Știința spațială: De ce soarele, berea și spermatozoizii trimise pe orbită
12 aprilie 1961 Yuri Gagarin A devenit prima persoană din istorie care a zburat în spațiu. Câteva decenii mai târziu, incredibilul a devenit aproape trivial - lumea a început să vorbească despre turismul spațial. Adevărat, nu a început foarte ușor: în 1986, primul turist spațiale a fost să devină profesor american, Christa McAuliffe, care a decedat 73 de secunde de la lansarea transportului Challenger, iar SUA a adoptat o lege care interzice zborurile în spațiu pentru neprofesioniști. Dar lumea se schimba și s-au îmbunătățit modalitățile de a asigura siguranța pasagerilor.
Omul de afaceri Dennis Tito, fondatorul Canonice Mark Shuttleworth, fondatorul Sensors Unlimited, Gregory Olsen, fondatorul Prodea Systems, Anoushe Ansari, prima femeie din rândul turiștilor spațiali, șeful companiei de software intenționat Charles Simony (și de două ori), dezvoltatorul jocurilor de calculator Richard Garry, a reușit deja să viziteze ISS și directorul executiv al lui Cirque du Soleil, Guy Laliberte. Iar lansarea unei mașini Tesla de către Ilona Mask la bordul mașinii nu poate să nu-i impresioneze - mai ales având în vedere referința ironică la romanele "Ghidul autostopistului către galaxie", sub forma mesajului "Nu panică" pe sistemul multimedia.
Totuși, toate acestea nu înseamnă că umanitatea a subjugat cosmosul. Mai avem multe sarcini, cum ar fi planurile de colonizare a planetei Marte. Și acum, oamenii de știință nu ratați ocazia de a folosi spațiul pentru propriile scopuri. Stația spațială internațională este un laborator pe orbită în care puteți efectua experimente unice. Acest lucru ar putea fi util atât pentru astronauți, cât și pentru viitorii locuitori ai planetei Marte, zborul spre care, după cum sa dovedit, este de două ori mai periculos decât a crezut toată lumea. Dar până în prezent permite cel puțin obținerea de date pentru descoperiri științifice, inclusiv medicale.
Twin astronauti si alterarea genomului
Scott și Mark Kelly sunt singurii cosmonaut absolut identici din lume (sunt gemeni identici). Cel puțin, asta a fost până când Scott a petrecut aproape un an în condiții de greutate. De obicei, astronauții "trăiesc" pe ISS timp de cel mult șase luni, dar Scott Kelly a fost trimis în mod intenționat la gară pentru o perioadă mai lungă - astfel încât schimbările din corpul lui ar fi mai vizibile. După revenire, cercetătorii și-au comparat performanța cu fratele său: sa dovedit că înălțimea lui Scott a crescut cu aproape cinci centimetri. În plus, greutatea corporală a scăzut, microbiomul (un set de microorganisme) intestinului sa schimbat aproape complet, iar genomul, conform unei analize preliminare, a suferit unele modificări.
Toate acestea au permis experților NASA să spună că mediul spațial a activat în corpul lui Scott Kelly un grup de gene "cosmice" care au afectat imunitatea, caracteristicile țesutului osos, ale vederii, auzului și alți indicatori. În ciuda faptului că majoritatea schimbărilor (de exemplu, creșterea) au revenit la punctul de plecare, aproximativ 7% din gene au fost fixate în noul stat. Oamenii de știință cred că cauza a ceea ce se întâmplă ar trebui căutată în "stres cosmic" - impactul asupra corpului asupra unui mediu atipic, pe care corpul îl percepe ca o amenințare, răspunzând în consecință.
Mediul spațial a activat în corpul lui Scott Kelly un grup de gene "cosmice" care au afectat imunitatea, caracteristicile țesutului osos, viziunea, auzul
În studiile anterioare, apropo, sa constatat că zborurile în spațiu într-un mod special afectează creierul, făcându-l mai neuroplastic. Conform unui experiment efectuat la Universitatea din Michigan, cantitatea de materie cenușie a astronauților a scăzut în unele zone, în timp ce în altele care erau mai necesare în prezent - de exemplu, în zonele responsabile de mișcarea membrelor inferioare - a crescut.
În același timp, o echipă de oameni de știință de la Universitatea din Florida a aflat că astronauții au avut un risc mai mare de probleme cardiace atunci când călătoresc spre Lună: pe baza datelor obținute de la participanții la Apollo din 1961 până în 1972, au descoperit că radiațiile cosmice cauzează de cinci ori mai mult rău pentru inima și navele astronauților "lunari" în comparație cu astronauții care nu au zburat niciodată pe lună.
