البكتيريا والعظام والمزيد: إليك العلم الذي سيتم إطلاقه إلى محطة الفضاء يوم الأحد

Send

تم رفع صاروخ أنتاريس وكبسولة Cygnus إلى محطة الفضاء الدولية في 9 فبراير 2020 ، إلى الوضع الرأسي على لوحة الإطلاق في مرفق الطيران Wallops التابع لناسا في فيرجينيا.

(الصورة: © NASA / Aubrey Gemignani)

تطلق وكالة ناسا سربًا من إمدادات الطاقم والشحن العلمي لمحطة الفضاء الدولية يوم الأحد (9 فبراير) من منشأة والوبس للطيران في ولاية فرجينيا التابعة لناسا.

سوف تطفو فوق صاروخ أنتاريس مركبة فضائية للشحن نورثروب غرومان سايجنوس ، وسوف يكون داخلها ما يقرب من 8000 رطل. (3600 كيلوجرام) من الإمدادات والمعدات. ستحضر الكبسولة الإمدادات للطاقم الذين يعيشون حاليًا في محطة الفضاء.

أيضا على متن المركبة الفضائية سيكون هناك مجموعة متنوعة من التجارب وقطع من معدات البحث. وستدعم هذه التحقيقات في مواضيع تشمل الأنسجة وزراعة الخلايا والوقود الحيوي.

بالصور: صاروخ أنتاريس يطلق مركبة شحن Cygnus NG-12 إلى محطة الفضاء الدولية

مختبر بيولوجيا متنقل

يتوجه مختبر بيولوجي مصغر جديد إلى محطة الفضاء على كبسولة Cygnus. يُطلق على هذا النظام اسم Mobile SpaceLab ، وهو عبارة عن مشروع توضيحي للتكنولوجيا يأمل العلماء في إظهار طريقة جديدة لإجراء التجارب في المدار. هذا لأن Mobile SpaceLab هو منشأة لزراعة الأنسجة والخلايا مصممة للعمل بشكل مستقل ، حيث تجري تجربة لمدة تصل إلى شهر واحد دون استخدام وقت رواد الفضاء الثمين.

من خلال تطوير شركة HNu Photonics ، وهي شركة هندسية مقرها هاواي ، سيوفر Mobile SpaceLab للباحثين منصة آلية سريعة التحول لإجراء تجارب علم الأحياء المتطورة في الجاذبية الصغرى. يتم تشغيل المرفق عن بعد من قبل أطقم على الأرض ، وتمكن الأتمتة الباحثين من مراقبة الوظائف الخلوية باستخدام تقنية تسمى الفحص المجهري.

إن القدرة على مراقبة مزارع الخلايا في الجاذبية الصغرى ستزود الباحثين ببيانات في الوقت الحقيقي حول كيفية تصرف الأنسجة في الفضاء. يحاكي الجاذبية الصغرى بشكل أفضل كيف تتصرف الخلية في جسم الإنسان من أي بيئة اصطناعية على الأرض.

خلال هذه المهمة الأولية ، يرسل الفريق خلايا ورم الخلايا البدائية العصبية - وهو نوع من سرطان الخلايا العصبية. على وجه التحديد ، ستدرس التجربة كيف تنضج الخلايا ، والتي يطلق عليها علماء الأحياء التمايز الخلوي ، وكيف تؤثر الجاذبية الصغرى على تلك العملية.

قال ديفين ريدجلي ، كبير العلماء في Scorpio-V ، خلال مؤتمر صحفي لوكالة ناسا عقد في 29 كانون الثاني (يناير). "الجاذبية هي قوة أساسية نخضع لها جميعًا هنا على الأرض". تمايز الخلايا ، مما يؤثر على التنظيم الخلوي والتواصل ويمكن أن يؤدي إلى التدهور المعرفي ". وأضاف أن التجربة يمكن أن تساعد العلماء على فهم أفضل لتأثيرات السفر في الفضاء على الدماغ.

البكتيريا في الفضاء

سيرسل فريق من جامعة ألاسكا مجموعة من بكتريا الإشريكية القولونية المعدلة وراثيا إلى محطة الفضاء. هنا على الأرض ، يمكن للكائنات الحية إنتاج مركب يسمى أيزوبيوتين ، وهو مقدمة للبلاستيك والمطاط ويمكن استخدامه بمفرده كوقود حيوي.

