Maatalous ISS: llä
Astronautit viettävät kuukausia ISS:llä, ja heidän tavallinen ruokavalionsa sisältää vähän hedelmiä, vihanneksia ja
Huhtikuussa 2014 Dragon SpaceX -lastialustoimitti vihannesten vihreän kasvin kansainväliselle avaruusasemalle, ja maaliskuussa astronautit alkoivat testata kiertorata-istutusta. Asennus ohjaa valon ja ravinteiden saantia. Elokuussa 2015 astronauttien valikossa oli tuoreita mikropainovoimalla kasvatettuja vihreitä.
Vihreät ISS: ltä
Kansainvälisen avaruuden Venäjän segmentissäasemalla toimii kasvihuone "Lada" kokeilulle "Plants-2". Lada-2-versio ilmestyy aluksella vuoden 2016 lopulla tai vuoden 2017 alussa. Venäjän tiedeakatemian lääketieteellisten ja biologisten ongelmien instituutti työskentelee näiden projektien parissa.
Mutta kaikki nämä kokeet eivät olleet ilman vaikeuksia, joita emme maan päällä tapaa puutarhanhoidon aikana:
- Mikropainovoima. Matalan kiertoradalla ja potentiaalissaSiirtomaaplaneetoilla painovoima on pienempi kuin mihin olemme tottuneet. Heikko painovoima vaikuttaa moniin organismien kehityksen piirteisiin, eivätkä kasvit ole poikkeus. Kokeissa, joissa maapallolle ja ISS:lle istutettiin samoja kasveja, jotkin kiertoradalla liikkuvat lajit menettivät huomattavasti makua ja ravintoarvoa.
- Lämpötilanvaihdon rikkominen... Tämä ongelma ilmenee, jos suljettu tila on huonosti tuuletettu. Samaan aikaan kasvin ympärille kerääntyy haihtuvia orgaanisia aineita, jotka voivat hidastaa sen kasvua.
- säteily. Havainnot osoittavat, että jatkuva säteily voi aiheuttaa DNA-vaurioita ja mutaatioita ja vaikuttaa myös geenien ilmentymisen tasoon
Epätyypilliset menetelmät vihannesten ja vihreiden kasvattamiseksi avaruudessa
- Vesiviljely
Sängyt, maaperä ja savi painavat paljon, joten tutkijatHe etsivät tapoja sulkea se pois kasvatusprosessista. Siksi tutkijat etsivät yhä enemmän menetelmiä, joilla kasvikset ja vihannekset kasvavat vedessä - hydroponiikka ja aeroponiikka.
Voit pitää juuret vedessä jatkuvasti tai käyttää laskuvirtaustekniikkaa ja käyttää myös erilaisia substraatteja, jotka pitävät oikean määrän nestettä.
- Aeroponiikka
Täällä kasvien juuret eivät ole vedessä, vaan ilmassa, lähelle asennetaan sumuttimet, jotka ajoittain peittävät juuret kevyellä ravinneliuospisaralla.
Näin kasvit saavat sekä ravintoa että riittävästihapen määrä - vaara tukehtua satoon vesikerroksella on paljon pienempi kuin klassisen hydroponian tapauksessa. Myös kasvisairauksien riski pienenee, koska vaaralliset mikro -organismit asettuvat usein veteen tai kosteisiin alustoihin.
- Antroponiikka
Tässä tapauksessa vesi ja lannoitteet vesiviljelylaitoksiin otetaan miehistön jätteistä.
Esimerkiksi astronauttien virtsasta voi tulla perustatyppilannoitteita, italialaiset tutkijat ovat jo suorittaneet tällaisen kokeen maan päällä. Mutta todellisuudessa ei ole niin helppoa siirtyä tähän tekniikkaan. Astronauttien ulosteet voivat sisältää esimerkiksi ylimäärän tiettyjä metalleja.
Kosmiset luut: luuranko -fragmentti kasvatettiin ISS: llä
Marraskuussa 2019 venäläiset tutkijat ensimmäistä kertaakasvatti luun rakenteen fragmentteja nollapainovoimaisissa olosuhteissa. ISS:llä tehtyjen kokeiden aikana kudosnäytteitä tehtiin kalsiumfosfaattikeraamista, joka oli asutettu elävillä soluilla.
Tällä hetkellä niitä tutkitaan kattavasti maan päällä. Tulevaisuudessa tekniikka mahdollistaa luuimplanttien luomisen astronautille siirrettäväksi pitkän matkan planeettojen välisillä tutkimusmatkoilla.
- Miksi tarvitset luuston fragmentteja avaruudessa
Ajatus kuulostaa loogiselta, mutta toistaiseksifuturistinen -tarjoamaan erikoistunutta sairaanhoitoa. Asiantuntijoiden mukaan on tarpeen luoda uusia avaruuslääketieteen keinoja, mukaan lukien kehon kudosten muodostus painottomuuden olosuhteissa. Tulevaisuudessa heidät voitaisiin siirtää astronauteiksi, jos he sairastuvat tai loukkaantuvat.
