Lauksaimniecība ISS
Astronauti vairākus mēnešus pavada SKS, un viņu parastajā uzturā ir maz augļu, dārzeņu un
2014. gada aprīlī Dragon SpaceX kravas kuģispiegādāja zaļo augu Veggie uz Starptautisko kosmosa staciju, un martā astronauti sāka izmēģināt orbītas plantāciju. Instalācija kontrolē gaismas un barības vielu uzņemšanu. 2015. gada augustā astronautu ēdienkartē bija svaigi zaļumi, kas audzēti mikrogravitācijā.
Zaļie no ISS
Starptautiskās kosmosa Krievijas segmentāstacijā darbojas siltumnīca "Lada" eksperimentam "Augi-2". 2016. gada beigās vai 2017. gada sākumā Lada-2 versija parādīsies uz kuģa. Pie šiem projektiem strādā Krievijas Zinātņu akadēmijas Medicīnisko un bioloģisko problēmu institūts.
Bet visi šie eksperimenti nebija bez grūtībām, ar kurām mēs uz Zemes nesaskaramies dārzkopības laikā:
- MikrogravitācijaZemā Zemes orbītā un uz potenciālajām koloniju planētām smaguma spēks ir mazāks, nekā mēs esam pieraduši.Vāja gravitācija ietekmē daudzas organismu attīstības iezīmes, un augi nav izņēmums.Eksperimentos, kur tās pašas kultūras tika stādītas uz Zemes un ISS, dažas orbītā esošās sugas zaudēja savu garšu un uzturvērtību.
- Temperatūras apmaiņas pārkāpums... Šī problēma rodas, ja slēgtā telpa ir slikti vēdināta. Tajā pašā laikā ap augu uzkrājas gaistošas organiskas vielas, kas var palēnināt tā augšanu.
- StarojumsNovērojumi liecina, ka pastāvīgs starojums var izraisīt DNS bojājumus un mutācijas, kā arī ietekmēt. gēnu ekspresijas līmenī
Netipiskas dārzeņu un zaļumu audzēšanas metodes kosmosā
- Hidroponika
Gultas, augsne un māls sver daudz, tāpēc zinātnieki ir meklējuši veidus, kā to novērst no audzēšanas procesa. Tāpēc pētnieki arvien vairāk skatās uzMetožu virzienā, kurās zaļumi un dārzeņi aug ūdenī, hidroponikā un aeroponikā.
Jūs varat pastāvīgi turēt saknes ūdenī vai izmantot paisuma un plūsmas paņēmienu, kā arī izmantot dažādus substrātus, kas satur pareizo šķidruma daudzumu.
- Aeroponika
Šeit augu saknes atrodas nevis ūdenī, bet gaisā.Tuvumā ir uzstādīti smidzinātāji, kas ik pa laikam apvij saknes ar vieglu, sīku barības šķīduma pilienu dūmaku.
Tā augi saņem gan uzturu, gan pietiekamuskābekļa daudzums - risks noslāpēt ražu ar ūdens slāni ir daudz mazāks nekā klasiskās hidroponikas gadījumā. Samazinās arī augu slimību risks, jo bīstami mikroorganismi bieži apmetas ūdenī vai mitros substrātos.
- Antroponika
Šajā gadījumā ūdens un mēslojums hidroponiskām iekārtām tiek ņemts no apkalpes atkritumiem.
Piemēram, par pamatu var kļūt astronautu urīnsslāpekļa mēslojumu, šādu eksperimentu uz Zemes jau veikuši itāļu zinātnieki. Bet patiesībā nav tik viegli pāriet uz šo tehnoloģiju. Astronautu ekskrementi var saturēt, piemēram, noteiktu metālu pārpalikumu.
Kosmiskie kauli: ISS tika audzēts skeleta fragments
2019. gada novembrī Krievijas zinātnieki pirmo reiziizauga kaulu struktūras fragmenti nulles gravitācijas apstākļos. Eksperimentu laikā ar ISS audu paraugi tika izgatavoti no kalcija fosfāta keramikas, kas tika apdzīvota ar dzīvām šūnām.
Šobrīd tie tiek vispusīgi pētīti uz Zemes. Nākotnē šī tehnoloģija ļaus izveidot kaulu implantus transplantācijai astronautiem tālsatiksmes starpplanētu ekspedīcijās.
- Kāpēc jums varētu būt nepieciešami skeleta fragmenti kosmosā
Ideja izklausās loģiska, bet pagaidāmfutūristisks —nodrošināt specializētu medicīnisko aprūpi. Pēc ekspertu domām, nepieciešams radīt jaunus kosmosa medicīnas līdzekļus, tostarp ķermeņa audu veidošanai bezsvara apstākļos. Nākotnē tos varētu pārstādīt astronautiem, ja viņi saslims vai tiks ievainoti.