يمكن لهذه البكتيريا إنتاج أيزوبيوتين عن طريق التغذية على مياه الصرف الصحي والسماد الطبيعي والفوضى التي خلفتها حصاد الذرة. لذا ، فإن استخدام البكتيريا لصنع المادة سوف يتناقض بشكل حاد مع الطرق الحالية لصنع الأيزوبيوتين ، والتي تتطلب تفاعلات كيميائية عالية الطاقة ومكونات ثقيلة للبترول.

لكن البكتيريا تصنع فقط كميات صغيرة جدًا من المركب ، لذلك يريد الباحثون تحديد كيفية إنتاج الكائنات الحية للأيزوبوتين ، على أمل زيادة معدلات الإنتاج وراثيًا. لفهم كيفية عمل هذه العملية بشكل أفضل ، سينظر الباحثون في مجموعة من الإشريكية القولونية المحسنة وراثيًا ويدرسون مدى فعالية البكتيريا في إنتاج الأيزوبيوتين مقارنة بنظرائهم الأرضية.

يتغير نشاط التمثيل الغذائي للبكتيريا في الجاذبية الصغرى ، لذلك يحاول الباحثون اختبار ما إذا كانت البكتيريا تنتج أكثر أو أقل من أيزوبيوتين في الفضاء. إذا فهم العلماء كيف تنتج البكتيريا أيزوبيوتين ، فيمكنهم هندسة البكتيريا الوراثية الأكثر كفاءة ، مما يقلل من الحاجة إلى عمليات كيميائية كثيفة الطاقة. وقال الباحثون إن هذا سوف يقلل في النهاية من التلوث البيئي.

فقدان العظام في الفضاء

يفقد الملايين من الأمريكيين كتلة العظام كل عام بسبب اختلال التوازن في إعادة تشكيل العظام ، عندما لا يصنع الجسم عظمًا جديدًا بالسرعة التي يمتص بها العظم الأكبر سنًا. المرض ، الذي يسمى هشاشة العظام ، هو بداية هشاشة العظام. تمتلك عظامنا عملية تشكل بشكل طبيعي المواد العظمية وتذوبها بالتساوي ، ولكن في بعض الأحيان تخرج هذه العملية من الضرب.

يمكن أن تحدث الاختلالات عندما يكون الجسم مرهقًا ، مثل ما يحدث في الجاذبية الصغرى. لذا ، يريد العلماء استخدام محطة الفضاء لتطوير علاجات للتخفيف من هذه الآثار ، على الأرض وفي الفضاء.

وقال لويس كيدر عالم الأحياء في جامعة مينيسوتا والباحث المشارك في المشروع خلال المؤتمر الصحفي: "يخسر رواد الفضاء من 1 إلى 2.5٪ من كتلة عظامهم شهريًا". "سيستغرق ذلك عامًا مع هشاشة العظام".

وأضاف أن بيئة الجاذبية الصغرى لمحطة الفضاء تسمح بفهم أفضل لكيفية استجابة خلايا العظام لكميات مختلفة من قوة الجاذبية. سترسل المجموعة خلايا أرومة العظم (الخلايا العظمية) لدراسة كيفية تفاعلها مع الجاذبية الصغرى ، ومقارنة هذه النتيجة بسلوك مجموعة أرضية.

ستكون الخلايا الأرضية في جهاز رفع مغناطيسي يحاكي ظروف الفضاء. إذا ثبت أنه جهاز محاكاة فعال ، فقد يساعد الباحثين هنا على الأرض على فهم فقدان العظام بشكل أفضل وتمكينهم من تطوير المزيد من العلاجات لتخفيف الخسارة - دون الحاجة إلى صاروخ.

وقال بروس هامر ، اختصاصي الأشعة بجامعة مينيسوتا والباحث المشارك في المشروع ، خلال المؤتمر الصحفي: "إن فقدان العظام في الجاذبية الصغرى يتم تسريعه مقارنة بالأرض". "باستخدام هذه [التجربة] ، يمكننا أن ننظر إلى الآليات والعلاجات الممكنة".