แบคทีเรียกระดูกและอื่น ๆ : นี่คือวิทยาศาสตร์ที่เปิดตัวสู่สถานีอวกาศในวันอาทิตย์

Send

จรวด Antares และแคปซูล Cygnus มุ่งหน้าไปยังสถานีอวกาศนานาชาติเมื่อวันที่ 9 กุมภาพันธ์ 2020 ถูกยกขึ้นเป็นแนวตั้งบน Launchpad ที่โรงงาน Wallops Flight ของ NASA ในเวอร์จิเนีย

(ภาพ: © NASA / Aubrey Gemignani)

นาซ่ากำลังส่งยานอวกาศและอุปกรณ์วิทยาศาสตร์ไปยังสถานีอวกาศนานาชาติวันอาทิตย์ (9 ก.พ. ) จากศูนย์การบินของ Wallops ในรัฐเวอร์จิเนีย

เกาะอยู่บนจรวด Antares จะเป็นยานอวกาศขนส่งของ Northrop Grumman Cygnus และมีพื้นที่ด้านในเกือบ 8,000 ปอนด์ วัสดุและฮาร์ดแวร์ (3,600 กิโลกรัม) แคปซูลจะนำเสบียงให้กับลูกเรือที่อาศัยอยู่ในสถานีอวกาศ

ยานอวกาศก็จะมีการทดลองและอุปกรณ์การวิจัยหลายชิ้น สิ่งเหล่านี้จะสนับสนุนการตรวจสอบในหัวข้อต่างๆรวมถึงเนื้อเยื่อและเซลล์ของเซลล์และเชื้อเพลิงชีวภาพ

ในภาพ: จรวด Antares เปิดตัวเรือบรรทุกสินค้า Cygnus NG-12 ไปยังสถานีอวกาศ

ห้องปฏิบัติการชีววิทยาเคลื่อนที่

ห้องทดลองชีววิทยาขนาดเล็กแห่งใหม่มุ่งหน้าไปยังสถานีอวกาศบนแคปซูล Cygnus ระบบนี้เป็นโครงการสาธิตเทคโนโลยีที่นักวิทยาศาสตร์หวังว่าจะสามารถสาธิตวิธีการใหม่ในการทดลองในวงโคจรที่ชื่อว่า Mobile SpaceLab นั่นเป็นเพราะ Mobile SpaceLab เป็นสถานที่สำหรับเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อและเซลล์ที่ออกแบบมาเพื่อทำงานโดยอัตโนมัติทำการทดลองได้นานถึงหนึ่งเดือนโดยไม่ต้องใช้เวลาในอวกาศที่มีค่า

Mobile SpaceLab พัฒนาโดย HNu Photonics บริษัท ด้านวิศวกรรมในฮาวายที่จะนำเสนอแพลตฟอร์มอัตโนมัติแบบหมุนได้อย่างรวดเร็วสำหรับนักวิจัยเพื่อทำการทดลองทางชีววิทยาที่ทันสมัยในสภาวะไร้น้ำหนัก สิ่งอำนวยความสะดวกนั้นดำเนินการโดยทีมงานระยะไกลบนพื้นดินและระบบอัตโนมัติช่วยให้นักวิจัยสามารถสังเกตการทำงานของเซลล์ด้วยเทคนิคที่เรียกว่ากล้องจุลทรรศน์

ความสามารถในการสังเกตการเพาะเลี้ยงเซลล์ในสภาวะไร้น้ำหนักจะให้ข้อมูลแบบเรียลไทม์เกี่ยวกับการทำงานของเนื้อเยื่อในอวกาศ Microgravity เลียนแบบวิธีการที่เซลล์ทำงานในร่างกายมนุษย์ได้ดีกว่าสภาพแวดล้อมประดิษฐ์ใด ๆ บนพื้นดิน

ในภารกิจแรกนี้ทีมกำลังส่งเซลล์ neuroblastoma ซึ่งเป็นเซลล์มะเร็งชนิดหนึ่ง โดยเฉพาะการทดลองจะศึกษาว่าเซลล์เติบโตขึ้นได้อย่างไรซึ่งนักชีววิทยาเรียกความแตกต่างของเซลล์และผลกระทบของแรงโน้มถ่วงที่มีต่อกระบวนการนั้น

