SpaceX CRS-22 mission to space station launches water bears, squid, solar panels

Cell Science-04 fliegt Bärtierchen oder Wasserbären zur Raumstation, um die Gene zu identifizieren, die an seiner Anpassung und seinem Überleben in Umgebungen mit hohem Stress beteiligt sind. Bildnachweis: Thomas Boothby, Universität von Wyoming

Die 22. SpaceX-Frachtnachschubmission mit wissenschaftlichen Forschungs- und Technologiedemonstrationen startet frühestens am 3. Juni vom Kennedy Space Center der NASA in Florida zur Internationalen Raumstation von Nierensteinen und mehr.

Zu den Höhepunkten der Nutzlasten dieser Nachschubmission gehören:

Wasserbären nehmen Platz ein

Bärtierchen, die aufgrund ihres Aussehens unter einem Mikroskop und ihres gemeinsamen Lebensraums im Wasser als Wasserbären bekannt sind, sind winzige Kreaturen, die extremere Umgebungen tolerieren als die meisten Lebensformen. Das macht sie zu einem Modellorganismus, um das biologische Überleben unter extremen Bedingungen auf der Erde und im Weltraum zu untersuchen. Darüber hinaus haben die Forscher das Genom des Bärtierchens Hypsibius exemplaris sequenziert und Methoden entwickelt, um zu messen, wie sich unterschiedliche Umweltbedingungen auf die Genexpression des Bärtierchens auswirken. Cell Science-04 charakterisiert die Molekularbiologie des kurzfristigen und generationsübergreifenden Überlebens von Wasserbären und identifiziert die Gene, die an der Anpassung und dem Überleben in Umgebungen mit hohem Stress beteiligt sind.

Die Ergebnisse könnten das Verständnis der Stressfaktoren, die den Menschen im Weltraum beeinflussen, verbessern und die Entwicklung von Gegenmaßnahmen unterstützen. “Die Raumfahrt kann eine wirklich herausfordernde Umgebung für Organismen sein, einschließlich des Menschen, die sich an die Bedingungen auf der Erde entwickelt haben”, sagt Studienleiter Thomas Boothby. “Eines der Dinge, die wir wirklich gerne tun möchten, ist zu verstehen, wie Bärtierchen in diesen Umgebungen überleben und sich fortpflanzen, und ob wir etwas über die Tricks lernen können, die sie verwenden, und sie zum Schutz von Astronauten anpassen können.”

Die Mission SpaceX CRS-22 zur Raumstation startet Wasserbären, Tintenfische und Sonnenkollektoren

Diese unreifen Bobtail-Tintenfische (Euprymna scolopes) sind Teil von UMAMI, einer Untersuchung, die untersucht, ob der Weltraum die symbiotische Beziehung zwischen dem Tintenfisch und dem Bakterium Vibrio fischeri verändert. Bildnachweis: Jamie S. Foster, University of Florida

Symbiotischer Tintenfisch und Mikroben in der Schwerelosigkeit

UMAMI untersucht die Auswirkungen der Raumfahrt auf die molekularen und chemischen Wechselwirkungen zwischen nützlichen Mikroben und ihren tierischen Wirten. Mikroben spielen eine bedeutende Rolle bei der normalen Entwicklung von tierischen Geweben und bei der Erhaltung der menschlichen Gesundheit. “Tiere, einschließlich Menschen, sind auf unsere Mikroben angewiesen, um ein gesundes Verdauungs- und Immunsystem zu erhalten”, sagt Jamie Foster, wissenschaftlicher Leiter von UMAMI. “Wir verstehen nicht vollständig, wie die Raumfahrt diese vorteilhaften Wechselwirkungen verändert. Das UMAMI-Experiment verwendet einen im Dunkeln leuchtenden Bobtail-Tintenfisch, um diese wichtigen Probleme der Tiergesundheit anzugehen.”

