Zemědělství na ISS
Astronauti tráví měsíce na ISS a jejich obvyklá strava je chudá na ovoce, zeleninu a
V dubnu 2014 nákladní loď Dragon SpaceXdodala zelenou rostlinu Veggie na Mezinárodní vesmírnou stanici a v březnu začali astronauti testovat orbitální plantáž. Zařízení řídí příjem světla a živin. V srpnu 2015 zahrnovala nabídka astronautů čerstvé bylinky pěstované v mikrogravitaci.
Zelení z ISS
V ruském segmentu mezinárodního prostorustanice provozuje skleník „Lada“ pro experiment „Plants-2“. Koncem roku 2016 nebo začátkem roku 2017 se na palubě objeví verze Lada-2. Na těchto projektech pracuje Ústav lékařských a biologických problémů Ruské akademie věd.
Ale všechny tyto experimenty nebyly bez obtíží, se kterými se na Zemi během zahradničení nesetkáváme:
- Mikrogravitace. Na nízké oběžné dráze Země a v potenciáluNa koloniálních planetách je gravitace menší, než na co jsme zvyklí. Slabá gravitace ovlivňuje mnoho rysů vývoje organismů a rostliny nejsou výjimkou. Při experimentech, kdy byly stejné plodiny vysazeny na Zemi i na ISS, některé druhy na oběžné dráze znatelně ztratily chuť a nutriční hodnotu.
- Porušení teplotní výměny... K tomuto problému dochází, pokud je uzavřený prostor špatně větraný. Kolem rostliny se přitom hromadí těkavé organické látky, které mohou zpomalit její růst.
- Záření. Pozorování ukazují, že neustálé záření může způsobit poškození a mutace DNA a také ovlivňuje úroveň genové exprese
Atypické metody pěstování zeleniny a zeleně ve vesmíru
- Hydroponie
Lůžka, půda a hlína váží hodně, takže vědciHledali způsoby, jak ji vyřadit z procesu pěstování, a proto se výzkumníci stále více obracejí k metodám, jak zeleň a zelenina rostou ve vodě – hydroponie a aeroponie.
Kořeny můžete udržovat neustále ve vodě nebo použít techniku odlivu a odlivu a také použít různé substráty, které pojmou správné množství tekutiny.
- Aeroponie
Zde nejsou kořeny rostlin ve vodě, ale ve vzduchu jsou poblíž instalovány rozprašovače, které čas od času zahalí kořeny lehkým oparem drobných kapek živného roztoku.
Rostliny tak dostávají výživu i dostatekmnožství kyslíku - riziko udušení úrody vrstvou vody je mnohem nižší než v případě klasické hydroponie. Snižuje se také riziko onemocnění rostlin, protože nebezpečné mikroorganismy se často usazují ve vodě nebo vlhkých substrátech.
- Antroponie
Voda a hnojiva pro hydroponické instalace jsou v tomto případě odebírány z odpadu posádky.
Základem se může stát například moč astronautůdusičná hnojiva, takový experiment již na Zemi provedli italští vědci. Ve skutečnosti ale není tak snadné přejít na tuto technologii. Exkrementy astronautů mohou obsahovat například nadbytek určitých kovů.
Kosmické kosti: na ISS byl pěstován fragment kostry
V listopadu 2019 ruští vědci poprvérostly fragmenty kostní struktury v podmínkách nulové gravitace. Během experimentů na ISS byly vyrobeny vzorky tkání z kalciumfosfátové keramiky, která byla osídlena živými buňkami.
V současné době jsou komplexně studovány na Zemi. V budoucnu tato technologie umožní vytvářet kostní implantáty pro transplantaci astronautům na meziplanetárních expedicích na dlouhé vzdálenosti.
- Proč byste ve vesmíru mohli potřebovat kosterní fragmenty
Myšlenka zní logicky, ale zatímfuturistické —poskytovat specializovanou lékařskou péči. Podle odborníků je nutné vytvořit nové prostředky vesmírné medicíny, mimo jiné pro tvorbu tělesných tkání v podmínkách beztíže. V budoucnu by mohli být transplantováni do astronautů, pokud onemocní nebo se zraní.
