เกษตรบน ISS
นักบินอวกาศใช้เวลาหลายเดือนบน ISS และรับประทานอาหารตามปกติโดยให้ผัก ผลไม้ และผลไม้น้อย
ในเดือนเมษายน 2014 เรือบรรทุกสินค้า Dragon SpaceXส่งโรงงานสีเขียว Veggie ไปยังสถานีอวกาศนานาชาติและในเดือนมีนาคมนักบินอวกาศเริ่มทดสอบการปลูกแบบโคจร การติดตั้งควบคุมแสงและปริมาณสารอาหาร ในเดือนสิงหาคมปี 2015 เมนูของนักบินอวกาศประกอบด้วยผักใบเขียวสดที่ปลูกในสภาวะไร้น้ำหนัก
กรีนจากISS
ในส่วนรัสเซียของอวกาศนานาชาติสถานีดำเนินการเรือนกระจก "ลดา" สำหรับการทดลอง "พืช -2" ในช่วงปลายปี 2559 หรือต้นปี 2560 รุ่น Lada-2 จะปรากฏบนเรือ สถาบันการแพทย์และปัญหาทางชีววิทยาของ Russian Academy of Sciences กำลังดำเนินโครงการเหล่านี้
แต่การทดลองทั้งหมดเหล่านี้ไม่ใช่เรื่องยากที่เราไม่พบระหว่างทำสวน:
- แรงโน้มถ่วง. ในวงโคจรโลกต่ำและมีศักยภาพบนดาวเคราะห์อาณานิคม แรงโน้มถ่วงน้อยกว่าที่เราคุ้นเคย แรงโน้มถ่วงที่อ่อนแอส่งผลกระทบต่อคุณสมบัติหลายประการของการพัฒนาสิ่งมีชีวิตและพืชก็ไม่มีข้อยกเว้น ในการทดลองที่มีการปลูกพืชชนิดเดียวกันบนโลกและบน ISS บางชนิดในวงโคจรสูญเสียรสชาติและคุณค่าทางโภชนาการอย่างเห็นได้ชัด
- การละเมิดการแลกเปลี่ยนอุณหภูมิ... ปัญหานี้เกิดขึ้นหากพื้นที่ปิดมีการระบายอากาศไม่ดี ในเวลาเดียวกัน สารอินทรีย์ระเหยง่ายจะสะสมอยู่รอบๆ พืช ซึ่งสามารถชะลอการเจริญเติบโตได้
- การแผ่รังสีข้อสังเกตแสดงให้เห็นว่าการฉายรังสีอย่างต่อเนื่องอาจทำให้เกิดความเสียหายและการกลายพันธุ์ของ DNA และยังส่งผลต่อระดับการแสดงออกของยีนด้วย
วิธีที่ผิดปกติในการปลูกผักและผักใบเขียวในอวกาศ
- ไฮโดรโปนิกส์
เตียง ดิน และดินเหนียว มีน้ำหนักมาก ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์พวกเขามองหาวิธีที่จะแยกมันออกจากกระบวนการปลูก ดังนั้น นักวิจัยจึงมองหาวิธีการปลูกผักและผักสีเขียวในน้ำมากขึ้น เช่น ไฮโดรโปนิกส์และแอโรโพนิกส์
คุณสามารถเก็บรากไว้ในน้ำตลอดเวลาหรือใช้เทคนิคการขึ้นลงและไหล และใช้วัสดุพิมพ์ที่หลากหลายซึ่งกักเก็บของเหลวไว้ในปริมาณที่เหมาะสม
- แอโรโปนิกส์
ที่นี่รากของพืชไม่ได้อยู่ในน้ำ แต่อยู่ในอากาศ มีการติดตั้งเครื่องพ่นใกล้เคียงซึ่งในบางครั้งจะห่อหุ้มรากด้วยหมอกควันเล็กน้อยของสารละลายธาตุอาหารหยดเล็ก ๆ
นี่คือวิธีที่พืชได้รับทั้งสารอาหารและเพียงพอปริมาณออกซิเจน - ความเสี่ยงต่อการหายใจไม่ออกของพืชด้วยชั้นน้ำนั้นต่ำกว่าในกรณีของการปลูกพืชไร้ดินแบบคลาสสิก ความเสี่ยงของโรคพืชก็ลดลงเช่นกัน เนื่องจากจุลินทรีย์ที่เป็นอันตรายมักจะตกตะกอนในน้ำหรือพื้นผิวที่ชื้น
