Landbrug på ISS
Astronauter tilbringer måneder på ISS, og deres sædvanlige kost er lav på frugt, grøntsager og
I april 2014 Dragon SpaceX fragtskibleverede den grønne Veggie-plante til den internationale rumstation, og i marts begyndte astronauter at teste orbitalplantagen. Installationen styrer lys- og næringsindtag. I august 2015 indeholdt astronautmenuen friske grøntsager dyrket i mikrogravitation.
Grønne fra ISS
I det russiske segment af det internationale rumstationen driver et drivhus "Lada" til eksperimentet "Plants-2". I slutningen af 2016 eller begyndelsen af 2017 vises Lada-2-versionen om bord. Institut for medicinske og biologiske problemer fra det russiske videnskabsakademi arbejder på disse projekter.
Men alle disse eksperimenter var ikke uden vanskeligheder, som vi på Jorden ikke støder på under havearbejde:
- Mikrogravitation. I lav kredsløb om Jorden og i potentialePå koloniplaneter er tyngdekraften mindre end hvad vi er vant til. Svag tyngdekraft påvirker mange funktioner i udviklingen af organismer, og planter er ingen undtagelse. I forsøg, hvor de samme afgrøder blev plantet på Jorden og på ISS, mistede nogle arter i kredsløb mærkbart smag og næringsværdi.
- Overtrædelse af temperaturudveksling... Dette problem opstår, hvis det lukkede rum er dårligt ventileret. På samme tid ophobes flygtige organiske stoffer omkring planten, hvilket kan bremse dens vækst.
- stråling. Observationer viser, at konstant stråling kan forårsage DNA-skader og mutationer og også påvirker niveauet af genekspression
Atypiske metoder til dyrkning af grøntsager og grønt i rummet
- Hydroponics
Senge, jord og ler vejer meget, så forskerneDe ledte efter måder at udelukke det fra dyrkningsprocessen. Derfor søger forskere i stigende grad mod metoder, hvor grøntsager og grøntsager vokser i vand - hydroponics og aeroponics.
Du kan holde rødderne i vand hele tiden eller bruge ebbe og strømningsteknikken samt bruge en række forskellige underlag, der indeholder den rigtige mængde væske.
- Aeroponics
Her er planternes rødder ikke i vandet, men i luften er der installeret sprøjter i nærheden, som fra tid til anden omslutter rødderne med en let dis af små dråber af en næringsopløsning.
Sådan modtager planterne både næring og tilstrækkeligmængden af ilt - risikoen for at kvæle afgrøden med et lag vand er meget lavere end i tilfælde af klassisk hydroponik. Risikoen for plantesygdom reduceres også, da farlige mikroorganismer ofte sætter sig i vand eller våde underlag.
- Antroponik
I dette tilfælde tages vand og gødning til hydroponiske installationer fra besætningens affald.
For eksempel kan astronauternes urin blive grundlagetnitrogengødning, et sådant forsøg er allerede blevet udført på jorden af italienske forskere. Men i virkeligheden er det ikke så let at skifte til denne teknologi. Ekskrementer fra astronauter kan f.eks. Indeholde et overskud af visse metaller.
Kosmiske knogler: et skeletfragment blev dyrket på ISS
I november 2019, russiske videnskabsmænd for første gangvoksede fragmenter af knoglestruktur under nul-tyngdekraftsforhold. Under eksperimenter på ISS blev vævsprøver lavet af calciumphosphatkeramik, som var befolket med levende celler.
På nuværende tidspunkt studeres de omfattende på Jorden. I fremtiden vil teknologien gøre det muligt at oprette knogleimplantater til transplantation til astronauter på langdistanceinterplanetære ekspeditioner.
- Hvorfor har du måske brug for skeletfragmenter i rummet
Ideen lyder logisk, men indtil viderefuturistisk —at yde specialiseret medicinsk behandling. Ifølge eksperter er det nødvendigt at skabe nye midler til rummedicin, herunder til dannelse af kropsvæv under vægtløshedstilstande. I fremtiden kan de blive transplanteret til astronauter, hvis de bliver syge eller kommer til skade.
