Una varietà di indagini scientifiche, insieme a forniture e attrezzature, lancio verso la Stazione Spaziale Internazionale per la ventesima missione di servizi di rifornimento commerciale di SpaceX. La navicella cargo Dragon lascerà la Terra il 6 marzo dallo Space Launch Complex 40 presso la Cape Canaveral Air Force Station in Florida. Il suo carico include la ricerca sulla produzione di schiuma di particelle, formazione di gocce d'acqua, l'intestino umano e altre indagini all'avanguardia.

La stazione spaziale, giunto al suo 20° anno di continua presenza umana, offre opportunità di ricerca da parte di agenzie governative, industria privata, e istituzioni accademiche e di ricerca. Tale ricerca supporta Artemis, Le missioni della NASA sulla Luna e su Marte, e porta a nuove tecnologie, trattamenti medici e prodotti che migliorano la vita sulla Terra.

Scarpe high-tech dallo spazio

Lo stampaggio di particelle di schiuma è un processo di produzione che soffia migliaia di pellet in uno stampo dove si fondono insieme. L'azienda di scarpe Adidas utilizza questo processo per realizzare intersuole ad alte prestazioni, lo strato tra la suola di una scarpa e la soletta sotto il piede, per i suoi prodotti. L'indagine BOOST Orbital Operations on Spheroid Tesellation (Adidas BOOST) esamina il comportamento di più tipi di pellet in questo processo di stampaggio. L'utilizzo di un tipo di pellet crea una schiuma con le stesse proprietà in tutto l'unico componente. L'utilizzo di più tipi di pellet può consentire agli ingegneri di modificare le proprietà meccaniche e ottimizzare le prestazioni e il comfort della scarpa. La rimozione della gravità dal processo consente di osservare più da vicino il movimento e la posizione del pellet durante il processo.

I risultati di questa indagine potrebbero dimostrare i vantaggi della ricerca sulla microgravità per i metodi di produzione, contribuendo a un maggiore uso commerciale della stazione spaziale. Nuovi processi per lo stampaggio di particelle di schiuma potrebbero avvantaggiare una varietà di altri settori, compresi i materiali di imballaggio e imbottitura.

Nuova struttura fuori dalla stazione spaziale

Lo stabilimento Bartolomeo, creato da ESA (Agenzia Spaziale Europea) e Airbus, si attacca all'esterno del modulo Columbus europeo. Progettato per fornire nuove opportunità scientifiche all'esterno della stazione spaziale per utenti commerciali e istituzionali, la struttura offre viste senza ostacoli sia verso la Terra che nello spazio. Gli esperimenti ospitati a Bartolomeo ricevono servizi di missione completi, compreso il supporto tecnico nella preparazione del carico utile, avvio e installazione, operazioni e trasferimento dati e ritorno facoltativo sulla Terra. Le potenziali applicazioni includono l'osservazione della Terra, robotica, scienza dei materiali e astrofisica.

Airbus sta collaborando con l'Ufficio delle Nazioni Unite per gli affari spaziali per offrire agli Stati membri delle Nazioni Unite l'opportunità di far volare un carico utile su Bartolomeo. I paesi in via di sviluppo sono particolarmente incoraggiati a partecipare, e la missione è dedicata ad affrontare gli obiettivi di sviluppo sostenibile delle Nazioni Unite. Bartolomeo prende il nome dal fratello minore di Cristoforo Colombo.

Risparmiare acqua nella doccia

Gli studi sulla formazione di gocce in microgravità (studio sulla formazione di gocce) valutano la formazione di gocce d'acqua e il flusso d'acqua della tecnologia del soffione doccia H2Ocinetico di Delta Faucet. Le portate ridotte nei dispositivi doccia consentono di risparmiare acqua, ma può anche ridurne l'efficacia. Ciò può indurre le persone a fare docce più lunghe, minando l'obiettivo di utilizzare meno acqua. Gli effetti completi della gravità sulla formazione di goccioline d'acqua sono sconosciuti, e la ricerca in microgravità potrebbe aiutare a migliorare la tecnologia, creando migliori prestazioni e una migliore esperienza utente risparmiando acqua ed energia.

