Astronauten trokken handschoenen aan op het internationale ruimtestation om twee Europese experimenten met metalen en schuim te starten, terwijl ze ruimtepakken voorbereiden voor toekomstig werk buitenshuis in de ruimte.

De nieuwe bemanning, NASA's Chris Cassidy en Roscosmos' Anatoly Ivanishin en Ivan Vagner, heeft drie volle weken van hun 195-daagse missie voltooid. Ze hebben meer ruimte voor zichzelf dan de typische bemanning van zes, maar niet veel tijd over.

Nieuwe metallurgie

De meeste metalen die tegenwoordig worden gebruikt, zijn mengsels - legeringen - van verschillende metalen, eigenschappen combineren om nieuwe materialen te maken. Legeringen zijn nu overal, van je smartphone tot vliegtuig.

Wetenschappers willen hun begrip van smelt-stollingsprocessen in legeringen verbeteren, en ze nemen organische verbindingen mee naar het ruimtestation als analogen om mee te experimenteren. Dankzij microzwaartekracht kon het Transparent Alloys-experiment hun vorming observeren, onaangetast door convectie, met een microscopische resolutie.

Voordat de nieuwe bemanning arriveerde, voormalig inwoner Andrew Morgan behandelde de monsters met behulp van de European Microgravity Science Glovebox, een apparaat waarmee ze experimenten kunnen uitvoeren in een afgesloten en gecontroleerde omgeving, geïsoleerd van de rest van het internationale ruimtestation.

Ook het gedrag van schuimen stond in de schijnwerpers. Het Foam-Coarsening-experiment startte de wetenschappelijke campagne om beter te begrijpen hoe bellen evolueren in microzwaartekracht. In de ruimte, schuimen zijn vrij stabiel omdat er geen drainage is in gewichtloosheid. Hierdoor kunnen wetenschappers de langzamere verschijnselen bestuderen van een zeepbel die groter wordt en barst.

Drie monstercellen gevuld met vloeistof werden opgeslagen in het Fluid Science Laboratory in de Europese Columbus-module. Na wat schudden door zuigers in de cellen, laseroptica en camera's met hoge resolutie konden de geboorte-evolutie van het schuim vastleggen.

De resultaten van dit onderzoek gelden niet alleen voor het schuim in je ochtendcappuccino. Schuimen worden gebruikt in een breed scala van gebieden, van voedsel tot reinigings- en afdichtingsproducten, en zelfs constructie.

Botten en spieren

Astronauten in de ruimte verliezen gemiddeld 1% botdichtheid per maand als gevolg van gewichtloosheid. Bestuderen van wat er gebeurt tijdens een lang verblijf in de ruimte biedt een goed inzicht in osteoporose.

Kosmonauten Anatoly Ivanishin en Ivan Vagner voerden hun eerste sessies van het Europese experiment EDOS-2 uit om wetenschappers te helpen de effecten van ruimtevluchten op botten te begrijpen, en hoe het herstelt na terugkeer naar de aarde.

Een beter begrip van botverlies en het herstel ervan is niet alleen cruciaal voor astronauten, maar ook voor patiënten die lijden aan botziekten of fracturen tijdens veroudering en immobilisatie op onze planeet.

NASA-astronaut Chris Cassidy voerde zijn eerste sessie in de ruimte uit van het Myotones-experiment dat zijn spierspanning bewaakt, stijfheid en elasticiteit. Een niet-invasief apparaat heeft zijn rug gemeten, schouders, armen en benen - gebieden waarvan bekend is dat ze worden aangetast door atrofie tijdens langdurige perioden van inactiviteit.

De resultaten worden vergeleken met metingen voor en na zijn ruimtevlucht. Chris is een van de 12 astronauten die deelneemt aan dit experiment dat het leven van veel mensen met gespannen spieren zou kunnen verbeteren met nieuwe strategieën voor revalidatiebehandelingen.