Γεωργία στο ISS
Οι αστροναύτες περνούν μήνες στον ISS και η συνήθης διατροφή τους είναι χαμηλή σε φρούτα, λαχανικά και
Τον Απρίλιο του 2014, το φορτηγό πλοίο Dragon SpaceXπαρέδωσε το πράσινο φυτό Veggie στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό και τον Μάρτιο οι αστροναύτες άρχισαν να δοκιμάζουν την τροχιακή φυτεία. Η εγκατάσταση ελέγχει την πρόσληψη φωτός και θρεπτικών συστατικών. Τον Αύγουστο του 2015, το μενού των αστροναυτών περιελάμβανε φρέσκα βότανα που καλλιεργούνται στη μικροβαρύτητα.
Πράσινοι από το ISS
Στο ρωσικό τμήμα του Διεθνούς Διαστήματοςο σταθμός λειτουργεί ένα θερμοκήπιο "Lada" για το πείραμα "Plants-2". Στα τέλη του 2016 ή στις αρχές του 2017, η έκδοση Lada-2 θα εμφανιστεί στο πλοίο. Το Ινστιτούτο Ιατρικών και Βιολογικών Προβλημάτων της Ρωσικής Ακαδημίας Επιστημών εργάζεται σε αυτά τα έργα.
Αλλά όλα αυτά τα πειράματα δεν ήταν χωρίς δυσκολίες που δεν συναντάμε στη Γη κατά τη διάρκεια της κηπουρικής:
- Μικροβαρύτητα. Στη χαμηλή τροχιά της Γης και στο δυναμικόΣε πλανήτες αποικιών, η βαρύτητα είναι μικρότερη από ό,τι έχουμε συνηθίσει. Η ασθενής βαρύτητα επηρεάζει πολλά χαρακτηριστικά της ανάπτυξης των οργανισμών και τα φυτά δεν αποτελούν εξαίρεση. Σε πειράματα όπου οι ίδιες καλλιέργειες φυτεύτηκαν στη Γη και στο ISS, ορισμένα είδη σε τροχιά έχασαν αισθητά τη γεύση και τη θρεπτική τους αξία.
- Παραβίαση της ανταλλαγής θερμοκρασίας... Αυτό το πρόβλημα παρουσιάζεται εάν ο κλειστός χώρος αερίζεται ανεπαρκώς. Ταυτόχρονα, πτητικές οργανικές ουσίες συσσωρεύονται γύρω από το φυτό, οι οποίες μπορούν να επιβραδύνουν την ανάπτυξή του.
- Ακτινοβολία. Οι παρατηρήσεις δείχνουν ότι η συνεχής ακτινοβολία μπορεί να προκαλέσει βλάβες και μεταλλάξεις στο DNA και επίσης επηρεάζει το επίπεδο γονιδιακής έκφρασης
Άτυπες μέθοδοι καλλιέργειας λαχανικών και χόρτων στο διάστημα
- Υδροπονική
Τα κρεβάτια, το χώμα και ο πηλός βαραίνουν πολύ, έτσι οι επιστήμονεςΈψαχναν τρόπους για να το αποκλείσουν από τη διαδικασία καλλιέργειας. Ως εκ τούτου, οι ερευνητές αναζητούν ολοένα και περισσότερο μεθόδους στις οποίες τα χόρτα και τα λαχανικά αναπτύσσονται στο νερό - υδροπονία και αεροπονία.
Μπορείτε να διατηρείτε τις ρίζες στο νερό συνεχώς ή να χρησιμοποιείτε την τεχνική άμπωτης και ροής, καθώς και να χρησιμοποιήσετε μια ποικιλία υποστρωμάτων που συγκρατούν τη σωστή ποσότητα υγρού.
- Αεροναυτική
Εδώ οι ρίζες των φυτών δεν βρίσκονται στο νερό, αλλά στον αέρα εγκαθίστανται κοντά, οι οποίοι από καιρό σε καιρό περιβάλλουν τις ρίζες με μια ελαφριά ομίχλη από μικροσκοπικές σταγόνες θρεπτικού διαλύματος.
Έτσι τα φυτά λαμβάνουν τόσο θρεπτική όσο και επαρκήη ποσότητα οξυγόνου - ο κίνδυνος ασφυξίας της καλλιέργειας με ένα στρώμα νερού είναι πολύ μικρότερος από ό, τι στην περίπτωση της κλασικής υδροπονίας. Ο κίνδυνος ασθένειας των φυτών μειώνεται επίσης, καθώς οι επικίνδυνοι μικροοργανισμοί συχνά εγκαθίστανται σε νερό ή υγρά υποστρώματα.
