NASA i Northrop Grumman współpracują w zakresie badań nad medycyną w kosmosie.
NASA i Northrop Grumman przygotowują się do wysłania kolejnej misji towarowej firmy na Międzynarodową Stację Kosmiczną, wożąc badania wspierające misje Artemis na Księżycu oraz ludzką eksplorację Marsa i innych miejsc, jednocześnie poprawiając życie na Ziemi. Rakieta Falcon 9 firmy SpaceX wyniesie 23. misję komercyjnych usług zaopatrzeniowych Northrop Grummana do laboratorium orbity.
Badania na pokładzie statku Cygnus mają na celu udoskonalenie kryształów półprzewodnikowych dla nowej generacji technologii, redukcję szkodliwych drobnoustrojów, poprawę produkcji leków oraz zarządzanie ciśnieniem paliwa.
NASA, Northrop Grumman i SpaceX planują start w połowie września z kompleksu startowego 40 na Cape Canaveral Space Force Station na Florydzie.
Badacze kontynuują doskonalenie produkcji kryształów półprzewodnikowych w przestrzeni kosmicznej, które są kluczowe dla nowoczesnych urządzeń, takich jak telefony komórkowe i komputery.
Środowisko micrograwitacji na stacji kosmicznej może umożliwić produkcję skomplikowanych materiałów w dużej skali, a wykorzystanie orbitującej platformy do produkcji kryształów prawdopodobnie doprowadzi do technologii półprzewodnikowych nowej generacji o wyższej wydajności, plonach chipów i niezawodności.
"Urządzenia półprzewodnikowe wytworzone z kryształów z poprzedniej misji wykazały wzrost wydajności dwukrotnie oraz zwiększenie wydajności urządzeń w stosunku do odpowiedników na Ziemi o czynnik 10" - powiedział Partha S. Dutta, główny badacz w United Semiconductors LLC w Los Alamitos w Kalifornii.
Dutta podkreślił, że trzy niezależne strony potwierdziły korzyści płynące z micrograwitacji dla wzrostu kryształów półprzewodnikowych i że komercyjna wartość ulepszonych kryształów z micrograwitacji mogłaby być warta ponad 1 milion dolarów za kilogram (2,2 funta).
Kryształy produkowane w przestrzeni mogą pomóc w zaspokajaniu potrzeb na odporne na promieniowanie, energooszczędne, szybkie urządzenia elektroniczne i czujniki w systemach kosmicznych. Mogą również zapewnić zmniejszone zużycie energii, zwiększoną prędkość i poprawioną bezpieczeństwo. Technologia ta ma również zastosowania w terenie, w tym w pojazdach elektrycznych, odzyskiwaniu ciepła odpadowego i narzędziach medycznych.
Badacze badają, jak micrograwitacja wpływa na zdolność ultrafioletowego (UV) światła do zapobiegania powstawaniu biofilmów — społeczności mikroorganizmów, które tworzą się w systemach wodnych. Naukowcy opracowali specjalne włókna optyczne do dostarczania światła UV, które mogłoby zapewnić ukierunkowaną, długoterminową dezynfekcję bez użycia chemikaliów w przestrzeni i na Ziemi.
"W każdym systemie wodnym biofilmy bakteryjne mogą formować się na powierzchniach takich jak rury, zawory i czujniki" - powiedział współbadacz Paul Westerhoff, profesor na Uniwersytecie Stanowym w Arizonie w Tempe. "Może to powodować poważne problemy, takie jak korozja i awaria urządzeń oraz wpływać na zdrowie ludzi."
Światło UV rozkłada DNA mikroorganizmów, uniemożliwiając im reprodukcję i tworzenie biofilmów. Wstępne dowody sugerują, że biofilmy zachowują się inaczej w micrograwitacji, co może wpływać na to, jak światło UV dociera i uszkadza DNA bakterii.
"To, czego nauczymy się o biofilmach i świetle UV w micrograwitacji, może pomóc nam zaprojektować bezpieczniejsze systemy wodne i powietrzne nie tylko do eksploracji kosmicznej, ale także dla szpitali, domów i przemysłu na Ziemi" - powiedział Westerhoff.
Badania prowadzone w wyspecjalizowanym laboratorium farmaceutycznym na pokładzie stacji kosmicznej badają, jak micrograwitacja może zmieniać i ulepszać struktury kryształów cząsteczek leków. Struktura kryształów może wpływać na produkcję, przechowywanie, skuteczność i podawanie leków.
"Badamy leki o zastosowaniach w chorobach sercowo-naczyniowych, immunologicznych, neurodegeneracyjnych oraz nowotworowych" - powiedział główny badacz Ken Savin z Redwire Space Technologies w Greenville w Indianie. "Oczekujemy, że micrograwitacja da większe, bardziej jednorodne kryształy."
Gdy próbki wrócą na Ziemię, badacze z Uniwersytetu Purdue w West Lafayette w Indianie zbadają struktury kryształów.
Badacze mają nadzieję, że wykorzystają kryształy produkowane w przestrzeni jako nasiona do produkcji dużej liczby kryształów na Ziemi.
"Udowodniliśmy tę technikę w kilku przykładach, ale musimy zobaczyć, czy działa w wielu przykładach" - powiedział Savin. "To jak być na poszukiwaniu skarbów z każdym eksperymentem."
Te badania również pomagają zwiększyć i rozszerzyć komercyjne zastosowanie stacji kosmicznej dla badań biotechnologii nowej generacji oraz produkcji leków w przestrzeni.
Wiele statków kosmicznych wykorzystuje kriogeniczne lub ekstremalnie zimne płyny jako paliwo dla systemów napędowych. Płyny te utrzymywane są w setkach stopni poniżej zera, aby pozostać w stanie ciekłym, co utrudnia ich użycie w przestrzeni, gdzie temperatury otoczenia mogą znacznie się różnić.
Jeżeli te płyny zostaną zbyt mocno podgrzane, przekształcają się w gaz, wrząc i parując wolno, co wpływa na efektywność paliwa i planowanie misji.
Obecnie praktyka mająca na celu zapobieganie temu wykorzystuje paliwo z pokładu do chłodzenia systemów przed przeniesieniem paliwa, ale ta praktyka jest marnotrawna i niewykonalna dla misji Artemis na Księżyc i przyszłej eksploracji Marsa oraz innych miejsc.
Alternatywą może być wykorzystanie specjalnych gazów, które nie przechodzą w stan ciekły w niskich temperaturach, aby działały jako bariera w zbiorniku i kontrolowały ruch paliwa.
Badacze testują tę metodę, aby kontrolować ciśnienie w zbiorniku paliwa w micrograwitacji. Może to zaoszczędzić szacunkowo 42% masy propelentów rocznie, według Mohammada Kassemi, badacza z NASA National Center for Space Exploration Research i Case Western Reserve University w Cleveland.
Test może dostarczyć informacji, które pomogą poprawić projekt lekkich, efektywnych, długoterminowych kriogenicznych systemów przechowywania w przestrzeni dla przyszłych misji eksploracyjnych w głęboką przestrzeń.
Pobierz zdjęcia i filmy wysokiej rozdzielczości badań wyróżnionych w tym artykule.
Dowiedz się więcej o badaniach na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej pod adresem: www.nasa.gov/iss-science
Vielen Dank, dass Sie den Artikel gelesen haben! Beobachten Sie uns unter Google Nachrichten.
