La 22a missione di rifornimento cargo SpaceX che trasporta ricerca scientifica e dimostrazioni tecnologiche viene lanciata alla Stazione Spaziale Internazionale dal Kennedy Space Center della NASA in Florida non prima del 3 giugno. Gli esperimenti a bordo includono lo studio di come gli orsi acquatici tollerano lo spazio, se la microgravità influisce sulle relazioni simbiotiche, analizzare la formazione di calcoli renali, e altro ancora.

I punti salienti dei carichi utili in questa missione di rifornimento includono:

Gli orsi d'acqua occupano spazio

tardigradi, conosciuti come orsi d'acqua a causa del loro aspetto al microscopio e dell'habitat comune nell'acqua, sono minuscole creature che tollerano ambienti più estremi della maggior parte delle forme di vita. Ciò li rende un organismo modello per studiare la sopravvivenza biologica in condizioni estreme sulla Terra e nello spazio. Inoltre, i ricercatori hanno sequenziato il genoma del tardigrado Hypsibius exemplaris e sviluppato metodi per misurare come le diverse condizioni ambientali influenzano l'espressione genica del tardigrado. Cell Science-04 caratterizza la biologia molecolare della sopravvivenza a breve termine e multigenerazionale degli orsi acquatici, identificare i geni coinvolti nell'adattamento e nella sopravvivenza in ambienti ad alto stress.

I risultati potrebbero far progredire la comprensione dei fattori di stress che colpiscono gli esseri umani nello spazio e supportare lo sviluppo di contromisure. "Il volo spaziale può essere un ambiente davvero impegnativo per gli organismi, compresi gli umani, che si sono evoluti alle condizioni sulla Terra, ", afferma il ricercatore principale Thomas Boothby. "Una delle cose che siamo davvero desiderosi di fare è capire come i tardigradi sopravvivono e si riproducono in questi ambienti e se possiamo imparare qualcosa sui trucchi che stanno usando e adattarli per salvaguardare gli astronauti".

Calamaro simbiotico e microbi in microgravità

UMAMI esamina gli effetti del volo spaziale sulle interazioni molecolari e chimiche tra i microbi benefici ei loro ospiti animali. I microbi svolgono un ruolo significativo nel normale sviluppo dei tessuti animali e nel mantenimento della salute umana. "Animali, compresi gli umani, fare affidamento sui nostri microbi per mantenere un sano sistema digestivo e immunitario, ", afferma Jamie Foster, ricercatore principale dell'UMAMI. "Non comprendiamo appieno come il volo spaziale alteri queste interazioni benefiche. L'esperimento UMAMI utilizza un calamaro bobtail fosforescente per affrontare questi importanti problemi per la salute degli animali".

Il calamaro bobtail, Euprymna scolopi, è un modello animale che viene utilizzato per studiare le relazioni simbiotiche tra due specie. Questa indagine aiuta a determinare se il volo spaziale altera la relazione reciprocamente vantaggiosa, che potrebbe sostenere lo sviluppo di misure di protezione e mitigazione per preservare la salute degli astronauti nelle missioni spaziali di lunga durata. Il lavoro potrebbe anche portare a una migliore comprensione delle complesse interazioni tra animali e microbi benefici, compresi percorsi nuovi e nuovi che i microbi usano per comunicare con i tessuti animali. Tale conoscenza potrebbe aiutare a identificare modi per proteggere e migliorare queste relazioni per una migliore salute umana e benessere anche sulla Terra.

Ecografia in loco

Butterfly IQ Ultrasound dimostra l'uso di un ultrasuono portatile in combinazione con un dispositivo di elaborazione mobile in condizioni di microgravità. L'indagine raccoglie il feedback dell'equipaggio sulla facilità di gestione e sulla qualità delle immagini ecografiche, compresa l'acquisizione di immagini, Schermo, e deposito.

"Questo tipo di tecnologia commerciale standard potrebbe fornire importanti capacità mediche per future missioni di esplorazione oltre l'orbita terrestre bassa, dove il supporto a terra immediato non è disponibile, "dice Kadambari Suri, responsabile dell'integrazione per la dimostrazione della tecnologia Butterfly iQ "L'indagine esamina anche l'efficacia delle istruzioni just-in-time per l'uso autonomo del dispositivo da parte dell'equipaggio". La tecnologia ha anche potenziali applicazioni per l'assistenza medica in ambienti remoti e isolati sulla Terra.

