De 22e SpaceX-vrachtbevoorradingsmissie met wetenschappelijk onderzoek en technologische demonstraties wordt niet eerder dan 3 juni naar het internationale ruimtestation ISS gelanceerd vanuit het Kennedy Space Center van NASA in Florida. Experimenten aan boord omvatten onder meer onderzoeken hoe waterberen ruimte verdragen, of microzwaartekracht invloed heeft op symbiotische relaties, analyse van de vorming van nierstenen, en meer.

Hoogtepunten van de ladingen op deze bevoorradingsmissie zijn onder meer:

Waterberen nemen de ruimte in

Tardigrades, bekend als waterberen vanwege hun verschijning onder een microscoop en gemeenschappelijke habitat in water, zijn kleine wezens die extremere omgevingen tolereren dan de meeste levensvormen kunnen. Dat maakt ze tot een modelorganisme voor het bestuderen van biologische overleving onder extreme omstandigheden op aarde en in de ruimte. In aanvulling, onderzoekers hebben het genoom van de tardigrade Hypsibius exemplaris gesequenced en methoden ontwikkeld om te meten hoe verschillende omgevingscondities de genexpressie van tardigrade beïnvloeden. Cell Science-04 karakteriseert de moleculaire biologie van de kortetermijn- en multigenerationele overleving van waterberen, het identificeren van de genen die betrokken zijn bij aanpassing en overleving in omgevingen met veel stress.

De resultaten zouden het begrip van de stressfactoren die mensen in de ruimte beïnvloeden kunnen vergroten en de ontwikkeling van tegenmaatregelen kunnen ondersteunen. "Ruimtevlucht kan een zeer uitdagende omgeving zijn voor organismen, inclusief mensen, die zijn geëvolueerd naar de omstandigheden op aarde, ", zegt hoofdonderzoeker Thomas Boothby. "Een van de dingen die we heel graag willen doen, is begrijpen hoe tardigrades overleven en zich voortplanten in deze omgevingen en of we iets kunnen leren over de trucjes die ze gebruiken en ze kunnen aanpassen om astronauten te beschermen."

Symbiotische inktvis en microben in microzwaartekracht

UMAMI onderzoekt de effecten van ruimtevluchten op de moleculaire en chemische interacties tussen nuttige microben en hun dierlijke gastheren. Microben spelen een belangrijke rol bij de normale ontwikkeling van dierlijk weefsel en bij het in stand houden van de menselijke gezondheid. "Dieren, inclusief mensen, vertrouwen op onze microben om een ​​gezond spijsverterings- en immuunsysteem te behouden, " zegt UMAMI-hoofdonderzoeker Jamie Foster. "We begrijpen niet volledig hoe ruimtevluchten deze gunstige interacties veranderen. Het UMAMI-experiment gebruikt een glow-in-the-dark bobtail-inktvis om deze belangrijke problemen in de diergezondheid aan te pakken."

De bobtail-inktvis, Euprymna-scolopes, is een diermodel dat wordt gebruikt om symbiotische relaties tussen twee soorten te bestuderen. Dit onderzoek helpt bepalen of ruimtevlucht de wederzijds voordelige relatie verandert, die de ontwikkeling van beschermende maatregelen en mitigatie zouden kunnen ondersteunen om de gezondheid van astronauten tijdens langdurige ruimtemissies te behouden. Het werk zou ook kunnen leiden tot een beter begrip van de complexe interacties tussen dieren en nuttige microben, inclusief nieuwe en nieuwe routes die microben gebruiken om te communiceren met dierlijke weefsels. Dergelijke kennis kan helpen bij het identificeren van manieren om deze relaties te beschermen en te verbeteren voor een betere menselijke gezondheid en welzijn op aarde.

Echo ter plaatse

Butterfly IQ Ultrasound demonstreert het gebruik van een draagbare echografie in combinatie met een mobiel computerapparaat in microzwaartekracht. Het onderzoek verzamelt feedback van de bemanning over het gebruiksgemak en de kwaliteit van de ultrasone beelden, inclusief beeldacquisitie, Scherm, en opslag.

"Dit soort commerciële kant-en-klare technologie zou belangrijke medische mogelijkheden kunnen bieden voor toekomstige verkenningsmissies buiten een lage baan om de aarde, waar directe grondondersteuning niet beschikbaar is, " zegt Kadambari Suri, integratiemanager voor de Butterfly iQ-technologiedemonstratie "Het onderzoek onderzoekt ook hoe effectief just-in-time instructies zijn voor autonoom gebruik van het apparaat door de bemanning." De technologie heeft ook potentiële toepassingen voor medische zorg in afgelegen en geïsoleerde omgevingen op aarde.

