מדעי החלל: למה עכברים, בירה, זרעונים נשלחו למסלול
12 באפריל 1961 יורי גגרין הוא הפך לאדם הראשון בהיסטוריה לטוס לחלל. כמה עשורים מאוחר יותר, מדהים הפך כמעט טריוויאלי - העולם התחיל לדבר על תיירות בחלל. נכון, זה לא התחיל בצורה חלקה מאוד: ב -1986, תייר החלל הראשון היה להיות מורה אמריקאית, כריסטה מקאוליף, שמתה 73 שניות אחרי השקת המעבורת צ'לנג'ר, וארה"ב העבירה חוק האוסר על טיסות לאנשי מקצוע. אבל העולם השתנה, ודרכים להבטיח את בטיחות הנוסעים השתפרו.
איש העסקים של דניס טיטו, מייסד קנוניקל, מארק שאטלוורת ', מייסד חיישנים ללא הגבלה, גרגורי אולסן, מייסד חברת Prodea Systems, Anoushe Ansari, האישה הראשונה בקרב תיירים בחלל, ראש חברת Intentional Software Corporation, צ'רלס סימוני (פעמיים), מפתח המשחק ריצ'רד גארי, ו Cirque du Soleil מנכ"ל גיא Laliberte. ו ההשקה של אילונה מסק של מכונית טסלה עם דמה על הלוח לא יכול להיכשל להרשים - במיוחד בהתחשב התייחסות אירונית הרומנים "מדריך הטרמפיסט לגלקסיה" בצורה של "אל פאניקה" הודעה על מערכת המולטימדיה.
כל זאת, לעומת זאת, אין פירושו שהאנושות הכניעה את היקום. עדיין יש לנו הרבה משימות, כמו תוכניות ההתנחלות של מאדים. ועכשיו, מדענים לא להחמיץ את ההזדמנות להשתמש בחלל למטרות שלהם. תחנת החלל הבינלאומית היא מעבדה במסלול שבו אתה יכול לערוך ניסויים ייחודיים. זה עשוי להיות שימושי עבור שניהם אסטרונאוטים תושבי העתיד של מאדים, הטיסה אשר, כפי שהתברר, הוא מסוכן פי שניים כמו כולם חשבו. אבל עד כה הוא מאפשר לפחות לקבל נתונים מדעיים, כולל רפואי, תגליות.
התאומים האסטרונאוטים ושינוי הגנום
סקוט ומארק קלי הם הקוסמונאוטים היחידים לחלוטין זהים בעולם (הם תאומים זהים). לפחות, זה היה עד סקוט בילה כמעט שנה בתנאים של חוסר משקל. בדרך כלל, האסטרונאוטים "חיים" ב- ISS במשך לא יותר משישה חודשים, אבל סקוט קלי נשלח במתכוון לתחנה לתקופה ארוכה יותר - כך שהשינויים בגופו יהיו בולטים יותר. לאחר החזרה, החוקרים השוו את הביצועים שלו עם אחיו: התברר כי גובה של סקוט גדל כמעט חמישה סנטימטרים. בנוסף, משקל הגוף ירד, המיקרוביום (קבוצה של מיקרואורגניזמים) של המעי השתנה כמעט לחלוטין, והגנום, על פי ניתוח ראשוני, עבר כמה שינויים.
כל זה אפשר למומחי נאס"א לקבוע כי סביבת החלל הופעלה בגוף של סקוט קלי קבוצה של גנים "קוסמיים" שהשפיעה על חסינות, תכונות של רקמות עצם, ראייה, שמיעה וכמה אינדיקטורים אחרים. למרות שרוב השינויים (למשל, צמיחה) לאחר זמן מה חזר לנקודת המוצא, כ -7% מהגנים תוקנו במדינה החדשה. מדענים מאמינים כי יש לחפש את הגורם למה שקורה "במתח הקוסמי" - ההשפעה על הגוף של סביבה לא טיפוסית, אשר הגוף רואה כאיום, להגיב על כך בהתאם.
סביבת החלל הופעלה בגוף של סקוט קלי קבוצה של גנים "קוסמיים" שהשפיעה על חסינות, תכונות של רקמות עצם, ראייה, שמיעה
במחקרים קודמים, אגב, צוין כי טיסות לחלל בדרך מיוחדת משפיעות על המוח, מה שהופך אותו יותר neuroplastic. על פי ניסוי שנערך באוניברסיטת מישיגן, כמות החומר האפור באסטרונאוטים ירדה בחלק מהתחומים, ואילו באזורים אחרים שהיו נחוצים יותר כרגע - לדוגמה, באזורים האחראים לתנועות הגפיים התחתונות - היא גדלה.
במקביל, צוות של מדענים מאוניברסיטת פלורידה גילה כי אסטרונאוטים היו בסיכון גבוה יותר לבעיות לב בעת נסיעה לירח: בהתבסס על נתונים שהתקבלו ממשתתפי אפולו בשנים 1961 עד 1972, הם מצאו שהקרינה הקוסמית גורמת חמש פעמים יותר נזק ללב וכלי האסטרונאוטים "הירחיים" בהשוואה לאסטרונאוטים שמעולם לא טסו לירח.
