, который позволяет студентам из развивающихся стран получить практический опыт разработки спутников.
Изучение опасных селей
Космос также поможет ученым в изучении опасных селей, в частности катастрофических, которые могут возникнуть после лесного пожара.
По словам исследователей, когда лесной пожар сжигает растения, сгоревшие химические вещества создают тонкий слой почвы, который отталкивает дождевую воду.
Затем дождь размывает почву, и это может превратиться в катастрофические сели, состоящие из песка, воды и захваченного воздуха, которые несут тяжелые валуны и мусор вниз по склону.
«Гравитация играет решающую роль в этом процессе, заставляя воздух подниматься вверх и из смеси, а частицы опускаться на дно воды», — сказала главный исследователь Ингрид Томак, доцент кафедры строительной инженерии Калифорнийского университета в Сан-Диего.
«Таким образом, устранение гравитации может дать представление о динамике внутренней структуры этих смесей песка, воды и воздуха и определить основу их поведения».
Исследователи на МКС изучат взвеси воздуха, воды и песка в условиях микрогравитации, чтобы лучше понять свойства этих опасных селей, что, мы надеемся, поможет нам лучше прогнозировать и моделировать эти события.