- Mistä luurankokappaleista kasvatettiin
Tutkimuksessa käytettiin bioyhteensopivia materiaaleja, jotka perustuivat kalsiumfosfaattikeramiikkaan: sen koostumus on lähes identtinen oikean luun epäorgaanisen komponentin kanssa.
Kehityksen ainutlaatuiset ominaisuudet saavutetaan vuonnaselvitys materiaalin organisoitumisesta fysiologisissa lämpötiloissa, huomautti Metallurgia- ja materiaalitieteen instituutin johtaja. A.A. Baikov Venäjän tiedeakatemia Vladimir Komlev.
- Mitä tekniikkaa käytetään luiden kasvattamiseen
Laite toimii magneettisen levitaatioteknologian avulla nollapainovoimassa, jossa kohdetta ei luoda kerros kerrokselta, kuten tavanomaisissa 3D -tulostimissa, vaan joka puolelta kerralla - lumipallon muovausperiaatteen mukaisesti.
Tällä tuotantomenetelmällä astronautitkeraamisesta hiukkasesta oli mahdollista muodostaa pallomainen fragmentti luukudoksesta. Sen jälkeen palaset alkoivat olla vuorovaikutuksessa keskenään muodostaen stabiileja kemiallisia sidoksia
- Missä vaiheessa tutkijat ovat?
Tällä hetkellä tiedemiehet ovat onnistuneet ratkaisemaan monimutkaisen ongelman, joka liittyy materiaalien käsittelyyn käyttämällä biovalmistustekniikoita, joihin liittyy biologisten esineiden keinotekoinen luominen.
Muovi- ja metallianalogeihin verrattuna keramiikka on kuitenkin hauraampi pohja, jonka käyttö voi joissain tapauksissa vaatia implantin lisävahvistusta.
Miten elinten kasvatuskokeilu ISS: llä menee
Zürichin avaruuskeskuksen tutkijatYliopisto lähetti yhdessä Airbusin kanssa ihmisen kantasoluja ISS: lle kasvattamaan organoideja, minikopioita ihmiselimistä osana varahuoltoa.
Hanke sai nimekseen "3D -organellit avaruudessa".Sen ovat kehittäneet Zürichin yliopiston tutkijat Oliver Ulrich ja Cora Thiel, jotka tutkivat, miten painovoima vaikuttaa ihmissoluihin. Airbus Innovations -tiimi puolestaan on kehittänyt tarvittavat laitteet ja tarjoaa pääsyn ISS: ään.
- Miksi kasvattaa organelleja
Organoidit ovat pysyviä solun osia, jotka toimivattiettyjä toimintoja. Toksikologisia tutkimuksia voidaan tehdä keinotekoisilla kolmiulotteisilla organelleilla, tämä sulkee pois eläinkokeet. Myös organellit voivat korvata kudospalat vaurioituneiden elinten hoidossa.
- Miksi organellit päättivät kasvaa nollapainossa?
Tutkijat huomauttavat, että kolmiulotteisia organelleja on mahdotonta kasvattaa maapallolla painovoiman vuoksi.
Kolmiulotteisia organoideja ei voida kasvattaa maan päällä ilman jonkinlaista tukitelinettä. Avaruudessa, jossa ei ole painovoimaa, tämä ongelma ratkeaa itsestään.
Cora Thiel, tiedemies ja biologi
- Miten elinten kasvatuskokeilu ISS: llä menee
Seuraavan operaation aikana ne lähetetään kiertoradallekahden eri -ikäisen naisen ja kahden miehen kudoksen kantasolut. Tutkijat kokeilevat, kuinka luotettava menetelmä on, kun käytetään soluja, joilla on erilainen biologinen vaihtelu.
- Näkymät organellien kasvattamisesta avaruudessa
Tutkijat suunnittelevat myös, että tulevaisuudessa ISS: llä on työpaja ihmiskudosten valmistamiseksi, joita voidaan käyttää maan päällä tieteellisiin tarkoituksiin ja lääketieteessä.
Tämän kokeilun onnistuneesta toteuttamisesta tuleetodellinen läpimurto lääketieteessä. Toisaalta lääkeyhtiöt voivat tehdä toksikologisia tutkimuksia suoraan ihokudoksesta ilman tarvetta tehdä eläinkokeita. Lisäksi potilaiden kantasoluista kasvatettuja organelleja voidaan tulevaisuudessa käyttää elinsiirtoon - ehkä tämä auttaa vastaamaan luovuttajaelinten maailmanlaajuiseen kysyntään.
Lukea Edelleen:
Uusi sähköauto ajaa 800 km ilman latausta: tämä on Teslan tärkein kilpailija
Tutkijat eivät ole kyenneet saamaan Rambo -kettua kolmeen vuoteen. Se estää harvinaisten eläinten pääsyn metsään
Avaruusalus useiden kilometrien päässä: kaikki, mitä tiedetään Kiinan uudesta projektista