Landbruk på ISS
Astronauter tilbringer måneder på ISS og deres vanlige kosthold er lavt på frukt, grønnsaker og
I april 2014, Dragon SpaceX lasteskipleverte den grønne Veggie-planten til den internasjonale romstasjonen, og i mars begynte astronauter å teste orbitalplantasjen. Installasjonen styrer inntaket av lys og næringsstoffer. I august 2015 inkluderte astronautenes meny friske urter dyrket i mikrogravity.
Greens fra ISS
I det russiske segmentet av International Spacestasjonen driver et drivhus "Lada" for eksperimentet "Plants-2". På slutten av 2016 eller tidlig i 2017 vil Lada-2-versjonen vises om bord. Institutt for medisinske og biologiske problemer ved det russiske vitenskapsakademiet jobber med disse prosjektene.
Men alle disse forsøkene var ikke uten vanskeligheter som vi på jorden ikke møter under hagearbeid:
- Mikrogravitasjon. I lav bane rundt jorden og i potensialPå koloniplaneter er tyngdekraften mindre enn det vi er vant til. Svak gravitasjon påvirker mange funksjoner i utviklingen av organismer, og planter er intet unntak. I eksperimenter der de samme avlingene ble plantet på jorden og på ISS, mistet noen arter i bane merkbart smak og næringsverdi.
- Brudd på temperaturutveksling... Dette problemet oppstår hvis det lukkede rommet er dårlig ventilert. Samtidig akkumuleres flyktige organiske stoffer rundt planten, noe som kan bremse veksten.
- stråling. Observasjoner viser at konstant stråling kan forårsake DNA-skader og mutasjoner, og også påvirke nivået av genuttrykk
Atypiske metoder for dyrking av grønnsaker og greener i verdensrommet
- Hydroponics
Senger, jord og leire veier mye, så forskereDe lette etter måter å ekskludere det fra vekstprosessen. Derfor ser forskere i økende grad mot metoder der grønnsaker og grønnsaker vokser i vann - hydroponikk og aeroponikk.
Du kan beholde røttene i vann hele tiden eller bruke ebbe- og flyteknikken, samt bruke en rekke underlag som holder riktig mengde væske.
- Aeroponics
Her er plantenes røtter ikke i vannet, men i luften er det installert sprøyter i nærheten, som fra tid til annen omslutter røttene med en lett dis av små dråper av en næringsløsning.
Slik får plantene både næring og tilstrekkeligmengden oksygen - risikoen for å kvele avlingen med et lag vann er mye lavere enn ved klassisk hydroponikk. Risikoen for plantesykdom reduseres også, ettersom farlige mikroorganismer ofte legger seg i vann eller våte underlag.
- Antroponikk
I dette tilfellet tas vann og gjødsel til hydroponiske installasjoner fra mannskapets avfall.
For eksempel kan urinen til astronauter bli grunnlagetnitrogengjødsel, har et slikt eksperiment allerede blitt utført på jorden av italienske forskere. Men i virkeligheten er det ikke så lett å bytte til denne teknologien. Ekskrementer fra astronauter kan for eksempel inneholde et overskudd av visse metaller.
Kosmiske bein: et skjelettfragment ble vokst på ISS
I november 2019, russiske forskere for første gangvokste fragmenter av beinstruktur under null gravitasjonsforhold. Under eksperimenter på ISS ble vevsprøver laget av kalsiumfosfatkeramikk, som var befolket med levende celler.
For tiden blir de grundig studert på jorden. I fremtiden vil teknologien gjøre det mulig å lage beinimplantater for transplantasjon til astronauter på langdistanse interplanetære ekspedisjoner.
- Hvorfor trenger du skjelettfragmenter i verdensrommet?
Ideen høres logisk ut, men så langtfuturistisk —å gi spesialisert medisinsk behandling. Ifølge eksperter er det nødvendig å skape nye midler for rommedisin, inkludert for dannelse av kroppsvev under vektløshetstilstander. I fremtiden kan de bli transplantert til astronauter hvis de blir syke eller skadet.
