Pestrý náklad mise CRS-22

Pestrý náklad mise CRS-22

22. května 2021

Už dvaadvacátá nákladní zásobovací mise v podání firmy SpaceX dopraví na Mezinárodní kosmickou stanici celou řadu vědeckých experimentů a technologických demonstrátorů. Start z floridské rampy 39A je momentálně plánován nejdříve na 3. června. Jelikož je ISS v první řadě unikátní vědeckou laboratoří, je zcela logické, že si hlavní pozornost ve výpisu nákladu, zaslouží vědecké přístroje a experimenty, které zase posunou naše znalosti v různých oborech. Za všechny můžeme jmenovat třeba experiment studující, jaký vliv má kosmické prostředí na takzvané vodní medvídky, jak mikrogravitace ovlivňuje symbiotické vztahy, jaké procesy ovlivňují vznik ledvinových kamenů a mnoho dalších věcí.

Vodní medvídci míří do vesmíru

Želvuškám se říká vodní medvídci díky tomu, jak pod mikroskopem vypadají. Jsou to droboučká stvoření žijící ve vodě, poradí si však i s tak extrémními podmínkami, jaké by zahubily většinu forem života. To z nich dělá ideální modelový organismus pro studium přežívání v extrémních podmínkách – ať už na Zemi, či v kosmu. Kromě toho se vědcům podařilo sekvenovat genom želvušky Hypsibius exemplaris a vyvinout metody pro měření, jak různé podmínky okolního prostředí ovlivňují vyjádření genů želvušek. Experiment pojmenovaný Cell Science-04 se zaměřuje na molekulární biologii krátkodobého i vícegeneračního přežívání želvušek. Cílem je také identifikovat geny zapojené do adaptace a přežívání v prostředí s vysokou úrovní stresu.

Želvuška
Zdroj: https://www.nasa.gov/

Výsledky by mohly posunout naše chápání stresových faktorů, které ovlivňují člověka v kosmickém prostoru. Současně by bylo možné podpořit vývoj vhodných protiopatření. „Kosmické lety mohou být pro organismy vyvinuté na Zemi, včetně lidí, opravdu náročným prostředím,“ říká hlavní vědecký pracovník experimentu Thomas Boothby a dodává: „Jedna z věcí, které bychom opravdu moc rádi prozkoumali, je porozumění tomu, jak želvušky v takových prostředích přežívají a dokonce se množí. Rádi bychom také zjistili, zda je možné zjistit něco o těchto tricích, které by se daly po nějaké úpravě použít k ochraně astronautů.“

Symbióza sépie a mikroorganismů

Experiment UMAMI má prozkoumat efekty kosmického letu na molekulární chemickou interakci mezi prospěšnými mikroorganismy a jejich zvířecími hostiteli. Mikroorganismy hrají důležitou roli v normálním vývoji tkání živočichů i při udržování lidského zdraví. „Zvířata, včetně lidí, spoléhají na mikroorganismy při udržování zdravého zažívání a funkčního imunitního systému,“ říká hlavní vědecký pracovník Jamie Foster a dodává: „Zatím úplně nerozumíme tomu, jak kosmický let mění tyto prospěšné interakce. Experiment UMAMI využije ve tmě zářící sépie, abychom se mohli zaměřit na tyto důležité zdravotní vlivy.“

Mláďata sépií v mořské vodě.
Zdroj: https://www.nasa.gov/

Vybraná sépie Euprymna scolopes je modelový živočich, který se používá ke studiu symbiotických vztahů mezi dvěma druhy. Tento výzkum pomůže určit, zda kosmické lety mění vzájemně prospěšné vztahy, aby bylo možné vyvinout ochranné procesy k ochraně zdraví astronautů při dlouhodobých kosmických misích. Poznatky mají také pomoci lépe porozumět komplexním interakcím mezi zvířaty a užitečnými mikroorganismy. Vyloučeny nejsou ani nové poznatky o způsobech komunikaci mikroorganismů s tkáněmi zvířat. Takové znalosti by mohly pomoci najít cesty, jak ochránit a posílit tyto vztahy pro zlepšení zdraví lidí i na Zemi.

Butterfly IQ Ultrasound při vyšetření srdce.
Zdroj: https://images-assets.nasa.gov/

Přenosný ultrazvuk

Zařízení Butterfly IQ Ultrasound má prověřit možnosti využití přenosného ultrazvuku ve spojení s mobilním výpočetním zařízením v prostředí mikrogravitace. Výzkum bude sbírat zpětnou vazbu od členů posádky – půjde především o snadnost používání a také o kvalitu ultrazvukových snímků včetně pořízení snímku, jeho zobrazení a uložení. „Tento typ komerčních běžně dostupných technologií může nabízet důležité možnosti pro budoucí mise mířící mimo nízkou oběžnou dráhu Země, kde nebude k dispozici okamžitá pozemní podpora,“ říká Kadambari Suri, integrační manažer pro demonstraci Butterfly iQ Technology a dodává: „Výzkum také prověří, jak efektivní jsou instrukce předané na poslední chvíli pro autonomní použití zařízení posádkou.“ Tato technologie má také potenciál pro použití lékaři v odlehlých a izolovaných pozemských komunitách.

