Uzay Bilimleri: Neden Fare, Bira ve Spermatozoa Yörüngeye Gönderildi?
12 Nisan 1961 Yuri Gagarin Tarihte uzaya uçan ilk kişi oldu. Birkaç on yıl sonra, bu inanılmaz şey neredeyse önemsiz hale geldi - dünya uzay turizmi hakkında konuşmaya başladı. Doğru, sorunsuz bir şekilde başlamadı: 1986 yılında, ilk uzay turisti, Challenger mekiğinin başlamasından 73 saniye sonra ölen Amerikalı bir öğretmen olan Christa McAuliffe oldu ve ABD, profesyonel olmayanlar için uzaya uçuş yasağını yasaklayan bir yasa çıkardı. Ancak dünya değişiyordu ve yolcuların güvenliğini sağlama yolları iyileştirildi.
İş adamı Dennis Tito, Kanonik kurucu Mark Shuttleworth, Sensörler Sınırsız kurucu Gregory Olsen, Prodea Systems kurucusu Anoushe Ansari, uzaylı turistler arasında ilk kadın olan, Intentional Software Corporation başkanı Charles Simony (ve iki kez), bilgisayar oyunu geliştiricisi Richard Garry, ISS'yi ziyaret etmeyi başardı Cirque du Soleil İcra Kurulu Başkanı Guy Laliberte. Ve Ilona Maskesinin gemide kukla olan bir Tesla otomobilini piyasaya sürmesi etkilenemez - özellikle de multimedya sistemindeki “Panik Yapma” mesajı biçimindeki “Galaksinin Otostopçu Rehberi” romanlarına ironik atıfta bulunarak.
Ancak tüm bunlar, insanlığın kozmosa boyun eğdirdiği anlamına gelmez. Mars'ın kolonizasyonu için planlar gibi hala birçok görevimiz var. Ve şimdi, bilim adamları mekanı kendi amaçları için kullanma fırsatını kaçırmıyorlar. Uluslararası Uzay İstasyonu, eşsiz deneyler yapabileceğiniz yörüngede bir laboratuvardır. Bu potansiyel olarak hem astronotlar hem de Mars’ın gelecekteki sakinleri için faydalı olabileceği gibi, uçuşunun herkesin düşündüğünden iki kat daha tehlikeli. Ancak şu ana kadar tıbbi keşifler de dahil olmak üzere en azından bilimsel veriler elde edilmesine izin veriyor.
İkiz astronotlar ve genom değişimi
Scott ve Mark Kelly, dünyadaki tek özdeş kozmonotlardır (özdeş ikizler). En azından, Scott neredeyse bir yıl ağırlıksızlık koşullarında geçirene kadardı. Genellikle, astronotlar ISS'de altı aydan fazla süreyle "yaşar", ancak Scott Kelly kasıtlı olarak daha uzun süre istasyona gönderildi - böylece vücudundaki değişiklikler daha belirgin olacaktı. Döndükten sonra, araştırmacılar performansını kardeşi ile karşılaştırdılar: Scott'un yüksekliğinin neredeyse beş santimetre yükseldiği ortaya çıktı. Ek olarak, vücut ağırlığı azalmış, bağırsaktaki mikrobiyom (bir dizi mikroorganizma) neredeyse tamamen değişmiştir ve ön analize göre genom bazı değişiklikler geçirmiştir.
Bütün bunlar, NASA uzmanlarının, Scott Kelly'nin vücudunda harekete geçen uzay ortamının, bağışıklığı, kemik dokusunun özelliklerini, görme yeteneğini, işitmeyi ve diğer bazı göstergeleri etkileyen bir grup "kozmik" gen olduğunu belirtti. Bir süre sonra değişikliklerin çoğunun (örneğin büyüme), başlangıç noktasına geri dönmesine rağmen, genlerin yaklaşık% 7'si yeni durumda sabitlendi. Bilim adamları, olup bitenlerin nedeninin "kozmik stres" te aranması gerektiğine inanıyor - atipik bir çevrenin vücuda etkisi, vücudun buna göre bir tehdit olarak algıladığı.
Scott Kelly vücutta aktif bağışıklık sistemi, bağışıklık, kemik dokusu, görme, işitme özelliklerini etkileyen bir grup "kozmik" genler.
Bu arada, önceki çalışmalarda, uzaya özel uçuşlarla yapılan uçuşların beynini etkilediği ve onu daha nöroplastik hale getirdiği belirtildi. Michigan Üniversitesi'nde yapılan bir deneye göre, bazı bölgelerde astronotlardaki gri madde miktarı azalırken, şu anda daha fazla ihtiyaç duyulan diğerlerinde - örneğin, alt ekstremite hareketinden sorumlu bölgelerde - arttı.
Aynı zamanda, Florida Üniversitesi'nden bir bilim adamı ekibi, astronotların Ay'a yolculuk yaparken daha yüksek kalp problemleri riskine sahip olduğunu keşfetti: 1961'den 1972'ye kadar Apollo katılımcılarından elde edilen verilere dayanarak kozmik radyasyonun "Ay" astronotlarının kalbine ve damarlarına, asla aya uçmayan astronotlara kıyasla beş kat daha fazla zarar veriyor.
