Сердца, шлюзы и астероиды: научные исследования и эксперименты миссии SpаceX CRS-21

12:20 05/12/2020
Комментарии 0 👁 657

Миссия CRS-21 по заказу NASA с помощью нового грузового корабля SpaceX Dragon доставит на МКС научные материалы и оборудование для поддержки десятков научных исследований в рамках 64 и 65 экспедиций МКС.

Немного расскажем о самых интересных из них:

“Микробы-добытчики”

Некоторые микробы способны расщеплять различные породы, отделяя их от других элементов. Такой процесс является альтернативой традиционным химическим методам добычи полезных ископаемых и называется биодобычей.

Европейское Космическое Агентство (ESA) в своём исследовании BioRock изучало влияние микрогравитации на процессы, связанные с биодобычей. Теперь оно планирует продолжить эту работу в рамках проекта BioAsteroid, главная цель которого – исследование процессов образования биоплёнки на поверхности астероидных пород в условиях микрогравитации. Именно для этого на МКС доставят смесь из микробов и образцов метеоритов.

Исследователи стремятся лучше понять влияние различных физических явлений (гравитации, конвекции и т.д.) на поведение микробов и породы. Взаимодействие микробов и горных пород имеет много потенциальных применений в космических исследованиях и в ресурсообеспечении будущих поселений за пределами Земли. К примеру, метод расщепления некоторых горных пород микробами можно применять для получения почвы или питательных веществ, которые будут использоваться для выращивания растений. Аналогичным образом возможна добыча элементов, используемых в системах жизнеобеспечения и производстве медикаментов на других планетах.

Пайка в космосе

Исследование SUBSA-BRAINS направлено на изучение капиллярных течений, межфазовых реакций [ред. – химических реакций, происходящих на границе раздела фаз] и образования пузырьков в процессе пайки, а именно на этапе перехода расплавленного элемента (припоя) в твёрдую фазу в условиях микрогравитации.

Твёрдая пайка (т.е. пайка с использованием тугоплавкого припоя) используется для соединения как однородных материалов (например алюминиевого сплава с алюминием), так и разнородных (например алюминиевого сплава с керамикой) при высоких температурах. Эта технология может найти своё применение в создании космических кораблей, устранении повреждений, вызванных микрометеоритами, а также в создании новой среды обитания человека в будущих космических миссиях на других планетах.

Органы на чипе: изучение сердца

Микрогравитация оказывает значительное влияние на сердечно-сосудистую систему, изменяя нагрузки на сердце и меняя его форму. До сих пор неизвестно, станут ли эти изменения необратимыми в случае долгого пребывания человека в космосе (через год и более). Если эта гипотеза верна, то, возможно, астронавтам после возвращения потребуется много месяцев, чтобы заново приспособиться к земной гравитации.

Главная цель исследования Cardinal Heart – изучение влияния силы тяжести на клетки сердечно-сосудистой системы на тканевом и клеточном уровнях. Для этого на МКС доставят специальные тканевые чипы в рамках технологии т.н. органов на чипе, а именно – трёхмерные искусственные сердечные ткани.

Результаты данного исследования помогут улучшить технологии обследований (скрининга) сердца, которые используются в прогнозировании рисков для сердечно-сосудистой системы перед началом космических полётов. Исследование также расширит представление учёных о заболеваниях сердца, с которыми мы сталкиваемся на Земле, и поможет выработать новые методы их лечения.

Влияние микрогравитации на наш мозг

В исследовании о влияние микрогравитации на головной мозг человека, учёные будут наблюдать за поведением органоидов мозга в условиях микрогравитации. Органоиды мозга – это искусственные скопления нейронов и других церебральных клеток, способные расти и взаимодействовать. Время их существования ограничивается несколькими месяцами. Представляя собой искусственно созданную миниатюрную модель мозга, они используются учёными, чтобы расширить наше представление о том, как клетки и ткани мозга адаптируются к изменениям окружающей среды. Органоиды, выращенные из нейронов или нервных клеток, в какой-то степени способны имитировать работу полноценного мозга, в том числе реакцию организма на воздействие раздражителей.

Изучая их поведение, можно сделать общие выводы о влиянии микрогравитации на клетки мозга, метаболизм и поведение организма в экстремальных условиях космоса.

Подсчёт лейкоцитов в космосе

Исследование HemoCue протестирует способность общедоступных устройств обеспечить в условиях микрогравитации быстрый и точный подсчёт лейкоцитов. Необходимость в анализаторе лейкоцитов, способном производить и общий, и дифференцированный подсчёт клеток крови, объясняется тем, что для диагностики заболеваний и мониторинга состояния здоровья необходимо знать не только общее количество лейкоцитов в крови, но и количественное содержание их пяти конкретных видов. Тестирование автономной возможности анализа крови на борту станции станет важным шагом на пути к удовлетворению медицинских потребностей членов экипажа в будущих космических миссиях.

Всего корабль доставит 953 кг материала для научных исследований.

Первый частный шлюзовой модуль

Новый космический модуль под названием “Bishop Airlock Module” компании Nanoracks станет первым постоянным частным шлюзом в инфраструктуре МКС. В широкий диапазон его возможных применений входит проведение научных экспериментов за пределами МКС, развёртывание малых спутников с борта станции и утилизация мусора с МКС. Масса модуля 1 090 кг. Он будет доставлен на МКС в негерметичном отсеке корабля.

Подробнее о шлюзе в нашем материале.

Также на станцию прибудет некоторое оборудование:

— Оборудование для установки шлюза Nanoracks Bishop Airlock и развёртывания кубсатов
— Компоненты узла Water Processor Assembly (WPA), включающие в себя катализатор и регулятор подачи кислорода. Эти элементы помогут лучше управлять температурной и оптимизируют способность установки окислять органические соединения в воде
— Резервуар для азотно-кислородной системы (NORS): дополнительный азот для восстановления нормального давления на борту станции
— Универсальная система управления отходами (UWMS). Запасные части / расходные материалы для использования экипажем туалета следующего поколения
— Боксы для грызунов и вспомогательное оборудование, необходимое для исследований грызунов в рамках эксперимента Rodent Research-10
— Одноручный диспенсер для клейкой ленты. Разработка старшеклассников поможет астронавтам в их повседневной деятельности на космической станции.

Масса 317 кг.

Обратно на Землю корабль вернёт 2358 кг грузов, включая результаты исследований и экспериментов, а также вышедшее из строя и заменяемое оборудование:
— Блок авионики для беговой дорожки
— Резервуар NORS, способный хранить кислород или азот
— Старые боксы для грызунов из эксперимента Rodent Research-23
— Клапаны для системы удаления диоксида углерода
— Лабораторный морозильник Minus Eighty (MELFI).

Дорогие друзья! Желаете всегда быть в курсе последних событий во Вселенной? Подпишитесь на рассылку оповещений о новых статьях, нажав на кнопку с колокольчиком в правом нижнем углу экрана ➤ ➤ ➤

Источник

Добавить комментарий