Betere robotbestuurders ontwikkelen

piloot, een onderzoek van de ESA (European Space Agency) en het Centre National d'Etudes Spatiales (CNES), test de effectiviteit van de bediening op afstand van robotarmen en ruimtevoertuigen met behulp van virtual reality en interfaces op basis van haptiek, of gesimuleerde aanraking en beweging. Het testen van de ergonomie voor het besturen van robotarmen en ruimtevaartuigen moet worden uitgevoerd in microzwaartekracht, omdat ontwerpen van op aarde gebaseerde tests ergonomische principes zouden gebruiken die niet passen bij de omstandigheden die worden ervaren op een ruimtevaartuig in een baan om de aarde. Pilote vergelijkt bestaande en nieuwe technologieën, waaronder die welke recentelijk zijn ontwikkeld voor teleoperaties en andere die werden gebruikt om de ruimtevaartuigen Canadarm2 en Sojoez te besturen. Het onderzoek vergelijkt ook de prestaties van astronauten op de grond en tijdens langdurige ruimtemissies. Resultaten kunnen helpen bij het optimaliseren van de ergonomie van werkstations op het ruimtestation en toekomstige ruimtevoertuigen voor missies naar de maan en Mars.

Bescherming van de nieren in de ruimte en op aarde

Sommige bemanningsleden vertonen tijdens de vlucht een verhoogde gevoeligheid voor nierstenen, die hun gezondheid en het succes van de missie kunnen beïnvloeden. Het Niercellen-02-onderzoek gebruikt een 3D-niercelmodel (of weefselchip) om de effecten van microzwaartekracht op de vorming van microkristallen die tot nierstenen kunnen leiden, te bestuderen. Het maakt deel uit van het Tissue Chips in Space-initiatief, een samenwerking tussen het ISS U.S. National Laboratory en het National Institutes of Health's National Center for Advancing Translational Sciences (NCATS) om de effecten van microzwaartekracht op de menselijke gezondheid te analyseren en te vertalen naar verbeteringen op aarde. Dit onderzoek zou kritieke paden van de ontwikkeling en progressie van nierziekten kunnen onthullen, mogelijk leidend tot therapieën om nierstenen te behandelen en te voorkomen voor astronauten en voor de 1 op de 10 mensen op aarde die ze ontwikkelen.

"Met dit onderzoek we hopen biomarkers of 'handtekeningen' te identificeren van cellulaire veranderingen die optreden tijdens de vorming van nierstenen, " zegt hoofdonderzoeker Ed Kelly. "Dit kan leiden tot nieuwe therapeutische interventies. De reden voor het uitvoeren van deze studie op het ruimtestation is dat de microkristallen zich gedragen op een manier zoals wat er in onze eigen nieren gebeurt, wat betekent dat ze blijven hangen in de nierchipbuisjes en niet naar de bodem zinken, zoals ze doen in laboratoria op aarde."

Sterker katoen produceren

Katoenplanten die een bepaald gen tot overexpressie brengen, vertonen een verhoogde weerstand tegen stressoren, zoals droogte, en onder bepaalde stressomstandigheden 20% meer katoenvezel opleveren dan planten zonder die eigenschap. Deze stressbestendigheid is voorlopig gekoppeld aan het hebben van een verbeterd wortelstelsel dat een groter volume grond kan aanboren voor water en voedingsstoffen. Targeting Improved Cotton Through On-orbit Cultivation (TICTOC) bestudeert hoe de structuur van het wortelstelsel de veerkracht van planten beïnvloedt, efficiëntie van het watergebruik, en koolstofvastlegging tijdens de kritieke fase van de vestiging van zaailingen. Wortelgroeipatronen zijn afhankelijk van de zwaartekracht, en TICTOC zou kunnen helpen bepalen welke omgevingsfactoren en genen de wortelontwikkeling regelen in afwezigheid van zwaartekracht.

Katoen wordt gebruikt in een verscheidenheid aan consumentenproducten, van kleding tot beddengoed en koffiefilters, maar de effecten van de productie omvatten aanzienlijk watergebruik en intensief gebruik van landbouwchemicaliën. "We hopen kenmerken van wortelstelselvorming te onthullen waarop kwekers en wetenschappers zich kunnen richten om kenmerken zoals droogteresistentie of opname van voedingsstoffen te verbeteren, beide sleutelfactoren in de milieueffecten van de moderne landbouw, ", zegt hoofdonderzoeker Simon Gilroy. Een beter begrip van katoenwortelsystemen en bijbehorende genexpressie kan de ontwikkeling van robuustere katoenplanten mogelijk maken en het gebruik van water en pesticiden verminderen.

Bonuskracht

Nieuwe zonnepanelen gaan naar het station om de beschikbare energie voor onderzoek en andere activiteiten aan boord te vergroten. De ISS Roll-out Solar Array (iROSA) bestaat uit compacte panelen, gebaseerd op technologie die eerder op het station is gedemonstreerd, die openrollen als het uitrollen van een lang kleed. De bemanning van Expeditie 65 begint deze zomer met de voorbereidingen om de bestaande stijve panelen van het station aan te vullen met het eerste paar van zes nieuwe arrays.