La 27a missione SpaceX dei servizi di rifornimento commerciale (CRS) della NASA è programmata per il lancio alla Stazione Spaziale Internazionale dal Kennedy Space Center dell’agenzia in Florida a marzo. Gli esperimenti scientifici e le dimostrazioni tecnologiche effettuate dalla navicella Dragon senza equipaggio esaminano come cambia il cuore nello spazio, testano un supporto per fotocamera progettato dagli studenti, confrontano le superfici che controllano la formazione del biofilm e altro ancora:

Una mano amica per i cuori

Il programma Tissue Chips in Space , una collaborazione tra il National Center for Translational Sciences presso il National Institutes of Health e l’ ISS National Lab , sta inviando i suoi ultimi due studi. Entrambi sono secondi voli di indagini relative al cuore che utilizzano chip di tessuto , piccoli dispositivi che imitano le funzioni degli organi umani. Cardinal Heart 2.0 si basa sull’indagine Cardinal Heart . Quello studio, secondo Dilip Thomas, un ricercatore post-dottorato presso lo Stanford Cardiovascular Institute, ha affermato l’ipotesi che la microgravità possa influenzare negativamente i tessuti del muscolo cardiaco ingegnerizzato. “Questo secondo studio mira a verificare se i farmaci clinicamente approvati mitigano i segni di processi anormali osservati dal primo volo”, afferma.

Il ricercatore principale Joseph Wu, direttore dell’istituto, afferma che lo studio di follow-up potrebbe fornire una comprensione più profonda di come i principali tipi di cellule cardiache rispondono ai farmaci nell’ambiente spaziale. Questa comprensione potrebbe guidare le strategie di sviluppo di farmaci sulla Terra per trattare i pazienti con malattie come l’insufficienza cardiaca in modo più efficace. La prima indagine sui tessuti cardiaci ingegnerizzati ha cercato cambiamenti a livello cellulare e tissutale che potessero fornire un’indicazione precoce dello sviluppo di malattie cardiache.

Engineered Heart Tissues-2 verifica se le nuove terapie impediscono il verificarsi di questi effetti negativi. Questa ricerca potrebbe aiutare a prevedere e prevenire il rischio cardiovascolare e portare a contromisure per proteggere i futuri esploratori spaziali. Poiché la risposta del sistema cardiovascolare alla microgravità ricorda le malattie legate all’età sulla Terra, questi studi potrebbero aiutare anche i pazienti a rischio di sviluppare malattie cardiache a terra. Entrambe queste indagini utilizzano hardware sperimentale adattabile sviluppato da BioServe Space Technologies. “Siamo stati in grado di sviluppare o modificare l’hardware ed espandere i tipi di progetti che possono essere supportati in orbita“, ha affermato Stefanie Countryman, direttore di BioServe. “Gli esperimenti di Tissue Chips hanno davvero aperto le porte a un’ampia varietà di ricerche che fino a quel momento non si riteneva possibile sulla stazione. Permette una scienza più complessa e potrebbe ispirare altri ricercatori a pensare a ciò che è possibile“.

Innovazione degli studenti per immagini stabili

Il programma HUNCH (High School Students United with NASA to Create Hardware ) consente agli studenti di fabbricare prodotti del mondo reale per la NASA mentre applicano abilità scientifiche, tecnologiche, ingegneristiche, matematiche e artistiche. Il monopiede con morsetto a sfera HUNCH testa una piattaforma per mantenere stabili le telecamere durante il monitoraggio dei bersagli a terra o l’acquisizione di immagini e video all’interno della stazione spaziale. Il dispositivo, che collega le telecamere ai corrimano della stazione spaziale, potrebbe rendere le operazioni fotografiche più facili e veloci per l’equipaggio e ha il potenziale per supportare anche le applicazioni fotografiche sulla Terra. Al progetto hanno partecipato gli studenti della Cypress Woods High School, della Clear Creek High School e della Conroe High School.

“Il momento clou della mia esperienza è stato passare attraverso l’intero processo di progettazione ingegneristica per raggiungere un obiettivo personale a lungo termine“, ha affermato Shane Johnson, Cypress Woods High School, che ha progettato la vite a testa zigrinata utilizzata sul morsetto a sfera. Johnson ha sentito parlare del programma HUNCH il primo giorno di scuola superiore e ha preso la decisione di prendere qualcosa che aveva fatto sulla stazione spaziale. “Negli anni seguenti, mi sono innamorato del processo di partenza da un’idea, quindi di brainstorming, prototipazione e modifiche continue fino a quando non ho ottenuto un prodotto perfezionato. Quando ho ricevuto la chiamata che il mio hardware era stato approvato per il volo, ero assolutamente euforico“. Mike Bennett, responsabile del progetto di configurazione di volo HUNCH, sottolinea che questo progetto offre agli studenti esperienze del mondo reale in molte aree, come la progettazione e la produzione, e ha dato loro l’esperienza di prendere un progetto da un’idea attraverso varie iterazioni per creare le parti necessarie per un oggetto raffinato e rifinito.