Pinky și Brain: șoareci în spațiu
Starea ficatului este afectată negativ nu numai de alcool și alimente grase, ci și de zboruri în spațiu. Această concluzie a fost făcută în 2011 de către cercetătorii de la Universitatea din Colorado, care a trimis mai întâi rozătoarele în spațiu timp de aproape două săptămâni (mai precis, treisprezece zile și jumătate) și apoi a analizat modul în care organele lor s-au schimbat după această călătorie neobișnuită. Analiza datelor a arătat că principalele probleme au fost asociate cu ficatul: animalele au găsit semnele inițiale de boală grasă nealcoolică. Este destul de dificil să se stabilească cauza exactă în astfel de experimente, însă oamenii de știință au sugerat că procesele de declanșare a zborului provoacă dezvoltarea fibrozei (proliferarea țesutului conjunctiv).
În ceea ce privește șoarecii de laborator - călătoria lor în spațiul pentru știința modernă este printre cele mai importante. Experimentele pe rozătoare nu pot fi replicate la om din motive etice - dar ele ajută la înțelegerea faptului dacă organismul uman poate face față efectelor unei radiații cosmice puternice de lungă durată care poate provoca mutații, de exemplu, conducând la tumori maligne. Nu numai șoareci adulți sunt trimise la ISS, dar și embrioni de șoarece congelați. După ce se întorc pe Pământ, aceștia sunt introduși în organismele mamelor surrogate și, în condițiile tradiționale, urmăresc creșterea și dezvoltarea șoarecilor.
În mijlocul anului trecut, oamenii de știință din California au anunțat intenția de a trimite șaizeci de șoareci la ISS imediat pentru a testa un nou vaccin pentru osteoporoză. Un medicament experimental dezvoltat pe baza proteinei osoase NELL-1 ar trebui să protejeze țesutul osos de osteoclaste - celulele care o distrug. De mult timp a fost cunoscut faptul că, după cincizeci de ani, oamenii pierd o medie de 0,5% din țesutul osos în fiecare an. Cu toate acestea, în condiții fără greutate, acest proces este accelerat. In cazul in care testele sunt de succes, vaccinul va ajuta atat astronautii care sunt obligati sa-si petreaca luni pe orbita, si "pamanteni", care se confrunta cu daune osoase.
Spălarea spațială
Abundența cercetărilor pe teme care par la prima vedere neștiințifică (de exemplu, găsirea motivului pentru care femeile îi înghit cămășile partenerilor) ajută să creadă că știința nu este neapărat plictisitoare. Acest lucru este valabil mai ales atunci când oamenii de știință se alătură grupurilor gastronomice - sau, în acest caz, alcoolice - entuziaști. În 2017, compania cehă de bere Budweiser a anunțat că va trimite în curând semințe de orz către ISS. De ce? Pentru a deveni primul care începe să bea bere direct în spațiu.
Bineînțeles, producătorii de bere nu puteau fi singuri singuri. Ei și-au unit forțele cu Centrul pentru Progresul Științei Spațiale, directorul laboratorului american pe ISS și compania privată Space Tango. Douăzeci de semințe de orz sunt planificate să fie trimise la stația spațială, care va participa la cel puțin două experimente: primul va studia comportamentul semințelor în condiții de microgravitate (adică gravitația în interiorul navei spațiale, care este prezentă, deși mult mai slabă decât pe Pământ); al doilea este creșterea orzului în greutate.
Adevărat, "curând" în cazul experimentelor spațiale este un concept liber. Nu este încă clar dacă ideea proprietarilor Budweiser va deveni reală. Problema este că semințele ar fi trebuit deja livrate către ISS: racheta SpaceX CRS-13 cu ele la bord planificată să înceapă la 4 decembrie 2017, apoi pe 8 sau 12 decembrie, dar lansarea a fost amânată tot timpul. Informațiile referitoare la această problemă nu au fost încă raportate, astfel încât este puțin probabil ca berea cosmică să înceapă gătitul în acest an.
Alimente după reguli și fără
O dieta completa si echilibrata este una dintre cele mai importante probleme pentru astronautii in timpul zborurilor lungi. Desigur, vă puteți baza pe bine-cunoscutele "tuburi", dar oamenii de știință nu renunță la încercarea de a dezvolta ceva cât mai aproape de dieta pământului. La bordul ISS, am reușit să crească numai salata, dar lucrul la crearea unui meniu mai diversificat nu se oprește pentru un minut.