Vývoj pro lepší operátory robotů

Program Pilote od Evropské kosmické agentury má otestovat efektivitu dálkově ovládaných robotických paží a kosmických strojů při použití virtuální reality a rozhraní založených na haptice – simulovaném pohybu a dotyku. Testy ergonomie pro řízení robotických paží a lodí se musí provádět v kosmickém prostoru, protože návrhy z testů prováděných na Zemi by využívaly ergonomické principy, které neodpovídají podmínkám v kosmické lodi na oběžné dráze. Operátoři budou porovnávat existující a nové technologie včetně těch nedávno vyvinutých pro teleoperace a nebo další pro ovládání Canadarm 2 či lodi Sojuz. Výzkum má také porovnat výkon astronautů na Zemi a během dlouhodobého kosmického letu. Výsledky by mohly pomoci optimalizovat ergonomii ovládacích prvků na kosmické stanici i na budoucích lodích pro mise k Měsíci a Marsu.

Nácvik experimentu Pilote.
Zdroj: https://images-assets.nasa.gov/

Ochrana ledvin v kosmu i na Zemi

Někteří členové posádek vykazují zvýšenou náchylnost k tvorbě ledvinových kamenů během kosmického letu, což může ovlivnit jejich zdraví i úspěšnost mise. Výzkum Kidney Cells-02 využije trojrozměrný model ledvinových buněk na tkáňovém čipu ke studiu účinků mikrogravitace na vznik mikrokrystalů, které mohou vést k ledvinovým kamenům. Jde o součást větší iniciativy Tissue Chips in Space, která probíhá v partnerství mezi ISS U.S. National Laboratory a NCATS (National Institutes of Health’s National Center for Advancing Translational Sciences).

Ledvinové buňky na čipu.
Zdroj: https://images-assets.nasa.gov/

Jejím cílem je analýza efektů mikrogravitace na lidské zdraví a přenos těchto znalostí do vylepšení pozemní lékařské péče. Tento výzkum by mohl odhalit důležité fáze vývoje ledvinových onemocnění, což by mohlo přinést nové terapie k léčení ledvinových kamenů i k prevenci jejich tvorby. „Věříme, že tato studie identifikuje biomarkery (jakési podpisy) buněčných změn, ke kterým dochází při vzniku ledvinových kamenů,“ říká hlavní vědecký pracovník Ed Kelly a dodává: „To by mohlo přinést inovativní terapeutické prostředky. Důvodem pro provedení této studie na ISS je to, že se mikrokrystaly chovají tak, jako v našich ledvinách. To znamená, že zůstávají v trubičkách ledvinových čipů a neklesají ke dnu, jako tomu je v laboratořích na Zemi.“

Sazenice bavlníku pro experiment TICTOC připravená k letu.
Zdroj: https://www.nasa.gov/

Pěstování odolnější bavlny

Rostliny bavlníku, které jsou vybaveny určitým genem, vykazují zvýšenou odolnost vůči stresovým faktorům (jako je například sucho) a také produkují o 20 % více bavlněných vláken, než rostliny bez této charakteristiky při srovnatelném stresu. Odolnost vůči stresu byla předběžně spojena s rozsáhlejším kořenovým systémem, který se ve větším objemu substrátu dostane k většímu množství vody a živin. Experiment TICTOC (Targeting Improved Cotton Through On-orbit Cultivation) bude studovat, jak struktura kořenového systému ovlivňuje houževnatost, efektivitu využívání vody a vázání uhlíku během kritické fáze růstu sazenic.

Bavlna je přítomna v mnoha spotřebních produktech – od oblečení, přes ložní prádlo až po kávové flitry, ale její výroba obnáší velkou spotřebu vody a intenzivní využívání zemědělské chemie. „Věříme, že odhalíme útvary v kořenovém systému, na které se budou moci šlechtitelé a vědci zaměřit, aby zlepšili charakteristiku odolnosti vůči suchu a zlepšili získávání živin. V obou případech jde o klíčové faktory pro environmentální dopady moderního zemědělství,“ říká hlavní vědecký pracovník Simon Gilroy. Lepší porozumění kořenovému systému bavlníku a spojení s projevy genů by mohly umožnit vývoj odolnějších bavlníků a snížit spotřebu vody i pesticidů.

Energie navíc

Vizualizace ISS se šesti novými fotovoltaickými panely.
Zdroj: https://pbs.twimg.com/

Není to sice věda, ale své místo to tu jednoznačně má. Na ISS totiž při této misi zamíří nové fotovoltaické panely, které zvýší množství energie dostupné pro vědecký výzkum a veškeré palubní činnosti. Panely iROSA jsou založeny na technologii, která byla již dříve vyzkoušena na ISS – panely se z prvotního válce roztáhnou do finální konfigurace. Expedice 65 má za úkol zahájit přípravy na doplnění stávajících pevných panelů stanice letos v létě o první pár ze šesti nových polí.