"แรงโน้มถ่วงเป็นกำลังพื้นฐานที่เราทุกคนต้องเผชิญบนโลกนี้" Devin Ridgley หัวหน้านักวิทยาศาสตร์ของ Scorpio-V กล่าวระหว่างการแถลงข่าวของ NASA เมื่อวันที่ 29 มกราคม "มันมีผลอย่างมากต่อการ ความแตกต่างของเซลล์ซึ่งมีผลต่อการจัดระเบียบเซลล์และการสื่อสารและสามารถนำไปสู่การลดลงของความรู้ความเข้าใจ เขาเสริมว่าการทดลองสามารถช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจผลกระทบของการเดินทางในอวกาศในสมองได้ดีขึ้น

แบคทีเรียในอวกาศ

ทีมจากมหาวิทยาลัยอลาสก้าจะส่งชุดของเชื้อแบคทีเรีย E. coli ดัดแปลงพันธุกรรมไปยังสถานีอวกาศ ที่นี่บนโลกสิ่งมีชีวิตสามารถผลิตสารประกอบที่เรียกว่า isobutene ซึ่งเป็นสารตั้งต้นของพลาสติกและยางและสามารถนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิงชีวภาพ

แบคทีเรียเหล่านี้สามารถผลิตไอโซบิวทีนได้โดยใช้น้ำทิ้งปุ๋ยและความยุ่งเหยิงที่เหลือจากการเก็บเกี่ยวข้าวโพด ดังนั้นการใช้แบคทีเรียในการทำให้วัสดุนั้นแตกต่างอย่างมากกับวิธีการทำไอโซบูนในปัจจุบันซึ่งต้องการปฏิกิริยาทางเคมีพลังงานสูงและส่วนผสมที่หนักมาก

แต่แบคทีเรียสร้างสารประกอบในปริมาณที่น้อยมากดังนั้นนักวิจัยจึงต้องการระบุว่าสิ่งมีชีวิตสร้าง isobutene ได้อย่างไรโดยหวังว่าจะเพิ่มอัตราการผลิตทางพันธุกรรม เพื่อให้เข้าใจได้ดีขึ้นว่ากระบวนการนี้ทำงานอย่างไรนักวิจัยจะพิจารณากลุ่มของเชื้อ E. coli ที่ได้รับการปรับปรุงทางพันธุกรรมและศึกษาว่าแบคทีเรียผลิตไอโซบิวทีนได้อย่างมีประสิทธิภาพอย่างไรเมื่อเทียบกับคู่ภาคพื้นดินของพวกมัน

กิจกรรมเมตาบอลิซึมของแบคทีเรียเปลี่ยนแปลงในน้ำหนักตัวน้อยดังนั้นนักวิจัยจึงพยายามทดสอบว่าแบคทีเรียสร้างไอโซบิวทีนมากหรือน้อยในอวกาศ หากนักวิทยาศาสตร์เข้าใจว่าแบคทีเรียผลิตไอโซบิวทีนได้อย่างไรพวกเขาสามารถสร้างแบคทีเรียทางพันธุกรรมที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นโดยลดความต้องการพลังงานและกระบวนการทางเคมีที่ใช้พลังงานมาก สิ่งนี้จะลดมลพิษทางสิ่งแวดล้อมในที่สุด

การสูญเสียมวลกระดูกในอวกาศ

ชาวอเมริกันหลายล้านคนสูญเสียมวลกระดูกในแต่ละปีเนื่องจากความไม่สมดุลของการเปลี่ยนแปลงของกระดูกเมื่อร่างกายไม่สามารถสร้างกระดูกใหม่ได้เร็วเท่าที่ดูดซับกระดูกที่มีอายุมากกว่า โรคที่เรียกว่าโรคกระดูกพรุนเป็นจุดเริ่มต้นของโรคกระดูกพรุน กระดูกของเรามีกระบวนการที่พวกมันก่อตัวและละลายกระดูกอย่างเท่าเทียมกันโดยธรรมชาติ แต่บางครั้งกระบวนการนี้ก็ไม่ได้ผล

ความไม่สมดุลสามารถเกิดขึ้นได้เมื่อร่างกายเครียดเช่นสิ่งที่เกิดขึ้นในสภาวะไร้น้ำหนัก ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์ต้องการใช้สถานีอวกาศเพื่อพัฒนาวิธีการบำบัดเพื่อลดผลกระทบเหล่านี้ทั้งบนโลกและในอวกาศ