- Hvilke skeletfragmenter blev dyrket fra
Undersøgelsen brugte biokompatible materialer baseret på calciumphosphatkeramik: dens sammensætning er næsten identisk med den uorganiske komponent af ægte knogle.
De unikke egenskaber ved udviklingen opnås iberetningen om selvorganisering af materialet ved fysiologiske temperaturer, bemærkede direktøren for Institute of Metallurgy and Materials Science. A.A. Baikov Russian Academy of Sciences Vladimir Komlev.
- Hvilken teknologi bruges til at dyrke knogler
Enheden fungerer ved hjælp af teknologien til magnetisk svævning i nul tyngdekraft, hvor objektet ikke er skabt lag for lag, som i konventionelle 3D -printere, men fra alle sider på én gang - ifølge princippet om støbning af en snebold.
Med denne produktionsmetode, astronauterdet var muligt at danne et kugleformet fragment af knoglevæv ud fra keramiske partikler. Hvorefter fragmenterne begyndte at interagere med hinanden og danne stabile kemiske bindinger
- På hvilket stadie befinder forskerne sig?
I øjeblikket har videnskabsmænd formået at løse det komplekse problem med at behandle materiale ved hjælp af biofremstillingsteknologier, som involverer kunstig skabelse af biologiske objekter.
I sammenligning med plast- og metalanaloger er keramik imidlertid en mere skrøbelig base, hvis anvendelse i nogle tilfælde kan kræve yderligere forstærkning af implantatet.
Hvordan vil orgelvoksende eksperiment på ISS gå
Forskere fra Zürich Space CenterUniversitetet sendte sammen med Airbus som led i en forsyningsflyvning menneskelige stamceller til ISS for at dyrke organoider - minikopier af menneskelige organer.
Projektet fik navnet "3D -organeller i rummet".Det blev udviklet af forskere ved universitetet i Zürich Oliver Ulrich og Cora Thiel, der undersøgte, hvordan tyngdekraften påvirker menneskelige celler. Airbus Innovations -teamet har til gengæld udviklet det nødvendige udstyr og giver adgang til ISS.
- Hvorfor dyrke organeller
Organoider er permanente dele af en celle, der fungerervisse funktioner. På kunstige tredimensionelle organeller kan der udføres toksikologiske undersøgelser, dette vil udelukke forsøg på dyr. Også organeller kan erstatte vævsfragmenter i behandlingen af beskadigede organer.
- Hvorfor besluttede organeller at vokse i nul tyngdekraft?
Forskerne bemærker, at det er umuligt at dyrke tredimensionelle organeller på jorden på grund af tyngdekraften.
Tredimensionelle organoider kan ikke dyrkes på Jorden uden en form for støttende stillads. I rummet, hvor der ikke er nogen tyngdekraft, løser dette problem sig selv.
Cora Thiel, videnskabsmand og biolog
- Hvordan vil orgelvoksende eksperiment på ISS gå
Under den næste mission bliver de sendt i kredsløbvævsstamceller fra to kvinder og to mænd i forskellige aldre. Forskerne vil teste, hvor pålidelig deres metode er, når de bruger celler med forskellig biologisk variation.
- Udsigter til dyrkning af organeller i rummet
Forskere planlægger også, at ISS i fremtiden vil have en workshop til produktion af menneskelige væv, der kan bruges på Jorden til videnskabelige formål og i medicin.
En vellykket implementering af dette eksperiment vil bliveet rigtigt gennembrud for medicin. På den ene side vil farmaceutiske virksomheder kunne foretage toksikologiske undersøgelser direkte på humant væv uden behov for dyreforsøg. Desuden kan organeller, der er vokset fra stamceller hos patienter, i fremtiden bruges til transplantation - måske vil dette hjælpe med at imødekomme den globale efterspørgsel efter donororganer.
At læse Yderligere:
Ny elbil kører 800 km uden genopladning: dette er Teslas største konkurrent
Forskere har ikke været i stand til at fange Rambo -ræven i tre år. Det forhindrer sjældne dyr i at blive frigivet i skoven
Et rumskib flere kilometer væk: alt hvad man ved om Kinas nye projekt