對皮膚老化和腫瘤細胞的科學(xué)調(diào)查，以及對氧氣生產(chǎn)、電池和植物種植技術(shù)的測試，都將在諾斯羅普·格魯曼公司第17次前往國際空間站的商業(yè)再補給服務(wù)任務(wù)中進行。天鵝座飛船計劃不早于2022年2月19日從弗吉尼亞州沃勒普斯島的美國宇航局沃勒普斯飛行設(shè)施升空。
以下是關(guān)于這次任務(wù)中前往空間站的一些科學(xué)調(diào)查的細節(jié)。
皮膚組織的惡化是衰老的一個正常部分，發(fā)生在幾十年后。微重力導(dǎo)致的身體變化與衰老相似，但在太空中發(fā)生的速度要比在地球上更快，在太空中更容易研究。高露潔皮膚老化實驗評估了微重力條件下工程人類皮膚細胞的細胞和分子變化。與衰老有關(guān)的皮膚變化不僅僅是外觀上的。作為人體最大的器官，皮膚執(zhí)行多種功能，包括保護免受感染、調(diào)節(jié)體溫和感覺輸入。因此，皮膚功能或結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的喪失可能是其他健康問題的一個潛在來源。這項實驗的結(jié)果可以表明，這些工程細胞可以作為一個模型，快速評估旨在保護地球上的皮膚免受老化過程影響的產(chǎn)品。
測試腫瘤藥物
MicroQuin 3D Tumor研究了一種藥物在太空中對乳腺癌和前列腺癌細胞的影響。在微重力下，這些細胞可以在一個更自然的三維模型中生長，這使得它們的結(jié)構(gòu)、基因表達、細胞信號傳導(dǎo)和對藥物的反應(yīng)更容易被描述。結(jié)果可以為藥物所針對的細胞蛋白提供新的見解，并幫助推進其他針對癌細胞的藥物的開發(fā)。
“我們在空間站上的三維腫瘤建模調(diào)查提供了一個驚人的機會，可以更自然地研究癌癥，讓我們更好地評估藥物滲透、腫瘤反應(yīng)、細胞間信號傳導(dǎo)、疾病進展，甚至是抗藥性如何出現(xiàn)，”MicroQuin首席研究員Scott Robinson說?！鞍┘毎麩o視停止生長、停止分裂、甚至死亡的信號。在微重力環(huán)境下，這些信號發(fā)生了很大的變化，可能有利于或阻礙癌癥生長。知道哪些信號通路受到影響以及如何影響，使我們能夠?qū)⒀芯抗ぷ骷性诖_定新的治療干預(yù)措施上，這些干預(yù)措施更有效，毒性更小，對病人的治療效果更好?！?/p>
改進氫氣傳感器
OGA H2傳感器演示測試了用于空間站氧氣生成系統(tǒng)（OGS）的新傳感器。OGS通過電解產(chǎn)生可呼吸的氧氣，或?qū)⑺蛛x成氫氣和氧氣。氫氣要么被排放到空間站外，要么被送到一個后處理系統(tǒng)，在那里與廢棄的二氧化碳重新結(jié)合，形成水。目前的傳感器確保沒有氫氣進入機艙內(nèi)的氧氣流，但對濕度、氮氣、校準(zhǔn)漂移和其他可能導(dǎo)致問題的問題很敏感。因此，它們必須在每使用201天后被換掉。
這項技術(shù)可以為每201天更換一次不切實際的情況提供更耐用的傳感器，減少長期太空任務(wù)（如前往月球或火星）所需的備件數(shù)量。改進的監(jiān)測氧氣生成系統(tǒng)的技術(shù)也有可能應(yīng)用于地球上的封閉環(huán)境，如水下設(shè)施和那些偏遠和危險的地方。
更好的電池。
來自日本宇宙航空研究開發(fā)機構(gòu)（JAXA）的一項調(diào)查，Space As-Lib展示了一種能夠在極端溫度和真空環(huán)境下安全、穩(wěn)定運行的鋰離子二次電池的操作。該電池使用固體、無機和阻燃材料，使其更安全、更可靠。結(jié)果可以證明該電池的性能在太空和其他行星環(huán)境中的各種潛在用途。固態(tài)電池在惡劣的環(huán)境中以及在地球上的汽車和航空航天工業(yè)中也有潛在的應(yīng)用。
太空中的植物。
目前在太空中種植植物的系統(tǒng)使用土壤或生長介質(zhì)。這些系統(tǒng)很小，由于質(zhì)量和密封性、維護和衛(wèi)生問題，在太空環(huán)境中不能很好地擴展。XROOTS測試使用水培（以水為基礎(chǔ)）和氣培（以空氣為基礎(chǔ)）技術(shù)代替，這可以減少整個系統(tǒng)的質(zhì)量。該調(diào)查拍攝了根部區(qū)域和作物的視頻和靜態(tài)圖像，以評估植物生命周期從種子發(fā)芽到成熟的多個獨立生長室的情況。
“該調(diào)查結(jié)合了獨特的根部模塊，旨在為植物提供營養(yǎng)液的輸送和回收，因此它們可以在沒有任何土壤介質(zhì)的額外質(zhì)量的情況下生長，” Sierra Nevada公司的主要調(diào)查員John Wetzel解釋道?！斑@種方法對于未來大規(guī)模的太空植物生長系統(tǒng)來說，質(zhì)量效率要高得多?！?/p>
研究結(jié)果可以為開發(fā)更大規(guī)模的系統(tǒng)提供啟示，以便為未來的太空探索和居住地種植糧食作物。為這項調(diào)查而開發(fā)的系統(tǒng)的組成部分也可以加強陸地環(huán)境中的植物栽培，如溫室，并為地球上的人們提供更好的食品安全。
固體燃料點燃和熄滅（SoFIE）設(shè)施能夠研究材料的可燃性和現(xiàn)實大氣條件下的火災(zāi)點燃。它使用燃燒集成架（CIR），可以在不同的氧氣濃度和壓力下進行測試，代表了當(dāng)前和計劃中的太空探索任務(wù)。在地球上，重力會影響火焰；但在空間站的微重力條件下，火的作用是不同的，并可能以意想不到的方式表現(xiàn)。一些證據(jù)表明，火災(zāi)在減少的重力下可能更加危險，這是未來太空任務(wù)的一個安全問題。
研究結(jié)果可能會提高對火災(zāi)在減少的重力下如何開始和發(fā)展的理解，有助于驗證測試方法和預(yù)測航天材料和模型的可燃性的模型。這種洞察力可以通過改進艙外活動服的設(shè)計，為選擇更安全的艙內(nèi)材料提供信息，并幫助確定抑制空間火災(zāi)的最佳技術(shù)，從而確保乘員的安全。項目數(shù)據(jù)還可以提供對消防安全的更好理解，并改進測試家庭、辦公室、飛機和地球上其他用途材料的方法。
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