Die SpaceX-Mission vom 18. Juli zur ISS wird einen DNA-Sequenzer enthalten

In einem sehr frühen Montagmorgen in Florida wird SpaceX sein Flaggschiff Dragon mit einer Falcon 9-Rakete zur Internationalen Raumstation ISS bringen und in seiner neunten ISS-Nachschubmission 2.200 Pfund Nachschub liefern. Die Fracht umfasst Besatzungsmaterialien, Werkzeuge und Gegenstände für die Besatzung, die für die 250 neuen und laufenden wissenschaftlichen Untersuchungen der Raumstation benötigt werden, sowie wesentliche Hardware, die die Funktionalität der Station verbessert.

Die wissenschaftlichen Instrumente dieser Mission sind dieses Mal besonders spannend. Bei einer Pressekonferenz am Mittwoch auf der Internationalen Raumfahrtstation F & E-Konferenz 2016 diskutierten NASA-Forscher und -Administratoren vier große wissenschaftliche und technologische Untersuchungen, die beginnen werden, nachdem die Dragon-Kapsel die erforderlichen Vorräte geliefert hat.

Entsprechend der zunehmenden biologischen Forschung auf der ISS wird die NASA das erste DNA-Sequenzierungs-Experiment im Weltraum durchführen. Sarah Wallace, Mikrobiologin von Johnson Space Center, und ihr Team schicken einen Prototyp-DNA-Sequenzer hoch, den sie als halb so groß wie ein Smartphone bezeichnet - "unglaublich klein", sagt sie. Das Gerät ist tatsächlich in der Lage, viel mehr als nur das Analysieren von DNA zu tun und kann auch RNA und Proteine ​​sequenzieren.

Der Sequenzer durchläuft DNA-Proben von drei verschiedenen Proben - einem Virus, einem Bakterium und einer Maus - und bietet hoffentlich einen Proof-of-Concept, dass die DNA-Sequenzierung in einer Umgebung der Schwerelosigkeit möglich ist.

Das ist ordentlich, aber ist es notwendig? Wenn du darüber nachdenkst, ja. Wenn wir mehr Wissenschaft im Weltraum und möglicherweise auf anderen Welten betreiben wollen, werden wir organische Moleküle, die wir sammeln, mit analytischen Methoden untersuchen lassen.

Die Zeit, ein solches Experiment durchzuführen, ist jetzt ideal, da Kate Rubins, eine Molekularbiologin von Beruf, derzeit in der Raumstation ist. "Wir sind so glücklich, Kate dort oben zu haben", sagte Wallace auf der Pressekonferenz. „Ihre Expertise war für uns von unschätzbarem Wert. Natürlich ist es unser Ziel, dass jedes Besatzungsmitglied dies betreiben kann. “

Ein DNA-Sequenzierer kann nicht nur der Wissenschaft nachgehen, sondern auch Auswirkungen auf die Krankheitsbekämpfung im Weltraum haben. "Im Moment haben wir keine Möglichkeit, Infektionskrankheiten auf der ISS zu diagnostizieren", sagte Wallace. Ein Genomics- und Proteomics-Sequenzer könnte dies ändern, falls ein Besatzungsmitglied an einer mysteriösen Infektion erkrankt.

Ein Knochenverlust-Experiment

Zwei andere Projekte beziehen sich direkt auf die Untersuchung der menschlichen Gesundheit, indem sie das Mikrogravitationsklima der Raumstation nutzen. Bruce Hammer vom Zentrum für Magnetresonanzforschung der Universität von Minnesota in Minneapolis möchte herausfinden, warum Astronauten im Weltraum einen Knochenschwund erleiden und mit welchen Mechanismen wir dies verhindern oder abschwächen können. Hammer und sein Team testen die Genauigkeit eines neuen Geräts, das Mikrogravitationsumgebungen für Zell- und Gewebekulturen durch Manipulation von Magnetfeldern simulieren kann. Das Ziel ist es, eine Mikrogravitationsumgebung auf der Erde zu emulieren, um die Wirkung auf Knochenzellen zu beobachten, und die Auswirkungen auf Zellkulturen vergleichen, die auf dieser Mission in den Weltraum geschickt werden. Es ist nicht nur ein Weg, um den Knochenverlust bei Astronauten zu untersuchen, sondern es ist auch nur die Bestätigung, dass ein Mikrogravitations-Simulator funktioniert - was einfach großartig ist.

