Agricultura en la ISS
Los astronautas pasan meses en la ISS y su dieta habitual es baja en frutas, verduras y
En abril de 2014, el buque de carga Dragon SpaceXentregó la planta verde Veggie a la Estación Espacial Internacional y, en marzo, los astronautas comenzaron a probar la plantación orbital. La instalación controla la ingesta de luz y nutrientes. En agosto de 2015, el menú de los astronautas incluía verduras frescas cultivadas en microgravedad.
Verdes de ISS
En el segmento ruso del Espacio Internacionalla estación opera un invernadero "Lada" para el experimento "Plantas-2". A finales de 2016 o principios de 2017, la versión Lada-2 aparecerá a bordo. El Instituto de Problemas Médicos y Biológicos de la Academia de Ciencias de Rusia está trabajando en estos proyectos.
Pero todos estos experimentos no estuvieron exentos de dificultades que nosotros en la Tierra no encontramos durante la jardinería:
- Microgravedad. En órbita terrestre baja y en potencial.En los planetas coloniales, la gravedad es menor de lo que estamos acostumbrados. La gravedad débil afecta muchas características del desarrollo de los organismos y las plantas no son una excepción. En experimentos en los que se plantaron los mismos cultivos en la Tierra y en la ISS, algunas especies en órbita perdieron notablemente su sabor y valor nutricional.
- Violación del intercambio de temperatura... Este problema ocurre si el espacio cerrado está mal ventilado. Al mismo tiempo, las sustancias orgánicas volátiles se acumulan alrededor de la planta, lo que puede ralentizar su crecimiento.
- La radiación. Las observaciones muestran que la radiación constante puede causar daños y mutaciones en el ADN, y también afecta el nivel de expresión genética.
Métodos atípicos de cultivar hortalizas y verduras en el espacio.
- Hidroponia
Los lechos, la tierra y la arcilla pesan mucho, según los científicosBuscaban formas de excluirlo del proceso de cultivo. Por eso, los investigadores buscan cada vez más métodos en los que las verduras y hortalizas crezcan en agua: hidroponía y aeroponía.
Puede mantener las raíces en agua constantemente o usar la técnica de flujo y reflujo, y también usar una variedad de sustratos que contengan la cantidad correcta de líquido.
- Aeroponía
Aquí las raíces de las plantas no están en el agua, sino en el aire, se instalan cerca pulverizadores que de vez en cuando envuelven las raíces con una ligera neblina de pequeñas gotas de una solución nutritiva.
Así es como las plantas reciben nutrición y suficientela cantidad de oxígeno: el riesgo de asfixiar el cultivo con una capa de agua es mucho menor que en el caso de la hidroponía clásica. El riesgo de enfermedades de las plantas también se reduce, ya que los microorganismos peligrosos a menudo se depositan en el agua o en sustratos húmedos.
- Antroponia
En este caso, el agua y los fertilizantes para instalaciones hidropónicas se toman de los residuos de la tripulación.
Por ejemplo, la orina de los astronautas puede convertirse en la basefertilizantes nitrogenados, un experimento de este tipo ya ha sido llevado a cabo en la Tierra por científicos italianos. Pero, en realidad, no es tan fácil cambiar a esta tecnología. Los excrementos de los astronautas pueden contener, por ejemplo, un exceso de ciertos metales.
Huesos cósmicos: se cultivó un fragmento de esqueleto en la ISS
En noviembre de 2019, los científicos rusos por primera vezCrecieron fragmentos de estructura ósea en condiciones de gravedad cero. Durante los experimentos en la EEI, se obtuvieron muestras de tejido a partir de cerámicas de fosfato de calcio, que estaban pobladas de células vivas.
En la actualidad, se están estudiando exhaustivamente en la Tierra. En el futuro, la tecnología permitirá crear implantes óseos para trasplantes a astronautas en expediciones interplanetarias de larga distancia.
