В 2005 году Международная космическая станция была признана «национальной лабораторией». За 20 лет ее существования в ее уютных помещениях были проведены некоторые новаторские исследования.
Работа продолжается каждый день. С каждым запуском экипажа и снабженческой миссией в космос и из космоса доставляются новые эксперименты и исследования. Еще в марте в рамках новой миссии по пополнению запасов начались исследования в таких областях, как новые технологии, лечение и продукты, улучшающие жизнь на Земле.
Вот образец некоторых работ, выполняемых в настоящее время.
Высокотехнологичная обувь из космоса
Формование частиц пены – это производственный процесс, при котором тысячи гранул сдуваются в форму, где они сливаются. Обувная компания Adidas использует этот процесс для изготовления подошвы, слоя между подошвой обуви и стелькой под ногой, для своей продукции.
Исследование BOOST Орбитальные операции на Spheroid Tesellation (Adidas BOOST) рассматривает, как различные типы гранул ведут себя в этом процессе литья. При использовании одного типа гранул образуется пена с одинаковыми свойствами по всему компоненту подошвы.
Использование нескольких типов гранул может позволить инженерам изменить механические свойства и оптимизировать характеристики и комфорт обуви. Удаление силы тяжести из процесса позволяет более внимательно изучить движение и расположение гранул во время процесса.
Улучшенная упаковка может повлиять как на ваши ноги здесь, на Земле, так и на любые припасы, отправляемые на Луну и Марс. В конце концов, сапоги, которые сделают следующий гигантский прыжок, должны быть изолированы.
Сохраняя воду в душе
Одним из важнейших компонентов космических путешествий является вода. Она нужна людям, чтобы выжить, но и растениям тоже. Если когда-либо планировать долговременную среду обитания вдали от поверхности Земли, сохранение воды будет иметь ключевое значение. Этот эксперимент берет эту идею и приносит ее в ваш дом через душевую лейку.
Исследование образования капель в условиях микрогравитации (Droplet Formation Study in Microgravity) оценивает образование капель воды и поток воды по технологии H2O kinetic душевой лейки Delta Faucet. Снижение расхода воды в душевых устройствах позволяет не только экономить воду, но и снижать ее эффективность.
Это может привести к тому, что люди будут принимать душ дольше, что подорвет цель использования меньшего количества воды. Полное влияние гравитации на образование капель воды неизвестно, а исследования в области микрогравитации могут помочь усовершенствовать технологию, создавая лучшую производительность и улучшая пользовательские ощущения при одновременном сохранении воды и энергии.
К лучшей 3D печати
У вас дома есть 3D-принтер? Скорее всего, нет, но по мере того, как эта технология становится все более доступной, ее потенциал начинает расти. Для освоения космоса возможности бесконечны. Не проще ли сделать инструменты на месте или во время длительного путешествия, чем запускать их с Земли?
Эксперимент по неравновесной обработке суспензий частиц с градиентами теплового и электрического поля (ACE-T-Ellipsoids) позволяет проектировать и собирать сложные трехмерные коллоиды – мелкие частицы, взвешенные во флюиде, – и контролировать плотность и поведение частиц с температурой.
Называемые самособирающимися коллоидными структурами, они жизненно необходимы для проектирования современных оптических материалов, но контроль плотности частиц и их поведения особенно важен для их использования в 3D-печати. Микрогравитация дает представление о взаимосвязи между формой частиц, кристаллической симметрией, плотностью и другими характеристиками.
Функциональные структуры на основе коллоидов могут привести к появлению новых устройств для химической энергии, связи и фотоники.
Растущие клетки человеческого сердца
Наконец, МКС продолжает свои действительно замечательные медицинские исследования таких вещей, как клетки сердца.
Генерация кардиомиоцитов из индуцированных человеком плурипотентных стволовых клеток, полученных в результате расширения в условиях микрогравитации (MVP Cell-03), исследует, увеличивает ли микрогравитация производство сердечных клеток из индуцированных человеком плурипотентных стволовых клеток (hiPSCs).
HiPSCs – это взрослые клетки, генетически перепрограммированные обратно в эмбрионально подобное плюрипотентное состояние, что означает, что они могут порождать несколько различных типов клеток. Это делает их способными обеспечить неограниченный источник человеческих клеток для исследований или терапевтических целей.
Для MVP Cell-03 ученые заставляют стволовые клетки генерировать клетки-предшественники сердца, а затем культивируют эти клетки на космической станции для анализа и сравнения с культурами, выращенными на Земле.
Эти клетки сердца или кардиомиоциты (CMs) смогли помочь обработать сердечные аномалии, причиненные космическим полетом. Кроме того, ученые могли использовать их для того, чтобы восполнить клетки поврежденные или потерянные из-за сердечной болезни на земле и для клеточной терапии, моделирования болезни и развития снадобья.
Сердечные ткани человека, поврежденные болезнью, не могут восстановиться сами по себе, а потеря КМ приводит к сердечной недостаточности и смерти.
Но, как и в случае со всеми этими экспериментами, то, что мы узнаем в национальной лаборатории, вскоре может быть использовано на благо всех на нашей общей планете.