Recent, o echipă de cercetători de la gara germană Neumayer III din Antarctica, folosind hidroponie, a reușit să crească nu numai salată, ci și ridichi și castraveți fără lumină și sol. Și chiar dacă Antarctica nu este destul de spațiu, condițiile climatice dure permit elaborarea tehnologiilor de cultivare a legumelor (și, în viitor, a fructelor) care vor fi aplicabile ISS.
În ceea ce privește carnea, Memphis Meats a obținut un anumit succes în acest sens, "a crescut" în laboratorul de carne, care, în gust, nu cedează tradiției
În ceea ce privește carnea, un succes în acest sens a fost obținut de Memphis Meats, care "a crescut" în laboratorul de carne, în gust, în niciun caz inferior celor tradiționale. Reprezentanții companiei sunt convinși că introducerea produselor lor în dieta spațială ar putea avea loc în următorii cinci ani. Pe de altă parte, în acest timp, în spațiul Space10, centrul de inovare și laboratorul special IKEA, pot să-și dea seama cum să-și recreeze hrana rapidă de viitor în greutate zero, inclusiv câini calzi din spirulină și chifteluri de vierme, așa că Memphis Meats nu merită să se relaxeze.
O echipă de oameni de știință de la Universitatea din Pennsylvania poate, de asemenea, să concureze pentru dreptul de a alimenta astronauții. Ei și-au dat seama cum să transforme deșeurile în alimente. În procesul de procesare a deșeurilor într-un sistem închis special, au reușit să obțină o cultură a Methylococcus capsulatus, 52% constituind din proteine și 36% grăsimi, care pot fi utile atât în zborurile lungi, cât și în încercările viitoare de a coloniza alte planete.
Mutațiile cosmice și rezistența terestră
De ce trimite colonii de colonii de stafilococi către ISS? Răspunsul la întrebare nu pare evident, dar șeful Nanobiosym Anita Goelle, care la întrebat pe NASA, știe sigur. Pasagerii periculoși au intrat în spațiu în 18 februarie 2017, iar scopul campaniei a fost studierea mecanismelor mutațiilor acestor bacterii și, în consecință, obținerea de informații care vor ajuta la dezvoltarea drogurilor pe Pământ.
Este important ca Staphylococcus aureus să fie rezistent la multe antibiotice și poate provoca sepsis, infecții ale sângelui și pneumonie. În studiile anterioare, ciupercile au crescut mai rapid sub microgravitate, iar Goelle a sugerat că acest lucru s-ar putea întâmpla cu bacteriile care se mută mai repede. Se presupune că pot apărea mutații cu care nu suntem încă familiare, ceea ce ne va permite să începem să lucrăm la medicamente adecvate, în timp ce nevoia lor nu a apărut încă - sună cel puțin încurajator.
Sexul și nașterea copiilor pe Marte
Dacă luăm în discuție despre colonizarea Marte ca ceva real, apare o întrebare foarte importantă: ce să facem cu reproducerea? Este foarte important să se țină seama de efectul asupra radiațiilor solare asupra celulelor germinative, care este de o sută de ori mai puternic în spațiu decât pe Pământ. Un alt factor important este microgravitatea, care, așa cum sa menționat în 1988, poate accelera mișcarea spermei. Cu toate acestea, treizeci de ani în urmă, cercetătorii nu au putut stabili dacă acest lucru afectează procesul de fertilizare.
Totul sa schimbat in 2017, cand oamenii de stiinta japonezi au trimis probe de sperma congelate de soareci care au fost depozitate in ISS timp de noua luni in spatiu. Când s-au întors la pământ, s-au dezghețat și apoi s-au folosit pentru fertilizare, sa dovedit că daunele, deși au fost, au fost minime. Ca rezultat, nouă șoareci "spațiali" au apărut deodată - destul de normali, fără anomalii ale genomului sau dezvoltării, care au fost ele însele capabile de fertilizare și au dat descendenți cu drepturi depline.
Acest experiment a permis să spună că cosmosul este destul de potrivit pentru mediul de fertilizare. Un alt lucru este că soarecii s-au născut pe Pământ, iar spermatozoizii au fost depozitați pe ISS timp de prea puțin timp - și dacă aceste condiții se schimbă, modificarea genomului poate deveni mai semnificativă. Potrivit cercetătorilor, ei intenționează să verifice acest lucru de îndată ce se prezintă ocazia.
poze:NASA (1, 2, 3)