Assorbimento di anidride carbonica

CapiSorb Visible System (CVS) dimostra la sostituzione della gravità con forze capillari per controllare i liquidi che possono assorbire l’anidride carbonica. Le forze capillari sono l’interazione di un liquido e di un solido che può aspirare un fluido in un tubo stretto, proprio come l’acqua che si immerge in un tovagliolo di carta. “L’uso di assorbenti liquidi per catturare l’anidride carbonica funziona alla grande sulla Terra, ma in condizioni di microgravità è una sfida”, ha affermato la co-investigatrice Grace Belancik. “La geometria di questo sistema fornisce il controllo del liquido e il trasporto passivo in condizioni di microgravità sotto forma di un circuito di flusso continuo del liquido”.

I dati dell’esperimento potrebbero informare direttamente la progettazione di nuovi sistemi di rimozione dell’anidride carbonica per le future missioni con equipaggio sulla Luna e su Marte. “Le missioni di esplorazione richiedono sistemi di supporto vitale affidabili e leggeri con massa e volume ridotti”, ha affermato il co-investigatore Mark Weislogel. “Sistemi come questo ampliano le opzioni tecnologiche per le apparecchiature di supporto vitale nella direzione della semplicità, il che potrebbe ridurre la necessità di manutenzione, riparazioni e parti di ricambio senza sacrificare le prestazioni. CVS si basa su anni di ricerca fondamentale e applicata di fenomeni capillari su larga scala sulla stazione spaziale che non possono essere studiati sulla Terra”.

Bandire i biofilm

Biofilms , uno studio in corso dell’ESA (Agenzia spaziale europea), esamina la formazione di aggregazioni di microrganismi chiamati biofilm e verifica le proprietà antimicrobiche di diverse superfici metalliche durante i voli spaziali. «L’esperimento sui biofilm consiste in tre voli che testano tre diverse specie batteriche su tre diversi tipi di superfici metalliche con e senza proprietà antimicrobiche», afferma la scienziata del progetto Katharine Siems. “Ogni volo ha una diversa combinazione di batteri, tipo di metallo, topografia della superficie e condizioni di gravità”.

Il ricercatore principale Ralf Möller osserva che la contaminazione microbica è inevitabile nelle missioni spaziali con equipaggio poiché i microrganismi sono parte integrante di un corpo umano sano. “Questi microrganismi possono diffondersi in luoghi all’interno di un veicolo spaziale dove possono formare biofilm”, ha affermato Möller. “Questi biofilm possono portare a biofouling e corrosione, che possono rappresentare una minaccia per le apparecchiature sensibili, specialmente nelle missioni più lunghe nello spazio”.

Questa indagine potrebbe far progredire la comprensione di come si formano i biofilm in diverse condizioni gravitazionali e supportare lo sviluppo di materiali che riducono al minimo la contaminazione microbica all’interno dei veicoli spaziali. Le superfici antimicrobiche hanno anche applicazioni in ambienti come ospedali, strutture pubbliche e industrie sulla Terra.

La vita nello spazio

Tanpopo-5 , un’indagine della JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency), studia la risposta all’esposizione spaziale in microbi resistenti alle radiazioni, spore di muschio e composti biochimici inclusi gli amminoacidi. Gli amminoacidi sono stati rilevati in corpi extraterrestri come meteoriti e sono possibili precursori della vita sulla Terra. Tanpopo-5 segue quattro esperimenti precedenti alla ricerca di informazioni su come gli organismi rispondono all’esposizione spaziale.

“Oggi, lo strato di ozono della Terra protegge gran parte della radiazione ultravioletta, ma l’ambiente spaziale può essere considerato un modello per la Terra primitiva”, ha affermato il ricercatore principale Hajime Mita, Fukuoka Institute of Technology. “La stazione spaziale fornisce una struttura di esposizione accessibile in cui possiamo ottenere lo stesso ampio spettro della radiazione ultravioletta solare e la combinazione di radiazione cosmica e ultravioletta nello spazio“. Queste indagini potrebbero informare le strategie per proteggere altri pianeti dalla contaminazione da parte degli esseri umani e per restituire campioni da altri pianeti sani e salvi sulla Terra. Tanpopo-5 potrebbe fornire informazioni sul fatto che la vita terrestre possa sopravvivere nello spazio e aiutare gli scienziati a comprendere gli ingredienti chiave che hanno dato vita alla vita sulla Terra. I risultati possono anche aiutare a sostenere le attività agricole e le strategie di quarantena planetaria per le attività umane sulla Luna e su Marte. Link video:

Fonte: https://www.nasa.gov/mission_pages/station/research/news/spacex-27-research-highlights