- Hvilke skjelettfragmenter ble vokst fra
Studien brukte biokompatible materialer basert på kalsiumfosfatkeramikk: sammensetningen er nesten identisk med den uorganiske komponenten i ekte bein.
De unike egenskapene til utviklingen oppnås iberetningen om selvorganisering av materialet ved fysiologiske temperaturer, bemerket direktøren for Institute of Metallurgy and Materials Science. A.A. Baikov Russian Academy of Sciences Vladimir Komlev.
- Hvilken teknologi brukes til å vokse bein
Enheten opererer ved hjelp av teknologien for magnetisk levitasjon i null tyngdekraft, der objektet ikke er laget i lag, som i konvensjonelle 3D -skrivere, men fra alle sider samtidig - i henhold til prinsippet om støping av en snøball.
Med denne produksjonsmetoden, astronauterdet var mulig å danne et kuleformet fragment av beinvev fra keramiske partikler. Deretter begynte fragmentene å samhandle med hverandre og danne stabile kjemiske bindinger
- Hvilket stadium befinner forskerne seg på?
Foreløpig har forskere klart å løse det komplekse problemet med å behandle materiale ved hjelp av biofabrikasjonsteknologier, som involverer kunstig oppretting av biologiske objekter.
I sammenligning med plast- og metallanaloger er imidlertid keramikk en mer skjør base, hvis bruk i noen tilfeller kan kreve ytterligere forsterkning av implantatet.
Hvordan vil eksperimentet med organdyrking på ISS gå
Forskere fra Zürich Space CenterUniversitetet, sammen med Airbus, sendte menneskelige stamceller til ISS for å dyrke organoider - minikopier av menneskelige organer, som en del av en forsyningsflyging.
Prosjektet fikk navnet "3D -organeller i verdensrommet".Den ble utviklet av Universitetet i Zürichs forskere Oliver Ulrich og Cora Thiel, som studerte hvordan tyngdekraften påvirker menneskelige celler. Airbus Innovations -teamet har igjen utviklet nødvendig utstyr og gir tilgang til ISS.
- Hvorfor vokse organeller
Organoider er permanente deler av en celle som utførervisse funksjoner. Toksikologiske studier kan utføres på kunstige tredimensjonale organeller, dette vil eliminere eksperimenter på dyr. Også organeller kan erstatte vevsfragmenter i behandlingen av skadede organer.
- Hvorfor bestemte organeller seg for å vokse i null tyngdekraft?
Forskerne merker at det er umulig å vokse tredimensjonale organeller på jorden på grunn av tyngdekraften.
Tredimensjonale organoider kan ikke dyrkes på jorden uten et slags støttestillas. I verdensrommet, hvor det ikke er gravitasjon, løser dette problemet seg selv.
Cora Thiel, vitenskapsmann og biolog
- Hvordan vil eksperimentet med organdyrking på ISS gå
Under det neste oppdraget vil de bli sendt i banevevstamceller til to kvinner og to menn i forskjellige aldre. Forskerne vil teste hvor pålitelig metoden deres er når de bruker celler med forskjellig biologisk variasjon.
- Utsikter for å dyrke organeller i verdensrommet
Forskere planlegger også at ISS i fremtiden vil ha et verksted for produksjon av menneskelig vev som kan brukes på jorden til vitenskapelige formål og i medisin.
Vellykket implementering av dette eksperimentet vil bliet virkelig gjennombrudd for medisin. På den ene siden vil farmasøytiske selskaper kunne utføre toksikologiske studier direkte på menneskelig vev, uten behov for dyreforsøk. I tillegg kan organeller som vokser fra stamceller hos pasienter i fremtiden brukes til transplantasjon - kanskje vil dette bidra til å dekke den globale etterspørselen etter donororganer.
Å lese Lengre:
Ny elbil kjører 800 km uten lading: dette er Teslas viktigste konkurrent
Forskere har ikke klart å fange Rambo -reven på tre år. Det forhindrer at sjeldne dyr slippes ut i skogen
Et romskip flere kilometer unna: alt som er kjent om Kinas nye prosjekt