- No kā tika izaudzēti skeleta fragmenti
Pētījumā tika izmantoti bioloģiski saderīgi materiāli, kuru pamatā ir kalcija fosfāta keramika: tā sastāvs ir gandrīz identisks īsta kaula neorganiskajai sastāvdaļai.
Attīstības unikālās īpašības tiek sasniegtasmateriāla pašorganizācijas pārskats fizioloģiskā temperatūrā, atzīmēja Metalurģijas un materiālu zinātnes institūta direktors. A.A. Baikova Krievijas Zinātņu akadēmija Vladimirs Komļevs.
- Kāda tehnoloģija tiek izmantota kaulu audzēšanai
Ierīce darbojas, izmantojot magnētiskās levitācijas tehnoloģiju nulles gravitācijā, kurā objekts netiek veidots kā slānis pa slānim, kā parastajos 3D printeros, bet gan no visām pusēm uzreiz - pēc sniega pikas formēšanas principa.
Ar šo ražošanas metodi astronautino keramikas daļiņām bija iespējams veidot sferoīdu kaulaudu fragmentu. Pēc tam fragmenti sāka savstarpēji mijiedarboties, veidojot stabilas ķīmiskās saites
- Kurā stadijā ir pētnieki?
Šobrīd zinātniekiem ir izdevies atrisināt sarežģīto problēmu, kas saistīta ar materiāla apstrādi, izmantojot biofabrikas tehnoloģijas, kas ietver bioloģisku objektu mākslīgu izveidi.
Tomēr, salīdzinot ar plastmasas un metāla analogiem, keramika ir trauslāka bāze, kuras izmantošana dažos gadījumos var prasīt papildu implanta stiprināšanu.
Kā noritēs orgānu audzēšanas eksperiments ISS
Pētnieki no Cīrihes Kosmosa centraUniversitāte kopā ar Airbus nosūtīja cilvēka cilmes šūnas uz SKS, lai audzētu organoīdus, cilvēka orgānu mini kopijas, kā daļu no rezerves lidojuma.
Projekts tika nosaukts par “3D organellām kosmosā”.To izstrādāja Cīrihes Universitātes pētnieki Olivers Ulrihs un Kora Tīle, kuri pētīja, kā gravitācija ietekmē cilvēka šūnas. Savukārt Airbus Innovations komanda ir izstrādājusi nepieciešamo aprīkojumu un nodrošina piekļuvi ISS.
- Kāpēc audzēt organoīdus
Organoīdi ir pastāvīgas šūnas daļas, kas darbojasnoteiktas funkcijas. Toksikoloģiskos pētījumus var veikt ar mākslīgiem trīsdimensiju organoīdiem, tas neietvers eksperimentus ar dzīvniekiem. Arī organoīdi var aizstāt audu fragmentus bojāto orgānu ārstēšanā.
- Kāpēc organoīdi nolēma augt bez gravitācijas?
Pētnieki atzīmē, ka gravitācijas spēka dēļ uz Zemes nav iespējams audzēt trīsdimensiju organoīdus.
Trīsdimensiju organoīdus nevar audzēt uz Zemes bez kāda veida atbalsta sastatnēm. Kosmosā, kur nav gravitācijas, šī problēma atrisinās pati par sevi.
Cora Thiel, zinātniece un biologe
- Kā noritēs orgānu audzēšanas eksperiments ISS
Nākamās misijas laikā viņi tiks nosūtīti orbītāaudu cilmes šūnas divām sievietēm un diviem dažāda vecuma vīriešiem. Pētnieki pārbaudīs, cik uzticama ir viņu metode, izmantojot šūnas ar atšķirīgu bioloģisko mainīgumu.
- Organellu audzēšanas perspektīvas kosmosā
Zinātnieki arī plāno, ka nākotnē SKS būs darbnīca tādu cilvēka audu ražošanai, kurus var izmantot uz Zemes zinātniskiem mērķiem un medicīnā.
Veiksmīga šī eksperimenta īstenošana kļūsīsts sasniegums medicīnā. No vienas puses, farmācijas uzņēmumi varēs veikt toksikoloģijas pētījumus tieši uz cilvēka audiem, neveicot eksperimentus ar dzīvniekiem. Turklāt nākotnē transplantācijai var izmantot organellus, kas izaudzēti no pacientu cilmes šūnām - iespējams, tas palīdzēs apmierināt globālo pieprasījumu pēc donoru orgāniem.
Lasīt Tālāk:
Jauns elektromobilis bez uzlādes nobrauc 800 km: tas ir Tesla galvenais konkurents
Zinātniekiem nav izdevies noķert Rambo lapsu trīs gadus. Tas novērš retu dzīvnieku izlaišanu mežā
Kosmosa kuģis vairāku kilometru attālumā: viss, kas ir zināms par Ķīnas jauno projektu