Der Bobtail-Tintenfisch, Euprymna scolopes, ist ein Tiermodell, das verwendet wird, um symbiotische Beziehungen zwischen zwei Arten zu untersuchen. Diese Untersuchung hilft festzustellen, ob die Raumfahrt die für beide Seiten vorteilhafte Beziehung verändert, was die Entwicklung von Schutzmaßnahmen und Minderungsmaßnahmen unterstützen könnte, um die Gesundheit der Astronauten bei langfristigen Weltraummissionen zu erhalten. Die Arbeit könnte auch zu einem besseren Verständnis der komplexen Wechselwirkungen zwischen Tieren und nützlichen Mikroben führen, einschließlich neuer und neuartiger Wege, über die Mikroben mit tierischen Geweben kommunizieren. Dieses Wissen könnte dazu beitragen, Wege zu finden, diese Beziehungen zu schützen und zu verbessern, um auch auf der Erde eine bessere Gesundheit und ein besseres Wohlergehen der Menschen zu erzielen.

Ultraschall vor Ort

Butterfly IQ Ultrasound demonstriert die Verwendung eines tragbaren Ultraschallgeräts in Verbindung mit einem mobilen Computergerät in der Schwerelosigkeit. Die Untersuchung sammelt das Feedback der Besatzung zur einfachen Handhabung und Qualität der Ultraschallbilder, einschließlich Bildaufnahme, Anzeige und Speicherung.

„Diese Art von kommerzieller Standardtechnologie könnte wichtige medizinische Fähigkeiten für zukünftige Explorationsmissionen jenseits der erdnahen Umlaufbahn bieten, in denen keine sofortige Bodenunterstützung verfügbar ist“, sagt Kadambari Suri, Integrationsmanager für die Butterfly iQ Technology Demonstration untersucht auch, wie effektiv Just-in-Time-Anweisungen für die autonome Nutzung des Geräts durch die Crew sind.” Die Technologie hat auch potenzielle Anwendungen für die medizinische Versorgung in abgelegenen und isolierten Umgebungen auf der Erde.

Die Mission SpaceX CRS-22 zur Raumstation startet Wasserbären, Tintenfische und Sonnenkollektoren

Ein flugbereiter Baumwollsämling für die TICTOC-Untersuchung. TICTOC untersucht, wie die Wurzelsystemstruktur die Widerstandsfähigkeit der Baumwollpflanzen, die Wassernutzungseffizienz und die Kohlenstoffbindung während der kritischen Phase der Setzlingsbildung beeinflusst. Bildnachweis: Simon Gilroy, University of Wisconsin-Madison

Entwicklung besserer Robotertreiber

Pilote, eine Untersuchung der ESA (Europäische Weltraumorganisation) und des Centre National d’Etudes Spatiales (CNES), testet die Wirksamkeit der Fernsteuerung von Roboterarmen und Raumfahrzeugen unter Verwendung von virtueller Realität und haptischen Schnittstellen oder simulierter Berührung und Bewegung . Das Testen der Ergonomie zur Steuerung von Roboterarmen und Raumfahrzeugen muss in Mikrogravitation durchgeführt werden, da Designs aus erdbasierten Tests ergonomische Prinzipien verwenden würden, die nicht den Bedingungen eines Raumfahrzeugs im Orbit entsprechen. Pilote vergleicht bestehende und neue Technologien, einschließlich jener, die kürzlich für die Teleoperation entwickelt wurden, und andere, die zum Steuern der Raumsonden Canadarm2 und Sojus verwendet werden. Die Untersuchung vergleicht auch die Leistung von Astronauten am Boden und während längerer Weltraummissionen. Die Ergebnisse könnten dazu beitragen, die Ergonomie der Arbeitsplätze auf der Raumstation und künftiger Raumfahrzeuge für Missionen zum Mond und zum Mars zu optimieren.

Schutz der Nieren im Weltraum und auf der Erde

Einige Besatzungsmitglieder weisen während des Fluges eine erhöhte Anfälligkeit für Nierensteine ​​auf, die ihre Gesundheit und den Erfolg der Mission beeinträchtigen können. Die Untersuchung von Kidney Cells-02 verwendet ein 3-D-Nierenzellmodell (oder Gewebechip), um die Auswirkungen der Mikrogravitation auf die Bildung von Mikrokristallen zu untersuchen, die zu Nierensteinen führen können. Es ist Teil der Tissue Chips in Space Initiative, einer Partnerschaft zwischen dem ISS US National Laboratory und dem National Center for Advancing Translational Sciences (NCATS) der National Institutes of Health, um die Auswirkungen der Mikrogravitation auf die menschliche Gesundheit zu analysieren und diese in Verbesserungen auf der Erde umzusetzen . Diese Untersuchung könnte kritische Pfade der Entwicklung und des Fortschreitens von Nierenerkrankungen aufdecken, die möglicherweise zu Therapien zur Behandlung und Vorbeugung von Nierensteinen für Astronauten und für 1 von 10 Menschen auf der Erde führen, die sie entwickeln.

