Kromě zásob pro posádku a hardwaru pro chod stanice, bude na palubě dvacáté zásobovací lodi Dragon celá řada vědeckých experimentů. Start posledního exempláře Dragonu první generace na raketě Falcon 9 je zatím plánován na 7. března. Až loď dorazí ke stanici, posádka si z jejích útrob vyzvedne třeba zařízení pro výrobu pěny, systém pro studium vzniku vodních kapek, ale i části lidských orgánů. Těch zajímavých vědeckých experimentů bude celá řada a v dnešním článku vám přinášíme jejich stručné představení. Největší zásilkou je evropská plošina Bartolomeo, která bude umístěna na vnější stěně modulu Columbus. Tomuto zařízení jsme se ale již věnovali v samostatném článku. Dnes se proto zaměříme na menší, ale o nic méně zajímavé experimenty.

Experiment Adidas BOOST
Zdroj: https://www.nasa.gov/

High-tech boty z vesmíru
Společnost Adidas používá k vytvoření vrstvy nad stélkou boty metodu, při které do formy nažene tisíce drobných peletek, které se zde pak spojí dohromady. Výzkum pojmenovaný Adidas BOOST (BOOST Orbital Operations on Spheroid Tesellation) hledá odpovědi na otázky spojené s tím, jak se různé druhy peletek chovají při formovacím procesu. Když se použije jeden typ peletek, má celá vrstva stejné vlastnosti. Když se však použijí různé druhy, mohou inženýři změnit mechanické vlastnosti a optimalizovat jak výdrž boty, tak i její odolnost. Když se z celého procesu škrtne zemská tíže, bude možné se na celý proces pohybu a rozmístění peletek podívat podrobněji. Do budoucna by mohl tento výzkum položit základy komerčního využívání oběžné dráhy k výrobě materiálů, které se na zemi vytváří jen těžko. Pěna z peletek by našla uplatnění nejen v botách, ale i v mnoha různých oborech.

Experiment Droplet Formation Study
Zdroj: https://www.nasa.gov/

Úspora vody ve sprše
Experiment Droplet Formation Study má za úkol prozkoumat proces vzniku vodních kapek a průběh toku vody ve sprchové hlavici H2Okinetic od firmy Delta Faucet. Snížení vodního toku ve sprše většinou umožňuje šetřit vodou, ale bývá to spojeno s redukcí efektivity. Lidé se pak kvůli tomu sprchují déle, což ve výsledku žádnou vodu neušetří. Vědci zatím stále ještě nerozklíčovali všechny vlivy gravitace na vznik vodních kapek, výzkum v mikrogravitaci by tedy mohl pomoci zlepšit technologické povědomí o těchto procesech. Ve výsledku bychom se mohli dočkat nových technologií se zlepšeným výkonem i uživatelským pohodlím, které budou šetřit vodu a energii. Ale v tomto případě se poznatky uplatní nejen v oblasti domácích instalatérských prvků. Chování kapek v mikrogravitaci se může hodit v mnoha případech – od tekutin, které astronauti pijí, přes hospodaření s jejich tělesnými produkty, až po systémy chlazení nebo pohonu.

Lidské buňky na čipu.
Zdroj: https://www.nasa.gov/

Lidské orgány na čipech
Experiment Gut on Chip (Organ-Chips as a Platform for Studying Effects of Space on Human Enteric Physiology) chce studovat vliv mikrogravitace a dalších stresových faktorů na čip hilC (human innervated Intestine-Chip) od firmy Emulate. Tento čip umožňuje studovat fyziologii orgánů a chorob v laboratorních podmínkách. Zařízení je uzpůsobeno k automatizovaným činnostem včetně snímkování, odběru vzorků a jejich ukládání na oběžné dráze, včetně odesílání dat na Zemi. Když vědci lépe porozumí tomu, jak mikrogravitace a další stresové faktory letů do kosmu ovlivňují imunitní buňky v orgánech a tedy mají vliv na náchylnost k infekcím, mohlo by to otevřít dveře lepším metodám ochrany astronautů na dlouhodobých misích. Vědci by také mohli najít mechanismy, které souvisí s vývojem onemocnění orgánů, aby se pro pacienty na Zemi našla co nejvhodnější léčba.

Vstříc lepšímu 3D tisku
Samostatně sestavovací a samostatně se replikující materiály a zařízení by mohl přinést 3D tisk náhradních dílů na příštích dlouhodobých výpravách mimo zemské gravitační pole. Struktury s lepším návrhem a sestavené v mikrogravitaci by mohly najít uplatnění v mnoha oborech lidských činností i na Zemi – od medicíny po elektroniku. Výzkum ACE-T-Ellipsoids (Nonequilibrium Processing of Particle Suspensions with Thermal and Electrical Field Gradients) chce navrhnout a sestavit komplexní trojrozměrné koloidy, tedy malé částice rozptýlené v tekutině. Vědci zároveň chtějí řídit hustotu a chování částic pomocí teploty. Takzvané samosestavovací koloidní struktury jsou nezbytné pro návrhy pokročilých optických materiálů, ale řízení hustoty částic a jejich chování jsou pro 3D tisk velmi důležité. Mikrogravitace poskytne cenný pohled na vztahy tvaru částic, symetrii krystalů, hustotu a další vlastnosti. Funkční struktury založené na koloidech by mohly najít využití v nových zařízeních pro chemickou energii, komunikaci a fotoniku.

zařízení MVP (Multi-use Variable-g Platform), na kterém se bude provádět experiment MVP Cell-03.
Zdroj: https://www.nasa.gov/

Růst lidských srdečních buněk
Experiment MVP Cell-03 (Generation of Cardiomyocytes From Human Induced Pluripotent Stem Cell-derived Cardiac Progenitors Expanded in Microgravity)  má ověřit, zda mikrogravitace zvyšuje produkci srdečních buněk z kmenových buněk hiPSCs (human-induced pluripotent stem cells). HiPSCs jsou dospělé buňky geneticky přeprogramované k návratu do embryonálního stadia, což znamená, že se mohou vyvinout v různé typy buněk. To z nich dělá ideální a prakticky nevyčerpatelný zdroj lidských buněk pro výzkumné a terapeutické účely. V případě MVP Cell-03 vědci přimějí buňky hiPSCs k vytvoření buněk, které předchází vznik buněk srdečních. Následně dojde ke kultivaci těchto buněk na ISS kvůli analýze a porovnání s kulturami pěstovanými na Zemi. Tyto srdeční buňky alias kardiomyocyty (CMs) by mohly léčit srdeční abnormality způsobené kosmickým letem. Kromě toho by s nimi pozemští lékaři mohli nahrazovat buňky poškozené nebo úplně zničené při srdečních onemocněních, ale také při vývoji nových léků. Srdeční buňky se neumí opravovat – jejich úbytek způsobuje onemocnění srdce a ve finále i smrt pacienta.

Přeloženo z:
https://www.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
https://www.nasa.gov/…/research/experiments/explorer/Images/jsc2020e004939.jpg
https://www.nasa.gov/…/research/experiments/explorer/Images/jsc2020e004937.jpg
https://www.nasa.gov/…/research/experiments/explorer/Images/jsc2020e003408.jpg
https://www.nasa.gov/…/thumbnails/image/2-emulate-microvilli-on-chip-22.jpg
https://www.nasa.gov/…/files/thumbnails/image/3-mvp-cell-03-hardware.jpg