Pinky ve Brain: Uzayda fareler
Karaciğerin durumu yalnızca alkollü ve yağlı yiyeceklerden değil, aynı zamanda uzaya yapılan uçuşlardan da olumsuz etkilenir. Bu sonuç, 2011 yılında Colorado Üniversitesi'nden araştırmacılar tarafından, ilk olarak kemirgenleri neredeyse iki haftalığına (veya daha kesin olarak, on üç buçuk gün) uzaya gönderen ve daha sonra bu olağandışı yolculuktan sonra organlarının nasıl değiştiğini inceleyen araştırmacılar tarafından yapıldı. Verilerin analizi ana sorunların karaciğer ile ilişkili olduğunu göstermiştir: Hayvanlar, alkolsüz yağ hastalığının ilk belirtilerini bulmuşlardır. Bu tür deneylerde kesin sebebi belirlemek oldukça güç olmakla birlikte, bilim adamları uçuşun fibrozisin gelişmesine neden olan süreçleri tetiklediğini öne sürdüler (bağ dokusunun çoğalması).
Laboratuar fareleriyle ilgili olarak - modern bilim için uzaya yolculukları en önemlileri arasındadır. Kemirgenler üzerindeki deneyler etik nedenlerden dolayı insanlarda çoğaltılamaz - ancak insan vücudunun, örneğin habis tümörlere yol açan mutasyonlara neden olabilecek uzun süreli güçlü kozmik radyasyonun etkileriyle başa çıkıp çıkamayacağını anlamaya yardımcı olurlar. ISS'ye yalnızca yetişkin fareler değil, aynı zamanda dondurulmuş fare embriyoları da gönderilir. Dünya'ya döndükten sonra, taşıyıcı taşıyıcı annelerin organizmalarına girerler ve geleneksel koşullar altında, farelerin büyümesini ve gelişmesini izlerler.
Geçen yılın ortasında, Kaliforniyalı bilim adamları yeni bir osteoporoz aşısını test etmek için bir kerede ISS'ye kırk fare gönderme niyetlerini açıkladılar. Kemik proteini NELL-1 temel alınarak geliştirilen deneysel bir ilaç kemik dokusunu osteoklastlardan, yani onu yok eden hücrelerden korumalıdır. Elli yıl sonra insanların her yıl ortalama% 0.5 kemik dokusunu kaybettiği uzun zamandır bilinmektedir. Bununla birlikte, ağırlıksız koşullar altında bu işlem hızlandırılır. Testler başarılı olursa aşı hem aylarca yörüngede geçirmek zorunda kalan astronotlara hem de kemik hasarı ile karşılaşan “topraklara” yardımcı olacaktır.
Uzay Birahanesi
İlk bakışta bilimsel olmayan konular üzerine araştırmaların bolluğu (örneğin kadınların eşlerinin gömleklerini koklama nedenini bulmak) bilimin mutlaka sıkıcı olmadığına inanmaya yardımcı olur. Bu, özellikle bilim insanları gastronomik - veya bu durumda alkolik - meraklılar ile bir araya geldiklerinde geçerlidir. 2017 yılında, Çek bira üreticisi Budweiser, yakında ISS'ye arpa tohumu göndereceğini açıkladı. Neden? Uzayda bira üretmeye başlayan ilk kişi olmak.
Tabii ki, bira üreticileri kendi başlarına yapamazlardı. ISS Amerikan laboratuarının yöneticisi ve özel uzay şirketi Tango ile Uzay Biliminin Gelişim Merkezi ile güçlerini birleştirdiler. Yirmi arpa tohumunun en az iki deneyde yer alacak olan uzay istasyonuna gönderilmesi planlanmaktadır: Birincisi, tohumların mikro-yerçekimi koşullarında (yani, Dünya'dan çok daha zayıf olmasına rağmen mevcut olan uzay aracı içindeki yerçekimi) davranışını inceleyecektir. ikincisi ise ağırlıksız arpa büyümesidir.
Doğru, "yakında" uzay deneyleri durumunda gevşek bir kavramdır. Budweiser sahiplerinin fikrinin gerçekleşip gerçekleşmediği henüz belli değil. Sorun, tohumların daha önce ISS'ye teslim edilmiş olması gerektiğidir: Onlarla gemide bulunan SpaceX CRS-13 roketi 4 Aralık 2017'de, daha sonra 8 veya 12 Aralık'ta başlaması planlanmıştı, ancak lansman her zaman ertelendi. Bu konudaki bilgiler henüz bildirilmemiştir, bu nedenle kozmik biranın bu yıl yemek pişirmeye başlaması pek mümkün değildir.
Kurallara göre ve olmadan yemek
Tam ve dengeli bir diyet, uzun uçuşlarda astronotlar için en önemli sorunlardan biridir. Tabii ki, iyi bilinen "tüplere" güvenebilirsiniz, ancak bilim adamları dünyanın diyetine mümkün olduğu kadar yakın bir şey geliştirmeye çalışmaktan vazgeçmiyorlar. ISS'de sadece marul yetiştirmeyi başardık, ancak daha farklı bir menü oluşturma çalışmaları bir dakika boyunca bitmiyor.