- Z jakých fragmentů kostry se pěstovaly
Ve studii byly použity biokompatibilní materiály na bázi kalciumfosfátové keramiky: její složení je téměř totožné s anorganickou složkou skutečné kosti.
Unikátních vlastností vývoje je dosaženo vpopis samoorganizace materiálu za fyziologických teplot, poznamenal ředitel Ústavu metalurgie a materiálových věd. A.A. Baikov Ruská akademie věd Vladimir Komlev.
- Jaká technologie se používá k růstu kostí
Zařízení pracuje pomocí technologie magnetické levitace v nulové gravitaci, kdy předmět nevzniká vrstva po vrstvě, jako u běžných 3D tiskáren, ale ze všech stran najednou - podle principu formování sněhové koule.
S touto výrobní metodou, astronautiz keramických částic bylo možné vytvořit sféroidní fragment kostní tkáně. Poté úlomky začaly vzájemně interagovat a vytvářely stabilní chemické vazby
- V jaké fázi jsou vědci?
V současné době se vědcům podařilo vyřešit složitý problém zpracování materiálu pomocí biofabricačních technologií, které zahrnují umělou tvorbu biologických objektů.
Ve srovnání s plastovými a kovovými analogy je však keramika křehčí základnou, jejíž použití může v některých případech vyžadovat dodatečné posílení implantátu.
Jak bude probíhat experiment pěstování orgánů na ISS
Výzkumníci z curyšského vesmírného centraUniverzita společně s Airbusem poslala lidské kmenové buňky na ISS, aby v rámci doplňovacího letu pěstovaly organoidy, mini kopie lidských orgánů.
Projekt dostal název „3D organely ve vesmíru“.Byl vyvinut vědci z Curychské univerzity Oliver Ulrich a Cora Thiel, kteří studovali, jak gravitace ovlivňuje lidské buňky. Tým Airbus Innovations zase vyvinul potřebné vybavení a poskytuje přístup k ISS.
- Proč pěstovat organely
Organoidy jsou trvalé části buňky, které fungujíurčité funkce. Toxikologické studie mohou být prováděny na umělých trojrozměrných organelách, což vylučuje experimenty na zvířatech. Také organely mohou nahradit fragmenty tkáně při léčbě poškozených orgánů.
- Proč se organely rozhodly růst v nulové gravitaci?
Vědci poznamenávají, že kvůli gravitační síle není možné pěstovat trojrozměrné organely na Zemi.
Trojrozměrné organoidy nelze na Zemi pěstovat bez nějakého podpůrného lešení. Ve vesmíru, kde není gravitace, se tento problém vyřeší sám.
Cora Thiel , vědec a bioložka
- Jak bude probíhat experiment pěstování orgánů na ISS
Během další mise budou posláni na oběžnou dráhutkáňové kmenové buňky dvou žen a dvou mužů různého věku. Vědci otestují, jak spolehlivá je jejich metoda při použití buněk s různou biologickou variabilitou.
- Vyhlídky na růst organel ve vesmíru
Vědci také plánují, že v budoucnu bude mít ISS dílnu na výrobu lidských tkání, které lze na Zemi použít pro vědecké účely a v medicíně.
Úspěšná implementace tohoto experimentu se staneskutečný průlom pro medicínu. Na jedné straně budou farmaceutické společnosti schopny provádět toxikologické studie přímo na lidské tkáni, aniž by bylo nutné provádět pokusy na zvířatech. Navíc v budoucnu mohou být k transplantaci použity organely vypěstované z kmenových buněk pacientů - možná to pomůže uspokojit celosvětovou poptávku po dárcovských orgánech.
Číst Dále:
Nový elektromobil najede 800 km bez dobíjení: to je hlavní konkurent Tesly
Vědcům se už tři roky nepodařilo odchytit lišku Rambo. Zabraňuje vypouštění vzácných zvířat do lesa
Vesmírná loď vzdálená několik kilometrů: vše, co je o novém čínském projektu známo