פינקי ומוח: עכברים בחלל
מצב הכבד מושפע לא רק על ידי אלכוהול ומזון שומני, אלא גם על ידי טיסות לחלל. מסקנה זו נעשתה בשנת 2011 על ידי חוקרים מאוניברסיטת קולורדו, ששלחה לראשונה את המכרסמים לחלל במשך כמעט שבועיים (או ליתר דיוק, שלושה עשר וחצי ימים), ואז בדקה כיצד השתנו האיברים שלהם לאחר המסע הבלתי שגרתי הזה. מניתוח הנתונים עולה כי הבעיות העיקריות היו קשורות לכבד: בעלי החיים מצאו סימנים ראשוניים של מחלת שומן לא אלכוהולית. זה די קשה לקבוע את הסיבה המדויקת בניסויים כאלה, אבל מדענים הציעו כי הטיסה מופעלת תהליכים המעוררים את התפתחות fibrosis (התפשטות של רקמת חיבור).
לגבי עכברי מעבדה - המסע שלהם לחלל עבור המדע המודרני הם בין החשובים ביותר. ניסויים על מכרסמים לא ניתן לשכפל בבני אדם מטעמים אתיים - אבל הם עוזרים להבין אם הגוף האנושי יכול להתמודד עם ההשפעות של קרינה קוסמית חזקה לאורך זמן שיכול לגרום מוטציות, למשל, המוביל גידולים ממאירים. לא רק עכברים בוגרים נשלחים ל- ISS, אלא גם עוברים עכבר קפואים. לאחר שחזרו לכדור הארץ, הם הציגו לתוך האורגניזמים של אמהות עכבר פונדקאי, בתנאים מסורתיים, צופים בצמיחה ופיתוח של עכברים.
באמצע השנה שעברה, מדענים מקליפורניה הודיעו על כוונתם לשלוח ארבעים עכברים ל- ISS בבת אחת כדי לבדוק חיסון חדש לאוסטיאופורוזיס. תרופה ניסיונית שפותחה על בסיס חלבון העצם NELL-1 צריכה להגן על רקמת העצם מפני אוסטאוקלסטים - התאים שמשמידים אותה. זה כבר זמן רב ידוע כי לאחר חמישים שנה, אנשים מאבדים בממוצע של 0.5% של רקמת העצם מדי שנה. עם זאת, בתנאים חסרי משקל, תהליך זה הואץ. אם הבדיקות מצליחות, החיסון יעזור הן לאסטרונאוטים שנאלצים לבלות חודשים במסלול והן ל"ארציים "המתמודדים עם נזק לעצמות.
מבשלת חלל
השפע של מחקרים על נושאים שנראים לא מדעיים במבט ראשון (למשל, מציאת הסיבה נשים לרחרח את החולצות של השותפים שלהם) עוזר להאמין כי המדע אינו בהכרח משעמם. זה נכון במיוחד כאשר המדענים צוות עם גסטרונומי - או, במקרה זה, חובבי אלכוהול. בשנת 2017, חברת הבישול הצ'כית Budweiser הודיעה כי היא תשלח בקרוב זרעי שעורה ל- ISS. למה? כדי להפוך את הראשון להתחיל לחלוט בירה ימין בחלל.
כמובן, מבשלות לא יכלו לעשות לבד בלבד. הם התאחדו עם המרכז לקידום מדעי החלל, מנהל המעבדה האמריקאית ב- ISS והחברה הפרטית Space Tango. 20 זרעי שעורה מתוכננים להישלח לתחנת החלל, אשר תשתתף בשני ניסויים לפחות: הראשון ילמד את התנהגות הזרעים בתנאים מיקרו-כבדים (כלומר, כוח הכבידה בתוך החללית, אשר קיים, אם כי חלש בהרבה מאשר על כדור הארץ) השני הוא גידול שעורה בחוסר משקל.
נכון, "בקרוב" במקרה של ניסויים בחלל הוא מושג רופף. עדיין לא ברור אם הרעיון של בעלי בודווייזר יתגשם. הבעיה היא שהזרעים היו אמורים להיות מועברים ל- ISS: רקטת ה- SpaceX CRS-13 עם אותם על הלוח היתה אמורה להתחיל ב -4 בדצמבר 2017, ואז ב -8 בדצמבר או 12, אבל ההשקה נדחתה כל הזמן. מידע על בעיה זו טרם דווח, כך בירה קוסמית לא סביר להתחיל לבשל השנה.
מזון לפי הכללים ובלי
דיאטה מלאה ומאוזנת היא אחת הבעיות החשובות ביותר לאסטרונאוטים במהלך טיסות ארוכות. כמובן, אתה יכול להסתמך על "צינורות" ידוע, אבל המדענים לא מוותרים מנסה לפתח משהו קרוב ככל האפשר על הדיאטה של כדור הארץ. על גבי ה- ISS הצלחנו לגדול רק חסה, אבל העבודה על יצירת תפריט מגוון יותר לא נעצרת לרגע.
