Diversi esperimenti di bioscienza sviluppati presso l'Ames Research Center della NASA, nella Silicon Valley della California stanno per essere lanciati verso la Stazione Spaziale Internazionale per la 13a missione di servizi di rifornimento commerciale di SpaceX per la NASA

Questa missione di rifornimento, che dovrebbe essere lanciato non prima del 15 dicembre dalla Cape Canaveral Air Force Station in Florida, condurrà esperimenti che indagano sull'atrofia muscolare, crescita delle piante a bassa gravità, e i microrganismi che abitano la stazione spaziale. Una nuova struttura di ricerca che può aiutare gli scienziati a capire meglio come i fattori chiave del volo spaziale, come la microgravità e le radiazioni spaziali, possono influenzare la salute umana durante lunghi viaggi di esplorazione, e rivelare alcuni dei meccanismi fondamentali della vita qui sulla Terra, è anche confezionato nella capsula Dragon.

Questi sono quattro esperimenti apparentemente distinti, ma tutto con l'obiettivo comune di spostare gli umani più lontano nel sistema solare di quanto non siamo mai stati prima.

Uno strumento nuovissimo per la biologia nello spazio:il sistema di biocultura

La vita funziona diversamente nello spazio, e i biologi possono imparare molto su come questo influisca sulla salute umana studiando le cellule cresciute nell'ambiente di microgravità, o "assenza di gravità, " della Stazione Spaziale Internazionale. Il Bioculture System è una nuova struttura di ricerca per il laboratorio orbitante che consentirà agli scienziati di condurre studi di biologia cellulare a lungo termine, su una vasta gamma di argomenti e diversi tipi di cellule e tessuti. Questo nuovo hardware consentirà il monitoraggio remoto in tempo reale delle colture cellulari, e un controllo più preciso sulle condizioni in cui crescono.

La prima missione ad usarlo, chiamata convalida della scienza cellulare, testerà completamente le complesse capacità ingegneristiche e di supporto vitale del sistema, per assicurarsi che possa funzionare correttamente in condizioni di microgravità e far crescere con successo una varietà di cellule, come le cellule ossee e cardiache in questo esperimento, sulla stazione spaziale. Una volta completata la convalida iniziale, la struttura sarà disponibile per l'uso da parte dell'ampia comunità scientifica per emozionanti, nuova ricerca avanzata, dalla biologia cellulare fondamentale, alla scoperta di farmaci, microbiologia, e ingegneria dei tessuti.

Un nuovo dispositivo per combattere la perdita muscolare – Ricerca sui roditori-6

L'atrofia muscolare è un problema comune per i pazienti che subiscono un'immobilizzazione prolungata, lesioni, cancro o invecchiamento. L'atrofia muscolare si verifica anche negli astronauti in condizioni di microgravità. Lo studio Rodent Research-6 valuterà un nuovo dispositivo di somministrazione di farmaci per la somministrazione continua, basse dosi, che potrebbe aiutare a contrastare l'atrofia muscolare e prevenire la necessità di somministrazione quotidiana o frequente di farmaci. Una piccola capsula, impiantato sotto la pelle, offre una costante, bassa dose del farmaco tramite una membrana di silicone, con canali stretti fino a 1/50, 000 la larghezza di un capello umano. La somministrazione a basse dosi potrebbe anche aiutare a evitare i noti effetti collaterali dell'assunzione di dosi elevate a lungo termine. La droga, chiamato formoterolo, è una terapia comune negli inalatori per l'asma e per altre malattie polmonari. Rilassa i muscoli responsabili del rafforzamento delle vie aeree del paziente. Rodent Research-6 esaminerà l'efficacia con cui può contrastare l'atrofia muscolare quando rilasciata da un piccolo, ma dispositivo potenzialmente potente.

Scoprire come le piante percepiscono la gravità - Percezione della gravità delle piante

Tendiamo a dare per scontata la gravità, ma le piante non lo fanno mai. Rispondono costantemente alla forza di gravità, usandolo per inviare germogli su e radici giù, e per determinarne la forma complessiva. La missione Plant Gravity Perception mira a scoprire il livello di gravità più basso che una piantina di pianta è in grado di percepire. Lavorando nell'ambiente di microgravità della stazione spaziale, l'esperimento utilizzerà un sistema di centrifuga per simulare una gamma di livelli di gravità. Verranno acquisiti i dati video delle risposte delle piante, aiutando a rivelare se c'è un livello di soglia di cui hanno bisogno per percepire la gravità, rispondere, e prosperare. Capire come funziona potrebbe aiutare i ricercatori a sviluppare piante che si adattano bene alla crescita in missioni spaziali di lunga durata, o per essere più resistenti per scopi agricoli sulla Terra.

Monitoraggio dei microbi sulla stazione spaziale – Monitoraggio microbico-2

Microbial Tracking-2 è un esperimento che dura da molti mesi e che sta monitorando le popolazioni di microbi che condividono la Stazione Spaziale Internazionale con gli astronauti. Questi sono gli stessi tipi di microrganismi che abbiamo sulla Terra, che sarebbe arrivato inizialmente sul carico che riforniva la stazione spaziale o sugli astronauti durante i cambi di equipaggio. Al fine di catalogare e caratterizzare potenziali microbi che causano malattie a bordo della stazione spaziale, i ricercatori devono prima sapere che tipo di microrganismi potrebbero essere già presenti sulla stazione. I campioni vengono raccolti dai corpi degli astronauti prima, durante e dopo il volo. Vengono anche prelevati campioni ambientali da luoghi di superficie e aria intorno alla stazione. I campioni vengono analizzati per identificare i tipi di microbi potenzialmente trovati, e per vedere se ci sono tipi che potrebbero influenzare la salute umana. Vengono studiate le interazioni tra i microbi, così come lo sviluppo di comunità microbiche.

Diverse missioni di rifornimento di SpaceX hanno già consegnato kit per il campionamento microbico e riportato sulla Terra campioni precedenti per essere analizzati dagli scienziati. Prelevando più campioni nel tempo, i ricercatori sono in grado di vedere come sta cambiando la popolazione microbica sulla stazione spaziale. I risultati di questa ricerca possono aiutare a determinare come i microrganismi influenzano sia la salute dell'equipaggio che le prestazioni del veicolo spaziale. Con questa conoscenza, La NASA può sviluppare modi per ridurre al minimo l'impatto dei microrganismi durante le missioni spaziali di lunga durata con esploratori umani.