"นักบินอวกาศสูญเสียมวลกระดูก 1 ถึง 2.5% ต่อเดือน" หลุยส์คิดเดอร์นักชีววิทยากระดูกที่มหาวิทยาลัยมินนิโซตาและผู้ร่วมวิจัยในโครงการกล่าวระหว่างการแถลงข่าว "นั่นจะใช้เวลาหนึ่งปีกับโรคกระดูกพรุน"

เขากล่าวเสริมว่าสภาพแวดล้อมแรงโน้มถ่วงขนาดเล็กของสถานีอวกาศช่วยให้เข้าใจได้ดีขึ้นว่าเซลล์กระดูกตอบสนองต่อแรงโน้มถ่วงในปริมาณที่แตกต่างกันอย่างไร กลุ่มจะส่งเซลล์สร้างกระดูก (เซลล์กระดูก) ขึ้นมาเพื่อศึกษาวิธีที่พวกมันตอบสนองต่อภาวะไร้น้ำหนักโดยเปรียบเทียบผลลัพธ์นั้นกับพฤติกรรมของกลุ่มพื้นดิน

เซลล์ภาคพื้นดินจะอยู่ในอุปกรณ์แม่เหล็กลอยซึ่งจะจำลองสภาพของพื้นที่ หากพิสูจน์ได้ว่าเป็นเครื่องมือจำลองที่มีประสิทธิภาพก็สามารถช่วยให้นักวิจัยบนโลกเข้าใจการสูญเสียมวลกระดูกได้ดีขึ้นและช่วยให้พวกเขาพัฒนาวิธีการรักษามากขึ้นเพื่อลดการสูญเสียโดยไม่ต้องใช้จรวด

“ การสูญเสียมวลกระดูกในสภาวะไร้น้ำหนักเร่งได้เร็วกว่าเมื่อเทียบกับโลก” Bruce Hammer นักรังสีวิทยาจาก University of Minnesota และผู้ร่วมวิจัยในโครงการกล่าวระหว่างการแถลงข่าว "ด้วยการทดลองนี้เราสามารถดูกลไกและการรักษาที่เป็นไปได้"

วิทยาศาสตร์มากขึ้น

นั่นเป็นเพียงตัวอย่างของการสืบสวนวิจัยที่เริ่มขึ้นบน Cygnus การทดลองการเจริญเติบโตของพืชใหม่จะพิจารณาว่าถั่วถั่วหรือที่รู้จักกันในชื่อถั่วดำและถั่วทั่วไปจะเติบโตในสภาวะไร้น้ำหนักซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของความพยายามอย่างต่อเนื่องของนาซ่าในการปลูกอาหารในอวกาศ

การศึกษาใหม่อีกเรื่องจะทดสอบว่ารังสีและไมโครกราวิตี้มีผลต่อความสัมพันธ์ของไวรัสและแบคทีเรียที่ติดเชื้ออย่างไร นักวิจัยหวังว่าการศึกษานี้จะนำไปสู่การรักษาด้วยยาต้านแบคทีเรียใหม่

Cygnus จะทำการทดลองไฟใหม่ที่เรียกว่า Saffire IV ซึ่งจะศึกษาว่าเปลวไฟเติบโตและตอบสนองอย่างไรในความกดดันและความเข้มข้นของออกซิเจนที่หลากหลาย การทำซ้ำก่อนหน้านี้ของการทดลองนี้ได้ดูว่าเปลวไฟกระจายไปทั่ววัสดุเฉพาะที่น่าจะพบได้ในยานอวกาศอย่างไร การทดลองนี้จะดำเนินการต่อไปโดยการทดสอบความสามารถในการติดไฟที่ความดันต่ำและความเข้มข้นของออกซิเจนที่สูงขึ้นไปจนถึงสภาพพื้นที่เลียนแบบ การทดสอบจะทดสอบวิธีการในการตรวจจับเพลิงไหม้และการทำความสะอาดผลที่ตามมา

นี่เป็นเที่ยวบิน Cygnus เที่ยวบินที่สองภายใต้สัญญา Resupply Services 2 ของ Commercial Resupply Northrop Grumman และเป็นการส่งมอบสินค้าครั้งแรกไปยังสถานีอวกาศในปีนี้ คุณสามารถรับชมการเปิดตัวได้ที่ Space.com วันอาทิตย์ (9 กุมภาพันธ์) โดยมีการกำหนดเป้าหมาย blastoff เป็นเวลา 5:39 น. EST (2239 GMT)