Sviluppare driver robot migliori

Pilota, un'indagine dell'ESA (Agenzia spaziale europea) e del Centre National d'Etudes Spatiales (CNES), testa l'efficacia del funzionamento a distanza di bracci robotici e veicoli spaziali utilizzando la realtà virtuale e interfacce basate su aptica, o tocco e movimento simulati. I test dell'ergonomia per il controllo dei bracci robotici e dei veicoli spaziali devono essere eseguiti in condizioni di microgravità, perché i progetti dei test sulla Terra utilizzerebbero principi ergonomici che non si adattano alle condizioni sperimentate su un veicolo spaziale in orbita. Pilote mette a confronto tecnologie esistenti e nuove, compresi quelli recentemente sviluppati per la teleoperazione e altri utilizzati per pilotare le navicelle Canadarm2 e Soyuz. L'indagine confronta anche le prestazioni degli astronauti a terra e durante le missioni spaziali di lunga durata. I risultati potrebbero aiutare a ottimizzare l'ergonomia delle postazioni di lavoro sulla stazione spaziale e sui futuri veicoli spaziali per le missioni sulla Luna e su Marte.

Proteggere i reni nello spazio e sulla Terra

Alcuni membri dell'equipaggio mostrano una maggiore suscettibilità ai calcoli renali durante il volo, che potrebbero influenzare la loro salute e il successo della missione. L'indagine Kidney Cells-02 utilizza un modello 3D di cellule renali (o chip di tessuto) per studiare gli effetti della microgravità sulla formazione di microcristalli che possono portare a calcoli renali. Fa parte dell'iniziativa Tissue Chips in Space, una partnership tra l'ISS US National Laboratory e il National Institutes of Health's National Center for Advancing Translational Sciences (NCATS) per analizzare gli effetti della microgravità sulla salute umana e tradurli in miglioramenti sulla Terra. Questa indagine potrebbe rivelare percorsi critici di sviluppo e progressione della malattia renale, potenzialmente portando a terapie per curare e prevenire i calcoli renali per gli astronauti e per 1 persona su 10 sulla Terra che li sviluppa.

"Con questo studio, speriamo di identificare biomarcatori o "firme" dei cambiamenti cellulari che si verificano durante la formazione di calcoli renali, " dice il ricercatore principale Ed Kelly. "Questo può portare a nuovi interventi terapeutici. La logica per condurre questo studio sulla stazione spaziale è che i microcristalli si comportano in un modo simile a quello che accade nei nostri reni, il che significa che rimangono sospesi nei tubi del chip renale e non affondano sul fondo, come fanno nei laboratori sulla Terra."

Produrre cotone più resistente

Le piante di cotone che sovraesprimono un certo gene mostrano una maggiore resistenza ai fattori di stress, come la siccità, e producono il 20% in più di fibra di cotone rispetto alle piante senza quella caratteristica in determinate condizioni di stress. Questa resistenza allo stress è stata provvisoriamente collegata ad avere un apparato radicale potenziato che può attingere a un volume maggiore di terreno per acqua e sostanze nutritive. Targeting Improved Cotton Through On-Orbit Cultivation (TICTOC) studia come la struttura del sistema radicale influisce sulla resilienza delle piante, efficienza nell'uso dell'acqua, e il sequestro del carbonio durante la fase critica dell'insediamento della piantina. I modelli di crescita delle radici dipendono dalla gravità, e TICTOC potrebbero aiutare a definire quali fattori ambientali e geni controllano lo sviluppo delle radici in assenza di gravità.

Il cotone è utilizzato in una varietà di prodotti di consumo, dall'abbigliamento alle lenzuola e ai filtri per il caffè, ma gli effetti della sua produzione includono un uso significativo dell'acqua e un uso intensivo di prodotti chimici agricoli. "Speriamo di rivelare le caratteristiche della formazione del sistema radicale che possono essere prese di mira da allevatori e scienziati per migliorare caratteristiche come la resistenza alla siccità o l'assorbimento di nutrienti, entrambi fattori chiave negli impatti ambientali dell'agricoltura moderna, ", afferma il ricercatore principale Simon Gilroy. Una migliore comprensione dei sistemi di radici del cotone e dell'espressione genica associata potrebbe consentire lo sviluppo di piante di cotone più robuste e ridurre l'uso di acqua e pesticidi.

Potere bonus

Nuovi pannelli solari sono diretti alla stazione per aumentare l'energia disponibile per la ricerca e altre attività a bordo. L'ISS Roll-out Solar Array (iROSA) è costituito da pannelli compatti, basato sulla tecnologia precedentemente dimostrata sulla stazione, che si aprono come srotolare un lungo tappeto. L'equipaggio della Expedition 65 dovrebbe iniziare i preparativi per integrare i pannelli rigidi esistenti della stazione questa estate con la prima coppia di sei nuovi array.