Landbouw op het ISS
Astronauten brengen maanden door in het ISS en hun gebruikelijke dieet bevat weinig fruit, groenten en...
In april 2014 kwam het Dragon SpaceX-vrachtschipleverde de Veggie green plant aan het International Space Station, en in maart begonnen astronauten de orbitale plantage te testen. De installatie regelt de opname van licht en voedingsstoffen. In augustus 2015 bevatte het menu van de astronauten verse groenten die in microzwaartekracht werden gekweekt.
Groenen van ISS
In het Russische deel van de internationale ruimtehet station exploiteert een kas "Lada" voor het experiment "Plants-2". Eind 2016 of begin 2017 zal de Lada-2-versie aan boord verschijnen. Het Instituut voor Medische en Biologische Problemen van de Russische Academie van Wetenschappen werkt aan deze projecten.
Maar al deze experimenten waren niet zonder problemen die we op aarde niet tegenkomen tijdens het tuinieren:
- Microzwaartekracht. In een lage baan om de aarde en in potentieelOp kolonieplaneten is de zwaartekracht minder dan we gewend zijn. Zwakke zwaartekracht beïnvloedt veel kenmerken van de ontwikkeling van organismen, en planten vormen daarop geen uitzondering. In experimenten waarbij dezelfde gewassen op aarde en in het ISS werden geplant, verloren sommige soorten in een baan merkbaar hun smaak en voedingswaarde.
- Schending van temperatuuruitwisseling... Dit probleem doet zich voor als de afgesloten ruimte slecht geventileerd is. Tegelijkertijd hopen zich rond de plant vluchtige organische stoffen op, die de groei kunnen vertragen.
- StralingWaarnemingen tonen aan dat constante straling DNA-schade en mutaties kan veroorzaken, en ook het niveau van genexpressie kan beïnvloeden
Atypische methoden voor het kweken van groenten en groen in de ruimte
- Hydrocultuur
Bedden, grond en klei wegen veel, zo vinden wetenschappersZe zochten naar manieren om het uit te sluiten van het groeiproces. Daarom kijken onderzoekers steeds meer naar methoden waarbij groenten en fruit in water groeien: hydrocultuur en aeroponics.
Je kunt de wortels constant in water houden of de eb en vloed techniek toepassen, en ook verschillende substraten gebruiken die de juiste hoeveelheid vloeistof vasthouden.
- Aeroponics
Hier bevinden de wortels van de planten zich niet in het water, maar in de lucht. In de buurt worden sproeiers geïnstalleerd, die de wortels van tijd tot tijd omhullen met een lichte waas van kleine druppels voedingsoplossing.
Zo krijgen de planten zowel voeding als voldoendede hoeveelheid zuurstof - het risico van verstikking van het gewas met een laag water is veel lager dan in het geval van klassieke hydrocultuur. Ook wordt het risico op plantenziekte verminderd, omdat gevaarlijke micro-organismen zich vaak vestigen in water of vochtige substraten.
- Antroponics
In dit geval worden water en meststoffen voor hydrocultuurinstallaties uit het afval van de bemanning gehaald.
Zo kan de urine van astronauten de basis wordenstikstofmeststoffen, is een dergelijk experiment al op aarde uitgevoerd door Italiaanse wetenschappers. Maar in werkelijkheid is het niet zo eenvoudig om over te stappen op deze technologie. De uitwerpselen van astronauten kunnen bijvoorbeeld een overmaat aan bepaalde metalen bevatten.
Kosmische botten: een skeletfragment werd gekweekt op het ISS
In november 2019 ontdekten Russische wetenschappers voor het eerstgroeiden fragmenten van de botstructuur in omstandigheden zonder zwaartekracht. Tijdens experimenten in het ISS werden weefselmonsters gemaakt van calciumfosfaatkeramiek, waarin levende cellen zaten.
Momenteel worden ze uitgebreid bestudeerd op aarde. In de toekomst zal de technologie het mogelijk maken om botimplantaten te maken voor transplantatie naar astronauten op interplanetaire expedities over lange afstanden.
- Waarom je misschien skeletfragmenten in de ruimte nodig hebt?
Het idee klinkt logisch, maar tot nu toefuturistisch – om gespecialiseerde medische zorg te bieden. Volgens experts is het noodzakelijk om nieuwe middelen voor ruimtegeneeskunde te creëren, inclusief voor de vorming van lichaamsweefsels in omstandigheden van gewichtloosheid. In de toekomst kunnen ze in astronauten worden getransplanteerd als ze ziek of gewond raken.
- Uit welke skeletfragmenten zijn gegroeid?
