La futura esplorazione dello spazio profondo della NASA, incluso Marte, è un'avventura senza precedenti nel volo spaziale, richiedendoci di affrontare sfide che non abbiamo mai affrontato prima. Ad esempio, sappiamo che il corpo umano cambia significativamente nello spazio, e avremo bisogno di trovare modi per affrontare questi effetti. La NASA sta conducendo ricerche per saperne di più sull'impatto a lungo termine del volo spaziale umano esteso. Un esperimento appena lanciato, Ricerca sui roditori-9, sta contribuendo a questo obiettivo inviando roditori sulla Stazione Spaziale Internazionale, studiare come la mancanza di gravità nello spazio influisca sui vasi sanguigni, occhi e articolazioni.

Utilizzando la tecnologia di trasporto e habitat sviluppata presso l'Ames Research Center della NASA nella Silicon Valley in California, i topi voleranno alla stazione spaziale a bordo della dodicesima missione di rifornimento SpaceX, e tornare sulla Terra circa un mese dopo. A causa delle somiglianze biologiche con gli esseri umani, il topo è una buona scelta di organismo modello per la ricerca volta a comprendere i cambiamenti biologici causati dall'ambiente spaziale. Studiando i roditori a breve termine, La NASA può fare previsioni sul cambiamento biologico umano a lungo termine nello spazio, con applicazioni anche qui sulla Terra.

"Gli scienziati di biologia spaziale hanno osservato cambiamenti accelerati nella fisiologia dei topi nell'ambiente spaziale che sono caratteristici di alcune malattie umane, come l'osteoporosi e l'invecchiamento, "ha detto Kevin Sato, lo scienziato del progetto per il progetto di biologia spaziale ad Ames. "Cambiamenti simili sono stati osservati negli astronauti, quindi l'ambiente spaziale consente agli scienziati di studiare i cambiamenti fisiologici negli astronauti usando i topi come modello".

"Possiamo anche studiare i processi fisiologici della malattia, che normalmente impiegano anni per svilupparsi, durante la durata di un'indagine di volo spaziale, " ha detto Sato. "I cambiamenti che vediamo durante questo esperimento di ricerca sui roditori ci consentiranno di preparare meglio i nostri astronauti per l'esposizione a lungo termine ad ambienti a bassa gravità".

La missione tre in uno supporta la futura esplorazione umana dello spazio

Con limitate opportunità di inviare esperimenti alla stazione spaziale, l'unico vero laboratorio di microgravità esistente, la NASA deve utilizzare ogni missione al massimo delle sue capacità.

Per la ricerca sui roditori-9, il programma di biologia spaziale dell'agenzia sta sponsorizzando tre scienziati di diverse università per affrontare questioni diverse. La condivisione di campioni biologici della NASA consente ai tre ricercatori di lavorare con lo stesso gruppo di topi, senza dover inviare tre diverse missioni sulla stazione spaziale. Le tre indagini di ricerca complementari saranno combinate in un'unica missione economicamente vantaggiosa, affrontare questioni fondamentali per l'esplorazione umana dello spazio.

Due delle indagini identificheranno come la microgravità colpisce i vasi sanguigni nel cervello e negli occhi. Alcuni astronauti in lunghe missioni sulla stazione spaziale scoprono che la loro vista è compromessa. La teoria principale per spiegare questo suggerisce che, senza la gravità terrestre, i fluidi si spostano dalla parte inferiore alla parte superiore del corpo, causando un aumento della pressione nella testa e negli occhi, portando a disabilità visiva. Gli esperimenti con i topi aiuteranno a testare questa teoria.

L'esposizione all'assenza di gravità può anche causare la degenerazione dei tessuti nelle articolazioni dell'anca e del ginocchio. Il terzo esperimento su RR-9 esaminerà la perdita di cartilagine in queste articolazioni. I ricercatori studieranno come l'andatura dei topi, il loro modo di camminare, viene modificata da queste condizioni. Capire come l'assenza di gravità influisce sulla cartilagine aiuterà la NASA a sviluppare modi per contrastare questi effetti negativi, permettendo agli esseri umani di rimanere più sani nello spazio per periodi di tempo più lunghi.

Per gli umani qui sulla Terra, la ricerca sui roditori relativa alla mobilità limitata e al deterioramento delle articolazioni può aiutare gli scienziati a capire come si sviluppa l'artrite nelle persone, e una migliore comprensione delle disabilità visive sperimentate dagli astronauti può aiutare a identificare le cause e le cure per i disturbi agli occhi.

Non riprogettare la ruota

La serie in corso di ricerche sui roditori della NASA utilizza un sistema hardware collaudato e standardizzato. Per decenni, Ames ha progettato, hardware costruito e testato per esperimenti di ricerca sui roditori, compresi gli habitat dei roditori, trasportatori e un'unità di accesso per animali. Questo hardware è versatile e riutilizzabile, fornendo supporto continuo per la ricerca sui roditori legata allo spazio condotta dalla NASA e dai suoi partner nell'industria e nel mondo accademico.

"Questo tipo di ricerca approfondita è possibile grazie all'hardware unico che Ames è stato in grado di fornire per la ricerca sui roditori, " ha detto Janet Beegle, responsabile del progetto di ricerca sui roditori. "Passando da un sistema di carico utile, in cui un team di ricercatori partirebbe da zero ogni volta che inviamo un esperimento, a una struttura hardware permanente fornita dalla NASA, possiamo avere una presenza continua e coerente nella ricerca sui roditori sulla stazione".

Attraverso esperimenti ben progettati e convenienti come Rodent Research-9, La NASA sta affrontando gli ostacoli sul nostro percorso per raggiungere Marte e oltre. Con le conoscenze acquisite comprendendo come la biologia umana prospera e cambia nello spazio, possiamo servire meglio i bisogni umani sulla Terra e oltre.