„Mit dieser Studie hoffen wir, Biomarker oder ‚Signaturen‘ von zellulären Veränderungen zu identifizieren, die während der Bildung von Nierensteinen auftreten“, sagt Studienleiter Ed Kelly. „Dies kann zu neuartigen therapeutischen Interventionen führen. Der Grund für die Durchführung dieser Studie auf der Raumstation ist, dass sich die Mikrokristalle so verhalten wie in unseren eigenen Nieren, d.h. sie bleiben in den Nierenchipröhrchen hängen und sinken nicht in die“ unten, wie sie es in Labors auf der Erde tun.”

Herstellung von härterer Baumwolle

Baumwollpflanzen, die ein bestimmtes Gen überexprimieren, zeigen eine erhöhte Resistenz gegen Stressfaktoren wie Trockenheit und liefern unter bestimmten Stressbedingungen 20% mehr Baumwollfasern als Pflanzen ohne diese Eigenschaft. Diese Stressresistenz wurde versuchsweise mit einem verbesserten Wurzelsystem in Verbindung gebracht, das ein größeres Bodenvolumen für Wasser und Nährstoffe anzapfen kann. Targeting Improved Cotton Through On-orbit Cultivation (TICTOC) untersucht, wie sich die Wurzelsystemstruktur auf die Widerstandsfähigkeit der Pflanzen, die Wassernutzungseffizienz und die Kohlenstoffbindung während der kritischen Phase der Setzlingsbildung auswirkt. Wurzelwachstumsmuster hängen von der Schwerkraft ab, und TICTOC könnte helfen zu definieren, welche Umweltfaktoren und Gene die Wurzelentwicklung in Abwesenheit der Schwerkraft steuern.

Baumwolle wird in einer Vielzahl von Konsumgütern verwendet, von Kleidung bis hin zu Bettlaken und Kaffeefiltern, aber die Auswirkungen ihrer Herstellung umfassen einen erheblichen Wasserverbrauch und einen intensiven Einsatz von Agrarchemikalien. „Wir hoffen, Merkmale der Wurzelsystembildung aufzudecken, die von Züchtern und Wissenschaftlern gezielt eingesetzt werden können, um Eigenschaften wie Trockenresistenz oder Nährstoffaufnahme zu verbessern, beides Schlüsselfaktoren für die Umweltauswirkungen der modernen Landwirtschaft“, sagt Hauptforscher Simon Gilroy. Ein verbessertes Verständnis der Baumwollwurzelsysteme und der damit verbundenen Genexpression könnte die Entwicklung robusterer Baumwollpflanzen ermöglichen und den Wasser- und Pestizideinsatz reduzieren.

Bonuskraft

Neue Sonnenkollektoren werden stationiert, um die verfügbare Energie für Forschung und andere Aktivitäten an Bord zu erhöhen. Das ISS Roll-out Solar Array (iROSA) besteht aus kompakten Paneelen, die auf der zuvor auf der Station demonstrierten Technologie basieren und sich aufrollen wie ein langer Teppich. Die Crew der Expedition 65 soll diesen Sommer mit den Vorbereitungen für die Ergänzung der bestehenden starren Paneele der Station durch das erste Paar von sechs neuen Arrays beginnen.

Herzen, Luftschleusen und Asteroiden: Neue Forschung fliegt auf der 21. SpaceX-Frachtmission

Zitat: SpaceX CRS-22-Mission zur Raumstation startet Wasserbären, Tintenfische und Sonnenkollektoren (2021, 28. Mai), abgerufen am 29. Mai 2021 von https://phys.org/news/2021-05-spacex-crs-mission-space- station.html

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