- มานุษยวิทยา
ในกรณีนี้ น้ำและปุ๋ยสำหรับการติดตั้งระบบไฮโดรโปนิกส์จะถูกกำจัดไปจากขยะของทีมงาน
ตัวอย่างเช่น ปัสสาวะของนักบินอวกาศสามารถเป็นพื้นฐานได้ปุ๋ยไนโตรเจนได้ทำการทดลองบนโลกแล้วโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอิตาลี แต่ในความเป็นจริง การเปลี่ยนมาใช้เทคโนโลยีนี้ไม่ใช่เรื่องง่าย อุจจาระของนักบินอวกาศอาจมีโลหะมากเกินไป ตัวอย่างเช่น
กระดูกจักรวาล: ชิ้นส่วนโครงกระดูกเติบโตบน ISS
ในเดือนพฤศจิกายน 2562 นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียเป็นครั้งแรกเศษของโครงสร้างกระดูกเติบโตในสภาวะแรงโน้มถ่วงเป็นศูนย์ ในระหว่างการทดลองบนสถานีอวกาศนานาชาติ ตัวอย่างเนื้อเยื่อทำจากเซรามิกแคลเซียมฟอสเฟตซึ่งมีเซลล์ที่มีชีวิตอาศัยอยู่
ปัจจุบันกำลังศึกษาโลกอย่างครอบคลุม ในอนาคต เทคโนโลยีนี้จะทำให้สามารถสร้างกระดูกเทียมสำหรับการปลูกถ่ายให้กับนักบินอวกาศในการสำรวจอวกาศระยะไกลได้
- ทำไมคุณอาจต้องการชิ้นส่วนโครงกระดูกในอวกาศ
ความคิดนี้ฟังดูสมเหตุสมผล แต่จนถึงตอนนี้แห่งอนาคต—เพื่อให้การดูแลทางการแพทย์เฉพาะทาง ตามที่ผู้เชี่ยวชาญกล่าวว่า มีความจำเป็นต้องสร้างวิธีการใหม่ของเวชศาสตร์อวกาศ รวมถึงการสร้างเนื้อเยื่อของร่างกายในสภาวะไร้น้ำหนัก ในอนาคต พวกเขาสามารถย้ายไปเป็นนักบินอวกาศได้หากป่วยหรือได้รับบาดเจ็บ
- ชิ้นส่วนโครงกระดูกใดที่เติบโตจาก
การศึกษานี้ใช้วัสดุที่เข้ากันได้ทางชีวภาพซึ่งมีพื้นฐานมาจากเซรามิกแคลเซียมฟอสเฟต โดยมีองค์ประกอบเกือบจะเหมือนกับส่วนประกอบอนินทรีย์ของกระดูกจริง
คุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์ของการพัฒนานั้นทำได้ในผู้อำนวยการสถาบันโลหกรรมและวัสดุศาสตร์ตั้งข้อสังเกตว่าการจัดระเบียบตนเองของวัสดุที่อุณหภูมิทางสรีรวิทยา เอเอ สถาบันวิทยาศาสตร์รัสเซีย Baikov Vladimir Komlev
- เทคโนโลยีใดที่ใช้ในการสร้างกระดูก
อุปกรณ์ทำงานโดยใช้เทคโนโลยีการลอยตัวด้วยแม่เหล็กในแรงโน้มถ่วงเป็นศูนย์ ซึ่งวัตถุไม่ได้ถูกสร้างขึ้นทีละชั้น เช่นเดียวกับในเครื่องพิมพ์ 3 มิติทั่วไป แต่จากทุกด้านพร้อมกัน - ตามหลักการของการปั้นก้อนหิมะ
ด้วยวิธีการผลิตนี้ นักบินอวกาศมันเป็นไปได้ที่จะสร้างชิ้นส่วนของเนื้อเยื่อกระดูกทรงกลมจากอนุภาคเซรามิก หลังจากนั้นชิ้นส่วนต่างๆ ก็เริ่มมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน ทำให้เกิดพันธะเคมีที่เสถียร
- นักวิจัยอยู่ในขั้นตอนใด?
ปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์ได้จัดการเพื่อแก้ไขปัญหาที่ซับซ้อนของการแปรรูปวัสดุโดยใช้เทคโนโลยีการผลิตทางชีวภาพ ซึ่งเกี่ยวข้องกับการประดิษฐ์วัตถุทางชีวภาพ
อย่างไรก็ตาม เมื่อเปรียบเทียบกับพลาสติกและอะนาลอกโลหะแล้ว เซรามิกส์เป็นฐานที่เปราะบางกว่า ซึ่งในบางกรณีอาจต้องมีการเสริมความแข็งแรงของรากฟันเทียมเพิ่มเติม
การทดลองปลูกอวัยวะบนสถานีอวกาศนานาชาติจะเป็นอย่างไร
นักวิจัยจากศูนย์อวกาศซูริกมหาวิทยาลัยร่วมกับแอร์บัส ส่งสเต็มเซลล์ของมนุษย์ไปยังสถานีอวกาศนานาชาติเพื่อปลูกอวัยวะออร์กานอยด์ อวัยวะมนุษย์ขนาดจิ๋ว ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของเที่ยวบินสำรอง
โครงการนี้มีชื่อว่า "ออร์แกเนลล์ 3 มิติในอวกาศ"ได้รับการพัฒนาโดยนักวิจัยจาก University of Zurich Oliver Ulrich และ Cora Thiel ซึ่งศึกษาว่าแรงโน้มถ่วงส่งผลต่อเซลล์ของมนุษย์อย่างไร ในทางกลับกัน ทีมนวัตกรรมของแอร์บัสได้พัฒนาอุปกรณ์ที่จำเป็นและให้การเข้าถึงสถานีอวกาศนานาชาติ
- ทำไมต้องปลูกออร์แกเนลล์
Organoids เป็นส่วนถาวรของเซลล์ที่ทำหน้าที่ฟังก์ชั่นบางอย่าง การศึกษาทางพิษวิทยาสามารถทำได้กับออร์แกเนลล์สามมิติที่ประดิษฐ์ขึ้น ซึ่งจะไม่รวมการทดลองกับสัตว์ ออร์แกเนลล์ยังสามารถแทนที่เศษเนื้อเยื่อในการรักษาอวัยวะที่เสียหาย
- เหตุใดออร์แกเนลล์จึงตัดสินใจเติบโตในสภาวะไร้แรงโน้มถ่วง
นักวิจัยตั้งข้อสังเกตว่าเป็นไปไม่ได้ที่จะเติบโตออร์แกเนลล์สามมิติบนโลกเนื่องจากแรงโน้มถ่วง
ออร์การอยด์สามมิติไม่สามารถเติบโตบนโลกได้หากไม่มีโครงรองรับ ในอวกาศที่ไม่มีแรงโน้มถ่วง ปัญหานี้แก้ไขได้เอง
คอร่า ธีล นักวิทยาศาสตร์และนักชีววิทยา
- การทดลองปลูกอวัยวะบนสถานีอวกาศนานาชาติจะเป็นอย่างไร
ในระหว่างภารกิจต่อไป พวกมันจะถูกส่งไปยังวงโคจรเซลล์ต้นกำเนิดเนื้อเยื่อของผู้หญิงสองคนและผู้ชายสองคนที่มีอายุต่างกัน นักวิจัยจะทดสอบว่าวิธีการของพวกเขาเชื่อถือได้เพียงใดเมื่อใช้เซลล์ที่มีความแปรปรวนทางชีวภาพต่างกัน
- อนาคตสำหรับการเติบโตของออร์แกเนลล์ในอวกาศ
นักวิทยาศาสตร์ยังวางแผนด้วยว่าในอนาคต ISS จะมีการประชุมเชิงปฏิบัติการสำหรับการผลิตเนื้อเยื่อของมนุษย์ที่สามารถนำมาใช้บนโลกเพื่อวัตถุประสงค์ทางวิทยาศาสตร์และในด้านการแพทย์
การทดลองนี้สำเร็จจะกลายเป็นความก้าวหน้าที่แท้จริงสำหรับยา ในอีกด้านหนึ่ง บริษัทยาจะสามารถทำการศึกษาพิษวิทยาได้โดยตรงบนเนื้อเยื่อของมนุษย์ โดยไม่ต้องทำการทดลองกับสัตว์ นอกจากนี้ ในอนาคต ออร์แกเนลล์ที่ปลูกจากสเต็มเซลล์ของผู้ป่วยสามารถนำมาใช้ในการปลูกถ่ายได้ ซึ่งอาจช่วยตอบสนองความต้องการทั่วโลกสำหรับผู้บริจาคอวัยวะ
อ่าน ไกลออกไป:
รถยนต์ไฟฟ้าใหม่ขับได้ 800 กม. โดยไม่ต้องชาร์จ: นี่คือคู่แข่งหลักของเทสลา
นักวิทยาศาสตร์ไม่สามารถจับสุนัขจิ้งจอกแรมโบ้ได้เป็นเวลาสามปีแล้ว ป้องกันไม่ให้สัตว์หายากถูกปล่อยเข้าป่า
ยานอวกาศที่อยู่ห่างออกไปหลายกิโลเมตร: ทุกอย่างที่รู้เกี่ยวกับโครงการใหม่ของจีน