L'intuizione acquisita da questa indagine ha anche potenziali applicazioni in vari usi dei fluidi su veicoli spaziali, dal consumo umano di liquidi alla gestione dei rifiuti e all'uso di fluidi per il raffreddamento e come propellenti.

Studiare l'intestino umano su un chip

Organ-Chips as a Platform for Studying Effects of Space on Human Enteric Physiology (Gut on Chip) esamina l'effetto della microgravità e di altri fattori di stress legati allo spazio sul chip di intestino innervato umano (hiIC) della società di biotecnologie Emulate. Questo dispositivo Organ-Chip consente lo studio della fisiologia e delle malattie degli organi in un ambiente di laboratorio. Consente la manutenzione automatizzata, compresa l'imaging, campionamento, e memorizzazione in orbita e downlink dei dati per l'analisi molecolare sulla Terra.

Una migliore comprensione di come la microgravità e altri potenziali fattori di stress dei viaggi nello spazio influenzino le cellule immunitarie dell'intestino e la suscettibilità alle infezioni potrebbe aiutare a proteggere la salute degli astronauti nelle future missioni a lungo termine. Potrebbe anche aiutare a identificare i meccanismi alla base dello sviluppo delle malattie intestinali e i possibili bersagli delle terapie per curarle sulla Terra.

Verso una migliore stampa 3D

L'autoassemblaggio e l'autoriproduzione di materiali e dispositivi potrebbero consentire la stampa 3D di parti di ricambio e strutture di riparazione nei futuri viaggi spaziali di lunga durata. Anche una migliore progettazione e assemblaggio di strutture in condizioni di microgravità potrebbe avvantaggiare una varietà di campi sulla Terra, dalla medicina all'elettronica.

L'esperimento Elaborazione del non equilibrio delle sospensioni di particelle con gradienti di campo termico ed elettrico (ACE-T-Ellipsoids) progetta e assembla colloidi tridimensionali complessi, piccole particelle sospese all'interno di un fluido, e controlla la densità e il comportamento delle particelle con la temperatura. Chiamate strutture colloidali autoassemblate, questi sono vitali per la progettazione di materiali ottici avanzati, ma il controllo della densità e del comportamento delle particelle è particolarmente importante per il loro utilizzo nella stampa 3D. La microgravità fornisce informazioni sulle relazioni tra forma delle particelle, simmetria di cristallo, densità e altre caratteristiche.

Strutture funzionali basate su colloidi potrebbero portare a nuovi dispositivi per l'energia chimica, comunicazione, e fotonica.

Cellule cardiache umane in crescita

La generazione di cardiomiociti da progenitori cardiaci derivati ​​da cellule staminali pluripotenti indotte dall'uomo espansi in microgravità (MVP Cell-03) esamina se la microgravità aumenta la produzione di cellule cardiache da cellule staminali pluripotenti indotte dall'uomo (hiPSC). Le HiPSC sono cellule adulte geneticamente riprogrammate in uno stato pluripotente simile all'embrione, il che significa che possono dare origine a diversi tipi di cellule. Questo li rende in grado di fornire una fonte illimitata di cellule umane per scopi di ricerca o terapeutici. Per MVP Cell-03, gli scienziati inducono le cellule staminali a generare cellule precursori del cuore, quindi coltivare quelle cellule sulla stazione spaziale per l'analisi e il confronto con le colture cresciute sulla Terra.

Queste cellule cardiache o cardiomiociti (CM) potrebbero aiutare a trattare le anomalie cardiache causate dal volo spaziale. Inoltre, gli scienziati potrebbero usarli per ricostituire le cellule danneggiate o perse a causa di malattie cardiache sulla Terra e per la terapia cellulare, modellazione della malattia e sviluppo di farmaci. I tessuti cardiaci umani danneggiati dalla malattia non possono ripararsi da soli, e la perdita di CM contribuisce all'eventuale insufficienza cardiaca e morte.