- Ανθρωπονική
Σε αυτή την περίπτωση, το νερό και τα λιπάσματα για υδροπονικές εγκαταστάσεις λαμβάνονται από τα απόβλητα του πληρώματος.
Για παράδειγμα, τα ούρα των αστροναυτών μπορούν να γίνουν η βάσηαζωτούχα λιπάσματα, ένα τέτοιο πείραμα έχει ήδη πραγματοποιηθεί στη Γη από Ιταλούς επιστήμονες. Αλλά στην πραγματικότητα, δεν είναι τόσο εύκολο να μεταβείτε σε αυτήν την τεχνολογία. Τα περιττώματα των αστροναυτών μπορεί να περιέχουν, για παράδειγμα, περίσσεια ορισμένων μετάλλων.
Κοσμικά οστά: ένα θραύσμα σκελετού αναπτύχθηκε στον ISS
Τον Νοέμβριο του 2019, Ρώσοι επιστήμονες για πρώτη φοράμεγάλωσε θραύσματα οστικής δομής σε συνθήκες μηδενικής βαρύτητας. Κατά τη διάρκεια πειραμάτων στον ISS, δείγματα ιστών κατασκευάστηκαν από κεραμικά φωσφορικού ασβεστίου, τα οποία ήταν κατοικημένα με ζωντανά κύτταρα.
Επί του παρόντος, μελετώνται εκτενώς στη Γη. Στο μέλλον, η τεχνολογία θα καταστήσει δυνατή τη δημιουργία οστικών εμφυτευμάτων για μεταμόσχευση σε αστροναύτες σε διαπλανητικές αποστολές μεγάλων αποστάσεων.
- Γιατί μπορεί να χρειαστείτε θραύσματα σκελετού στο διάστημα
Η ιδέα ακούγεται λογική, αλλά μέχρι εκείφουτουριστικό —για την παροχή εξειδικευμένης ιατρικής φροντίδας. Σύμφωνα με τους ειδικούς, είναι απαραίτητο να δημιουργηθούν νέα μέσα διαστημικής ιατρικής, συμπεριλαμβανομένου του σχηματισμού ιστών του σώματος σε συνθήκες έλλειψης βαρύτητας. Στο μέλλον, θα μπορούσαν να μεταμοσχευθούν σε αστροναύτες εάν αρρωστήσουν ή τραυματιστούν.
- Από τι θραύσματα σκελετού αναπτύχθηκαν
Η μελέτη χρησιμοποίησε βιοσυμβατά υλικά με βάση τα κεραμικά φωσφορικού ασβεστίου: η σύνθεσή του είναι σχεδόν πανομοιότυπη με το ανόργανο συστατικό του πραγματικού οστού.
Οι μοναδικές ιδιότητες της ανάπτυξης επιτυγχάνονται σεο απολογισμός της αυτο-οργάνωσης του υλικού σε φυσιολογικές θερμοκρασίες, σημείωσε ο διευθυντής του Ινστιτούτου Μεταλλουργίας και Επιστήμης Υλικών. Α.Α. Baikov Ρωσική Ακαδημία Επιστημών Vladimir Komlev.
- Ποια τεχνολογία χρησιμοποιείται για την ανάπτυξη των οστών
Η συσκευή λειτουργεί χρησιμοποιώντας την τεχνολογία της μαγνητικής αιώρησης σε μηδενική βαρύτητα, στην οποία το αντικείμενο δεν δημιουργείται σε στρώματα, όπως στους συμβατικούς τρισδιάστατους εκτυπωτές, αλλά από όλες τις πλευρές ταυτόχρονα - σύμφωνα με την αρχή της διαμόρφωσης μιας χιονόμπαλας.
Με αυτή τη μέθοδο παραγωγής οι αστροναύτεςήταν δυνατό να σχηματιστεί ένα σφαιροειδές θραύσμα οστικού ιστού από κεραμικά σωματίδια. Μετά από αυτό τα θραύσματα άρχισαν να αλληλεπιδρούν μεταξύ τους, σχηματίζοντας σταθερούς χημικούς δεσμούς
- Σε ποιο στάδιο βρίσκονται οι ερευνητές;
Επί του παρόντος, οι επιστήμονες έχουν καταφέρει να λύσουν το περίπλοκο πρόβλημα της επεξεργασίας υλικού χρησιμοποιώντας τεχνολογίες βιοκατασκευής, οι οποίες περιλαμβάνουν την τεχνητή δημιουργία βιολογικών αντικειμένων.
