Kosmos: Najlepsze odkrycia 2021 roku dokonane na stacji kosmicznej

NASA zaprezentowała najciekawsze odkrycia naukowe dokonane w 2021 roku na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Dowiedz się, nad czym pracowali naukowcy w kosmosie.

Koniec roku to z reguły czas podsumowań. Również Amerykańska Agencja Kosmiczna NASA przyłącza się do tej tradycji i w związku z tym postanowiła zaprezentować wybór najlepszych naukowych odkryć, których dokonano na pokładzie krążącej po orbicie Ziemi Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS). Jak informuje NASA, w okresie od października 2020 do października 2021 roku opublikowano łącznie ponad 400 prac naukowych bazujących na badaniach wykonanych na pokładzie stacji. Poniżej prezentujemy najciekawsze z tych eksperymentów:

Komórki macierzyste w wersji kosmicznej

Wiadomo, że stan nieważkości wpływa na kardiologiczne funkcjonowanie organizmu i jego strukturę. Na te zmiany odpowiadają komórki macierzyste układu krążenia (znane również jako komórki progenitorowe układu krążenia). Jak wynika z badania, którego wyniki opublikowano w serwisie International Journal of Molecular Sciences, okazuje się że w stanie nieważkości komórki macierzyste (zarówno dorosłe, jak i od noworodków) zdają się szybciej rozmnażać, przez co mogą zyskiwać większą odporność, regenerację i lepszą proliferację. Zrozumienie mechanizmu, dlaczego tak się dzieje, może mieć ogromny wpływ na rozwój medycyny.

Lepsza ochrona przed promieniowaniem

Eksperyment przeprowadzony na pokładzie ISS przez japońskich astronautów z agencji JAXA miał na celu ocenę tego, jak rozmaite materiały, które w przyszłości można by wykorzystywać do osłony przed promieniowaniem, sprawują się w kosmosie. Naukowcy odkryli, że dodanie rzadkiego minerału zwanego kolemanitem do polimeru zmniejsza dawkę promieniowania przyjmowaną przez taki materiał. Jego próbki wystawione na promieniowanie nie wykazały znaczącej różnicy z takimi samymi próbkami, których nie wystawiono na działanie promieniowania. Może to doprowadzić do odkrycia nowych sposobów ochrony urządzeń elektronicznych na pokładzie satelitów, czy nawet samolotów osiągających najwyższe pułapy lotu. Potencjalnie tego typu materiały być może będzie można też wykorzystywać w ekstremalnych warunkach panujących na Ziemi.

Miniaturowi górnicy

Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) prowadzi badania dotyczące „biogórnictwa”, czyli wykorzystywania mikroorganizmów do wydobywania ważnych elementów ze skał. Odkryto, że mogą one wydobywać rzadkie elementy z bazaltu występującego w kosmosie (np. na Księżycu i na Marsie). Okazało się, że mikroorganizmy jeszcze lepiej radzą sobie w warunkach braku ciążenia: na pokładzie ISS ich zdolność do pozyskiwania wanadu była w kosmosie lepsza o 283%. Ten sposób pozyskiwania materiałów zmniejsza potrzebę stosowania szkodliwych dla środowiska chemikaliów, zużywa bardzo niewiele energii oraz – ponieważ nie wymaga wielkich maszyn – może być przydatny w przyszłych misjach kosmicznych.

Cement w kosmosie

Mający przebywać na Marsie lub Księżycu astronauci muszą mieć bezpieczne schronienie, w którym mogliby żyć i pracować. Beton nie tylko jest mocny i wytrzymały, ale też może zapewnić osłonę przed kosmicznym promieniowaniem oraz meteorytami. Być może jego składniki będą dostępne na miejscu lądowania misji. W pracy opublikowanej w serwisie Construction and Building Materials opisano eksperymenty polegające na mieszaniu proszków cementowych z rozmaitym dodatkami, by określić czy mniejsze przyciąganie wpłynie na wytrzymałość konstrukcji. W mieszance glinianu trójwapniowego i gipsu stan nieważkości doprowadził do powstania wyjątkowych mikrostruktur. W ich porach uwięzione było powietrze, co mogło mieć wpływ na wytrzymałość materiału. Takie same próbki zmieszane na Ziemi miały bardziej rozwiniętą mikrostrukturę, z wyższym poziomem wilgotności. To odkrycie może prowadzić do powstania nowych konstrukcji oraz ulepszenia materiałów stosowanych na Ziemi.

Czytaj też:

Jedzenie w kosmosie – czy nie zbrzydnie astronautom?

Duży krok dla zdrowia

Rosyjscy astronauci z agencji Roskosmos badali żyły w nodze członków załogi podczas dwóch misji, trwających 6 miesięcy każda. Wcześniejsze obserwacje wskazywały, że stan tej żyły, od biodra w dół, może zmieniać się wkrótce po przybyciu na pokład ISS. Okazało się, że stan żył nie pogarszał się, jeśli astronauci odczekali odpowiednio długi okres między dwiema misjami oraz mieli umięśnione dolne partie ciała. To sugeruje, że ćwiczenia fizyczne mogą skutecznie zapobiegać związanym w pobycie w kosmosie problemom sercowo-naczyniowym.

Teleskop patrzy z góry

Znajdujący się na pokładzie ISS teleskop Mini-EUSO gromadzi dane dotyczące ziemskiego klimatu, zanieczyszczenia wód, zaburzeń geomagnetycznych, szczątków kosmicznych oraz meteorów. Wielozadaniowe urządzenie jest elementem programu JEM-EUSO, skupiającego łącznie 300 naukowców z 16 krajów, badających promieniowanie kosmiczne. Praca teleskopu może być pierwszym krokiem do utworzenia mapy kosmicznych śmieci, które w przyszłości będzie można usuwać np. promieniem lasera.

Zapobieganie ubytkom kości

Długotrwałe przebywanie w kosmosie stwarza ryzyko zdrowotne dla kosmonautów. Chodzi między innymi o ubytek masy kostnej. Badacze z NASA oraz z Kanadyjskiej Agencji Kosmicznej (CSA) zbadali zachodzące w układzie kostnym u przebywających w kosmosie astronautów. Wyniki ich prac opisano w serwisie British Journal of Sports Medicine. Wynika z nich, że ubytkowi kości u niektórych astronautów można zapobiec przez podniesienie przed startem określonych biomarkerów. Członkowie załogi, którzy przez ćwiczenia fizyczne w trakcie misji podnieśli swoją wytrzymałość, mieli większe szanse na wzmocnienie szkieletu. Jednak to, czy obecne programy ćwiczeń w kosmosie są wystarczające, będzie musiało jeszcze zostać dalej zbadane.

„Niebieskie dżety” widziane z ISS

ASIM – urządzenie obserwacyjne ESA – jest wykorzystywane do badania potężnych burz i ich roli w ziemskim klimacie i atmosferze. ASIM przygląda się też niezwykłemu zjawiskowi atmosferycznemu, jakim są tzw. „niebieskie dżety”, czyli pioruny lecące… do góry. Urządzenie wykazało, że te zjawiska mogą pochodzić rodzić się po „błękitnym wybuchu” na szczycie chmury. Z danych wynika, że na te „dżety” składają się fal jonizujących. Lepsze zrozumienie tego zjawiska oraz szerzej – pojęcie wpływu burz na atmosferę Ziemi – może doprowadzić do stworzenia lepszych modeli pogodowych oraz dokładniejszego przewidywania zmian klimatycznych.