Wie sich das Herz im Raum verändert

Das zweite Biologieprojekt beschäftigt sich mit der Beobachtung der Auswirkungen der Schwerelosigkeit auf das Herz. Wir wissen, dass das menschliche Herz strukturelle Veränderungen im Raum durchläuft - es wird kleiner und kehrt zu einer Kugelform zurück. Ein besonderes Rätsel ist, wie sich die Schwerelosigkeit auf die betroffenen Zellen auswirkt. Mit einer neuen Technik, die Blutzellen in Stammzellen und dann wieder in schlagende Herzzellen umwandelt ("Man kann sehen, wie sie sich mit dem bloßen Auge visuell zusammenziehen", sagt der Forscher der Stanford University, Arun Sharma, der an dieser Untersuchung beteiligt ist), senden die Forscher Herz Zellen und untersuchen, wie sich ihre Form und ihr Verhalten unter der Schwerelosigkeit verändern. Dies ist ein weiterer Fall, in dem sich Rubins auf der Raumstation als glücklicher Zufall erwiesen hat.

Technischer Betrieb

Die letzten beiden großen Projekte sind technischer Natur, aber nicht weniger wichtig, um die Zukunft der Raumfahrt und der Erkundung voranzubringen. Das erste, bescheidenere Projekt ist die Installation eines neuen internationalen Docking-Adapters für die ISS, der dem neuen International Docking Standard entspricht, der von allen ISS-Partnern übernommen wurde.

Der Standard "wird im gesamten Cis-Lunar-Raum verwendet", sagte ISS-Programmmanager Kirk Shireman. Es gibt bereits Pläne für Orion und andere Nutzlasten auf dem kommenden Space Launch System, um dieses Docking-System zu haben. SpaceX aktualisiert bereits sein Dragon-Raumfahrzeug, um IDS zu übernehmen, ebenso wie Boeing für sein CST-100-Strainer-Fahrzeug. Insgesamt wird die Einführung von IDS dazu beitragen, den Weltraum für internationale Agenturen und private Unternehmen auf der ganzen Welt zu rationalisieren und hoffentlich die Erkundung des Weltraums und das Reisen in ein weniger rigides, offeneres Klima zu treiben.

Die erste IDA sollte letztes Jahr zur ISS gehen, wurde jedoch durch den Misserfolg der SpaceX-Mission im Juni 2015 zerstört. Damit geraten die kommerziellen Flugpläne der NASA in eine Zwangslage, und Shireman und sein Team versuchen, aufzuholen. Er hofft, dass die zweite IDA bei der 16. Space-ISS-Frachtmission von SpaceX, die noch immer nicht geplant ist, endlich in die Luft geht.

Schließlich testet die NASA ein neues Wärmetauschergerät für Material mit Phasenwechsel. Das ist ein Schluck, aber hier ist das Skinny: Raumfahrzeuge verwenden normalerweise Radiatoren, um überschüssige Sonnenwärme abzuleiten und in kälteren Szenarien überschüssige Wärme zu absorbieren. Leider verbraucht dies endliche Ressourcen. Die NASA testet eine neue Technologie, die Temperaturen für ein Raumfahrzeug ohne Materialverbrauch aufrechterhalten kann. Die in sich geschlossene Vorrichtung kann im Wesentlichen während kalter Abschnitte einer Umlaufbahn einfrieren, um Wärmeenergie abzulassen, und während heißer Phasen schmelzen, um überschüssige Wärme zu absorbieren. Durch das Senden des Geräts an die ISS hofft die NASA zu überprüfen, dass sie in Umgebungen mit Schwerelosigkeit funktionieren kann.

Die SpaceX-Mission zur ISS beginnt am Montag um 12:45 Uhr Eastern Time mit dem Start der Falcon 9-Rakete von der Cape Canaveral Air Force Station in Florida. Sie können den Start live unter spacex.com/webcast verfolgen.