Ωστόσο, σε σύγκριση με πλαστικά και μεταλλικά ανάλογα, τα κεραμικά είναι μια πιο εύθραυστη βάση, η χρήση της οποίας σε ορισμένες περιπτώσεις μπορεί να απαιτεί πρόσθετη ενίσχυση του εμφυτεύματος.
Πώς θα πάει το πείραμα καλλιέργειας οργάνων στον ISS
Ερευνητές από το Διαστημικό Κέντρο της ΖυρίχηςΤο πανεπιστήμιο, μαζί με την Airbus, ως μέρος μιας πτήσης ανεφοδιασμού, έστειλε ανθρώπινα βλαστοκύτταρα στον ISS για να καλλιεργήσουν οργανοειδή - μίνι-αντίγραφα ανθρώπινων οργάνων.
Το έργο ονομάστηκε «3D οργανίδια στο διάστημα».Αναπτύχθηκε από τους ερευνητές του Πανεπιστημίου της Ζυρίχης Oliver Ulrich και Cora Thiel, οι οποίοι μελέτησαν πώς η βαρύτητα επηρεάζει τα ανθρώπινα κύτταρα. Η ομάδα της Airbus Innovations, με τη σειρά της, έχει αναπτύξει τον απαραίτητο εξοπλισμό και παρέχει πρόσβαση στον ISS.
- Γιατί να αναπτυχθούν οργανίδια
Τα οργανοειδή είναι μόνιμα μέρη ενός κυττάρου που λειτουργούνορισμένες λειτουργίες. Μπορούν να διεξαχθούν τοξικολογικές μελέτες σε τεχνητά τρισδιάστατα οργανίδια, αυτό θα αποκλείσει πειράματα σε ζώα. Επίσης τα οργανίδια μπορούν να αντικαταστήσουν θραύσματα ιστών στη θεραπεία κατεστραμμένων οργάνων.
- Γιατί τα οργανίδια αποφάσισαν να αναπτυχθούν σε μηδενική βαρύτητα;
Οι ερευνητές σημειώνουν ότι είναι αδύνατο να αναπτυχθούν τρισδιάστατα οργανίδια στη Γη λόγω της δύναμης της βαρύτητας.
Τα τρισδιάστατα οργανοειδή δεν μπορούν να αναπτυχθούν στη Γη χωρίς κάποιο είδος υποστηρικτικού ικριώματος. Στο διάστημα, όπου δεν υπάρχει βαρύτητα, αυτό το πρόβλημα λύνεται από μόνο του.
Cora Thiel, επιστήμονας και βιολόγος
- Πώς θα πάει το πείραμα καλλιέργειας οργάνων στον ISS
Κατά την επόμενη αποστολή, θα σταλούν σε τροχιάβλαστοκύτταρα ιστού δύο γυναικών και δύο ανδρών διαφορετικών ηλικιών. Οι ερευνητές θα δοκιμάσουν πόσο αξιόπιστη είναι η μέθοδος τους όταν χρησιμοποιούν κύτταρα με διαφορετική βιολογική μεταβλητότητα.
- Προοπτικές για την ανάπτυξη οργανιδίων στο διάστημα
Οι επιστήμονες σχεδιάζουν επίσης ότι στο μέλλον ο ISS θα έχει ένα εργαστήριο για την παραγωγή ανθρώπινων ιστών που μπορούν να χρησιμοποιηθούν στη Γη για επιστημονικούς σκοπούς και στην ιατρική.
Θα γίνει επιτυχής υλοποίηση αυτού του πειράματοςμια πραγματική ανακάλυψη για την ιατρική. Από τη μία πλευρά, οι φαρμακευτικές εταιρείες θα μπορούν να διεξάγουν τοξικολογικές μελέτες απευθείας σε ανθρώπινο ιστό, χωρίς να χρειάζονται πειράματα σε ζώα. Επιπλέον, στο μέλλον, οργανίδια που αναπτύσσονται από βλαστοκύτταρα ασθενών μπορούν να χρησιμοποιηθούν για μεταμόσχευση - ίσως αυτό θα βοηθήσει στην κάλυψη της παγκόσμιας ζήτησης για όργανα δωρητές.
Να διαβασω Περαιτέρω:
Το νέο ηλεκτρικό αυτοκίνητο διανύει 800 χιλιόμετρα χωρίς επαναφόρτιση: αυτός είναι ο κύριος ανταγωνιστής της Tesla
Οι επιστήμονες δεν κατάφεραν να πιάσουν την αλεπού Rambo εδώ και τρία χρόνια. Αποτρέπει την απελευθέρωση σπάνιων ζώων στο δάσος
Ένα διαστημόπλοιο αρκετά χιλιόμετρα μακριά: όλα όσα είναι γνωστά για το νέο έργο της Κίνας