Bij het onderzoek werd gebruik gemaakt van biocompatibele materialen op basis van calciumfosfaatkeramiek: de samenstelling ervan is vrijwel identiek aan de anorganische component van echt bot.
De unieke eigenschappen van de ontwikkeling worden bereikt inhet verslag van zelforganisatie van het materiaal bij fysiologische temperaturen, merkte de directeur van het Institute of Metallurgy and Materials Science op. AA Baikov Russische Academie van Wetenschappen Vladimir Komlev.
- Welke technologie wordt gebruikt om botten te laten groeien?
Het apparaat werkt met behulp van de technologie van magnetische levitatie zonder zwaartekracht, waarbij het object niet laag voor laag wordt gecreëerd, zoals in conventionele 3D-printers, maar van alle kanten tegelijk - volgens het principe van het vormen van een sneeuwbal.
Met deze productiemethode kunnen astronautenhet was mogelijk om uit keramische deeltjes een bolvormig fragment van botweefsel te vormen. Waarna de fragmenten met elkaar begonnen te interageren en stabiele chemische bindingen vormden
- In welke fase bevinden de onderzoekers zich?
Momenteel zijn wetenschappers erin geslaagd het complexe probleem van de verwerking van materiaal op te lossen met behulp van biofabricagetechnologieën, waarbij sprake is van de kunstmatige creatie van biologische objecten.
In vergelijking met plastic en metaalanalogen is keramiek echter een fragielere basis, waarvan het gebruik in sommige gevallen een extra versterking van het implantaat kan vereisen.
Hoe verloopt het orgelgroei-experiment in het ISS?
Onderzoekers van het Zürich Space CenterDe universiteit stuurde samen met Airbus menselijke stamcellen naar het ISS om organoïden, minikopieën van menselijke organen, te kweken als onderdeel van een bevoorradingsvlucht.
Het project kreeg de naam "3D-organellen in de ruimte".Het is ontwikkeld door onderzoekers van de Universiteit van Zürich, Oliver Ulrich en Cora Thiel, die bestudeerden hoe zwaartekracht menselijke cellen beïnvloedt. Het Airbus Innovations-team heeft op zijn beurt de benodigde apparatuur ontwikkeld en zorgt voor toegang tot het ISS.
- Waarom organellen kweken?
Organoïden zijn permanente delen van een cel die presterenbepaalde functies. Toxicologische studies kunnen worden uitgevoerd op kunstmatige driedimensionale organellen, dit zal experimenten op dieren uitsluiten. Ook kunnen organellen weefselfragmenten vervangen bij de behandeling van beschadigde organen.
- Waarom besloten organellen om te groeien zonder zwaartekracht?
De onderzoekers merken op dat het door de zwaartekracht onmogelijk is om driedimensionale organellen op aarde te laten groeien.
Driedimensionale organoïden kunnen niet op aarde worden gekweekt zonder een soort ondersteunend platform. In de ruimte, waar geen zwaartekracht bestaat, lost dit probleem zichzelf op.
Cora Thiel, wetenschapper en bioloog
- Hoe verloopt het orgelgroei-experiment in het ISS?
Tijdens de volgende missie zullen ze in een baan om de aarde worden gestuurdweefselstamcellen van twee vrouwen en twee mannen van verschillende leeftijden. De onderzoekers gaan testen hoe betrouwbaar hun methode is bij het gebruik van cellen met verschillende biologische variabiliteit.
- Vooruitzichten voor het kweken van organellen in de ruimte
Wetenschappers zijn ook van plan dat het ISS in de toekomst een werkplaats zal hebben voor de productie van menselijke weefsels die op aarde kunnen worden gebruikt voor wetenschappelijke doeleinden en in de geneeskunde.
Succesvolle implementatie van dit experiment wordteen echte doorbraak voor de geneeskunde. Enerzijds zullen farmaceutische bedrijven toxicologisch onderzoek rechtstreeks op menselijk weefsel kunnen uitvoeren, zonder dat daarvoor dierproeven nodig zijn. Bovendien kunnen in de toekomst organellen die zijn gekweekt uit stamcellen van patiënten worden gebruikt voor transplantatie - misschien zal dit helpen om aan de wereldwijde vraag naar donororganen te voldoen.
Lezen Verder:
Nieuwe elektrische auto rijdt 800 km zonder opladen: dit is de grootste concurrent van Tesla
Wetenschappers hebben de Rambo-vos al drie jaar niet kunnen vangen. Het voorkomt dat zeldzame dieren worden vrijgelaten in het bos
Een ruimteschip enkele kilometers verderop: alles wat er bekend is over het nieuwe project van China