לאחרונה, צוות מחקר בתחנת Neumayer הגרמנית III באנטרקטיקה, באמצעות הידרופוניקה, הצליח לגדל לא רק חסה, אלא גם צנוניות ומלפפונים ללא אור וקרקע. וגם אם אנטארקטיקה היא לא די מקום, התנאים האקלימיים הקשים מאפשרים לפתח טכנולוגיות לגידול ירקות (ובעתיד, פירות) שיהיו חלות על ה- ISS.
בכל הנוגע לבשר, בשר ממפיס השיג הצלחה מסוימת בכך: הוא "גדל" במעבדה של כדורעף, שבטעם לא נכנע למסורתי
באשר לבשר, הצלחה זו הושגה על ידי ממפיס בשרים, אשר "גדל" במעבדה כדור בשר, בטעם, בשום אופן לא נחות מסורתיים. נציגי החברה בטוחים כי הכנסת המוצרים שלהם בדיאטה בחלל עשויה להתרחש בחמש השנים הקרובות. מצד שני, במהלך הזמן הזה בחלל 10, במרכז החדשנות ובמעבדה המיוחדת של איקאה, הם יכולים להבין כיצד לשחזר את המזון המהיר שלהם בעתיד באפס הכבידה, כולל נקניקייה של ספיירולינה (אצה כחולה-ירוקה) וכדורי בשר תולעים, כך שממפיס בשרים לא שווה להירגע.
צוות של מדענים מאוניברסיטת פנסילבניה יכול גם להתחרות על הזכות להאכיל את האסטרונאוטים, הם הבינו איך להפוך פסולת למזון. בתהליך של עיבוד פסולת במערכת סגורה מיוחדת, הם הצליחו לקבל תרבות של Methylococcus capsulatus, 52% המורכבת חלבונים ו 36% שומן, אשר יכול להיות שימושי הן בטיסות ארוכות ועל ניסיונות עתידיים ליישב כוכבי לכת אחרים.
מוטציות קוסמיות והתנגדות ארצית
למה לשלוח מושבות סטפילוקוקוס מושבה ל- ISS? התשובה לשאלה לא נראית ברורה, אבל ראש Nanobiosym אניטה Goelle, שביקש נאס"א על זה, יודע בוודאות. "נוסעים" מסוכנים נכנסו לחלל ב -18 בפברואר 2017, ומטרת הקמפיין הייתה לחקור את מנגנוני המוטציות של חיידקים אלו, וכתוצאה מכך להשיג מידע שיסייע בפיתוח תרופות על כדור הארץ.
חשוב כי Staphylococcus aureus עמיד בפני אנטיביוטיקה רבים יכול לגרום אלח דם, דלקות דם ודלקת ריאות. במחקרים קודמים, פטריות גדלו מהר יותר תחת מיקרו כבידה, וגואה הציע שזה יכול לקרות עם חיידקים כי מוטציה מהר יותר. יש להניח כי מוטציות שעדיין איננו מוכרות, עשויות להופיע, וזה יאפשר לנו להתחיל לעבוד על תרופות מתאימות, כאשר הצורך בהן עדיין לא קם - נשמע לפחות מעודד.
מין והולדת ילדים על מאדים
אם ניקח את הדיבור על ההתנחלות של מאדים כמשהו ממשי, מתעוררת שאלה חשובה מאוד: מה לעשות עם הרבייה? חשוב מאוד לקחת בחשבון את ההשפעה על תאי נבט של קרינה סולארית, שהיא חזקה פי מאה בחלל מאשר על כדור הארץ. גורם חשוב נוסף הוא כוח הכבידה, אשר, כאמור בשנת 1988, יכול להאיץ את תנועת הזרע. עם זאת, לפני שלושים שנה, החוקרים לא יכלו לקבוע אם זה משפיע על תהליך ההפריה.
הכל השתנה בשנת 2017, כאשר מדענים יפנים שלחו דגימות זרע קפואות של עכברים שאוחסנו ב- ISS במשך תשעה חודשים לחלל. כאשר הוחזרו לקרקע, הופשרו, ולאחר מכן שימשו להפריה, התברר שהנזק, אם כי הוא היה, היה מינימלי. כתוצאה מכך הופיעו בבת אחת תשעה "עכברי חלל" - די נורמליים, ללא אנומליות בגנום או בהתפתחות, אשר בעצמם היו מסוגלים להפריה ונתנו צאצאים מלאים.
ניסוי זה מותר לומר כי היקום הוא מתאים למדי עבור סביבת ההפריה. דבר נוסף הוא כי עכברים נולדו על כדור הארץ, ו spermatozoa מאוחסנים על ISS עבור לא יותר מדי זמן - ואם התנאים האלה משתנים, שינוי הגנום עשוי להיות משמעותי יותר. לדברי החוקרים, הם מתכננים לבדוק את זה ברגע הזדמנות מציג את עצמו.
תמונות:נאס"א (1, 2, 3)