Son zamanlarda, Antarktika'daki Alman Neumayer Station III'te hidroponik kullanan bir araştırma ekibi, sadece marul değil, aynı zamanda hafif ve topraksız turp ve salatalık yetiştirmeyi de başardı. Ve Antarktika çok fazla alan olmasa bile, sert iklim koşulları, ISS'ye uygulanacak sebze yetiştirme teknolojileri (ve gelecekte meyve) için çalışmayı mümkün kılar.
Et konusunda, Memphis Meats bu konuda bir miktar başarı elde etti, köfte laboratuvarında tadı geleneksel olanlara vermeyen “büyüdü”
Et konusunda bu konuda bir miktar başarı elde edildi, köfte laboratuvarında "yetişen" Memphis Meats, tadı da, geleneksel olanlara göre daha düşük bir oranda. Şirketin temsilcileri, ürünlerinin alan diyetine girmesinin önümüzdeki beş yıl içinde gerçekleşebileceğinden eminler. Öte yandan, bu süre zarfında, inovasyon merkezi ve IKEA özel laboratuarı Space10'da, spirulina (mavi-yeşil algler) ve solucan köfteleri de dahil olmak üzere, sosisli köfteler de dahil olmak üzere sıfır yerçekimindeki hızlı yiyeceklerini nasıl yeniden yaratabileceklerini anlayabilirler. rahatlamak için.
Pennsylvania Üniversitesi'nden bir bilim adamı takımı da astronotları besleme hakkı için yarışabilir ve atıkları yiyeceğe nasıl dönüştüreceklerini çözdüler. Özel bir kapalı sistemde atıkların işlenmesi sürecinde, hem uzun uçuşlarda hem de gelecekteki diğer gezegenlerde kolonileştirme girişimlerinde yararlı olabilecek% 52 protein ve% 36 yağdan oluşan bir Methylococcus capsulatus kültürü elde etmeyi başardılar.
Kozmik mutasyonlar ve karasal direnç
ISS'ye neden koloni stafilokok kolonileri gönderilir? Sorunun cevabı açık görünmüyor, ancak NASA'ya sorulan Nanobiosym başkanı Anita Goelle'nin kesin olduğunu biliyor. Tehlikeli "yolcular" 18 Şubat 2017'de uzaya çıktı ve kampanyanın amacı, bu bakterilerin mutasyon mekanizmalarını incelemek ve bunun sonucunda Dünya'daki ilaçların geliştirilmesine yardımcı olacak bilgileri elde etmektir.
Staphylococcus aureus'un birçok antibiyotiğe dirençli olması ve sepsise, kan enfeksiyonlarına ve zatürreye neden olabilmesi önemlidir. Önceki çalışmalarda, mantarlar mikro yerçekimi altında daha hızlı büyüdü ve Goelle bunun daha hızlı mutasyon yapan bakterilerle olabileceğini öne sürdü. Henüz aşina olmadığımız mutasyonların ortaya çıkabileceği varsayılmaktadır ve bu, onlara ihtiyaç duyulmamış olsa da, uygun ilaçlar üzerinde çalışmaya başlamamıza izin verecektir - en azından cesaret verici geliyor.
Mars'ta çocukların cinsiyeti ve doğum
Mars'ın kolonizasyonu hakkında gerçek bir şey olarak konuşursak, çok önemli bir soru ortaya çıkıyor: Üreme ile ne yapmalı? Uzayda Dünya'dan yüzlerce daha güçlü olan güneş ışınımının germ hücreleri üzerindeki etkiyi dikkate almak çok önemlidir. Diğer bir önemli faktör 1988'de belirtildiği gibi sperm hareketini hızlandırabilen mikro gravitedir. Ancak, otuz yıl önce araştırmacılar bunun döllenme sürecini etkileyip etkilemediğini tespit edemedi.
Japon bilim adamları, ISS'de dokuz ay boyunca depolanan donmuş sperm fare örneklerini gönderdiklerinde, 2017'de her şey değişti. Toprağa döndüklerinde, buzları çözüldükten ve gübreleme için kullanıldığında, hasarın asgari düzeyde olduğu ortaya çıktı. Sonuç olarak, dokuz "uzay" faresi bir kerede ortaya çıktı - oldukça normaldi, genom veya gelişimde anormallikler olmadan, kendilerini dölleme yeteneğine sahip olan ve tam teşekküllü yavrular verdiler.
Bu deney kozmosun döllenme ortamı için oldukça uygun olduğunu söylemeye izin verdi. Başka bir şey de, farelerin Dünya'da doğmuş olması ve spermatozoanın ISS'de çok uzun süre depolanmadığıdır - ve eğer bu koşullar değişirse, genom modifikasyonu daha belirgin hale gelebilir. Araştırmacılara göre, fırsat ortaya çıkar çıkmaz bunu kontrol etmeyi planlıyorlar.
resimler:NASA (1, 2, 3)