- Por qué podrías necesitar fragmentos de esqueleto en el espacio
La idea suena lógica, pero hasta ahorafuturista: proporcionar atención médica especializada. Según los expertos, es necesario crear nuevos medios de medicina espacial, incluso para la formación de tejidos corporales en condiciones de ingravidez. En el futuro, podrían ser trasplantados a astronautas si estos enferman o se lesionan.
- ¿De qué fragmentos de esqueleto se cultivaron?
En el estudio se utilizaron materiales biocompatibles a base de cerámicas de fosfato de calcio: su composición es casi idéntica al componente inorgánico del hueso real.
Las propiedades únicas del desarrollo se logran enla cuenta de la autoorganización del material a temperaturas fisiológicas, señaló el director del Instituto de Metalurgia y Ciencia de los Materiales. AUTOMÓVIL CLUB BRITÁNICO. Academia de Ciencias de Rusia Baikov Vladimir Komlev.
- ¿Qué tecnología se usa para hacer crecer los huesos?
El dispositivo funciona utilizando la tecnología de levitación magnética en gravedad cero, en la que el objeto no se crea capa por capa, como en las impresoras 3D convencionales, sino desde todos los lados a la vez, de acuerdo con el principio de moldear una bola de nieve.
Con este método de producción, los astronautasfue posible formar un fragmento esferoidal de tejido óseo a partir de partículas cerámicas. Después de lo cual los fragmentos comenzaron a interactuar entre sí, formando enlaces químicos estables.
- ¿En qué etapa se encuentran los investigadores?
Actualmente, los científicos han logrado resolver el complejo problema del procesamiento de material mediante tecnologías de biofabricación, que implican la creación artificial de objetos biológicos.
Sin embargo, en comparación con los análogos de plástico y metal, la cerámica es una base más frágil, cuyo uso en algunos casos puede requerir un refuerzo adicional del implante.
¿Cómo irá el experimento de cultivo de órganos en la ISS?
Investigadores del Centro Espacial de ZúrichLa universidad, junto con Airbus, envió células madre humanas a la ISS para cultivar organoides, mini copias de órganos humanos, como parte de un vuelo de reabastecimiento.
El proyecto se denominó “orgánulos 3D en el espacio”.Fue desarrollado por investigadores de la Universidad de Zurich Oliver Ulrich y Cora Thiel, quienes estudiaron cómo la gravedad afecta a las células humanas. El equipo de Airbus Innovations, a su vez, ha desarrollado el equipo necesario y proporciona acceso a la ISS.
- Por que cultivar orgánulos
Los organoides son partes permanentes de una célula que realizanciertas funciones. Se pueden realizar estudios toxicológicos en orgánulos artificiales tridimensionales, esto eliminará los experimentos en animales. Además, los orgánulos pueden reemplazar fragmentos de tejido en el tratamiento de órganos dañados.
- ¿Por qué los orgánulos decidieron crecer en gravedad cero?
Los investigadores señalan que es imposible hacer crecer orgánulos tridimensionales en la Tierra debido a la fuerza de la gravedad.
Los organoides tridimensionales no se pueden cultivar en la Tierra sin algún tipo de andamio de soporte. En el espacio, donde no hay gravedad, este problema se resuelve solo.
Cora Thiel, científica y bióloga
- ¿Cómo irá el experimento de cultivo de órganos en la ISS?
Durante la próxima misión, serán enviados a órbita.células madre de tejido de dos mujeres y dos hombres de diferentes edades. Los investigadores probarán qué tan confiable es su método cuando se utilizan células con diferente variabilidad biológica.
- Perspectivas de orgánulos en crecimiento en el espacio.
Los científicos también planean que en el futuro la ISS tenga un taller para la producción de tejidos humanos que puedan usarse en la Tierra con fines científicos y en medicina.
La implementación exitosa de este experimento se convertirá enun verdadero avance para la medicina. Por un lado, las empresas farmacéuticas podrán realizar estudios de toxicología directamente en tejido humano, sin necesidad de experimentos con animales. Además, en el futuro, los orgánulos cultivados a partir de células madre de pacientes se pueden usar para trasplantes; tal vez esto ayude a satisfacer la demanda mundial de órganos de donantes.
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