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美國宇航局計劃執(zhí)行CRS-21發(fā)射任務(wù) 由SpaceX公司發(fā)送發(fā)送科研物資

目前,美國宇航局計劃北京時間12月7日凌晨0點17分(美國東部時間12月6日11點17分)執(zhí)行CRS-21發(fā)射任務(wù),由SpaceX公司向國際空間站發(fā)送一些科研物資。

此次名為CRS-21的太空飛行標(biāo)志著SpaceX公司與美國宇航局簽訂商業(yè)貨物再補給服務(wù)合同下的第21次任務(wù),發(fā)射地點在美國佛羅里達(dá)州肯尼迪航天中心。

據(jù)悉,此次太空任務(wù)原計劃于12月5日發(fā)射(美國東部時間),但由于天氣惡劣推遲了發(fā)射時間。升級后的Dragon貨運艙將由Falcon 9火箭發(fā)射,攜載重量2903公斤的補給物資和科學(xué)設(shè)備。這些科學(xué)設(shè)備主要用于研究生命科學(xué)、再生醫(yī)學(xué)和其他領(lǐng)域的多種實驗。

12月7日凌晨的太空發(fā)射將標(biāo)志著SpaceX公司升級后的Dragon飛船首次攜載貨物發(fā)射升空(截至目前Dragon飛船運載的都是宇航員)。該飛船是Crew Dragon飛船的改進(jìn)版,缺少執(zhí)行載人任務(wù)所需的系統(tǒng),例如:座椅、駕駛艙控制系統(tǒng)和生命支持系統(tǒng),以及SuperDraco推進(jìn)器,后者在發(fā)射過程中出現(xiàn)故障時才啟用,能對宇航員提供特殊的緊急逃生系統(tǒng)。

升級版的Dragon飛船可攜帶更多的科學(xué)裝備,該飛船內(nèi)部可支持更多的動力載荷,這對生命科學(xué)研究非常有利,因為它允許更多的冷藏和其他類型的調(diào)查。還允許宇航員在Dragon飛船上存儲一些動力有效載荷。

組織芯片

Dragon飛船上的幾個有效載荷具有一種叫做“組織芯片”的獨特硬件設(shè)計,人類細(xì)胞和有機組織在該芯片支架上生長,在微重力環(huán)境下逐漸形成3D結(jié)構(gòu)。研究人員可以通過觀察了解太空中該組織更多的基本生長過程,包括:老化、骨骼狀況和肌肉損失。

其中一項由美國佛羅里達(dá)大學(xué)進(jìn)行的研究將調(diào)查人類肌肉在太空中如何萎縮,16個骨骼肌樣本將在此次太空任務(wù)中送到空間站,在那里宇航員密切觀察微重力條件下肌肉組織束的變化。據(jù)悉,8個骨骼肌樣本采樣于年輕人,他們?nèi)粘sw能活動較多;而另8個骨骼肌樣本采樣于久坐、較少活動的中老年人。每組有一半的樣本將接受電刺激,觀察在失重情況下肌肉如何萎縮。研究人員將以這個實驗作為起點,展開更深入的研究,最終將測試各種療法,觀察肌肉退化是否可以預(yù)防。

微重力條件下的人類大腦

此次送到空間站的另一個科學(xué)載荷是使用干細(xì)胞技術(shù)培育的大腦類器官,該研究旨在了解微重力如何影響腦細(xì)胞存活及功能,可能有助于推動自閉癥、阿爾茨海默癥治療的進(jìn)展。

Space Tango公司首席科學(xué)家比爾·麥克拉姆布(Bill McLamb)說:“太空旅行模擬了我們在地球上觀察到的人體衰老影響,只是在更短的時間跨度內(nèi),使我們更容易檢查正在發(fā)生的過程。在太空中研究人類大腦具有一定難度,這就是為什么此類實驗如此重要。”

該項研究將提取干細(xì)胞并將其轉(zhuǎn)化為腦細(xì)胞,腦細(xì)胞將形成具有三維結(jié)構(gòu)的大腦類器官,大腦類器官儲存在一個特殊容器中,它們能夠模仿細(xì)胞多樣性和人腦發(fā)育的功能。

研究人員指出,此類研究可以幫助美國宇航局及其合作伙伴執(zhí)行火星載人飛行等遙遠(yuǎn)太空任務(wù)做好準(zhǔn)備,由于宇航員未來可能長期暴露在太空惡劣環(huán)境中,通過這些研究將有助于預(yù)防退行性大腦疾病。

心臟細(xì)胞

美國斯坦福大學(xué)一組研究人員觀察了改良心臟組織在微重力條件下的表現(xiàn),此次發(fā)射將攜帶心肌細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和心臟成纖維細(xì)胞構(gòu)成的組織樣本,研究重力變化如何影響心臟細(xì)胞。

研究人員知道微重力會導(dǎo)致人類心臟負(fù)荷和形狀發(fā)生變化,但如果某人長時間在太空環(huán)境下生活,這些變化是否會成為永久性變化仍是未知的。

該研究項目的組織簇樣本粘貼在組織芯片上,研究人員稱,實驗結(jié)果可能有助于確定新的治療方案,并支持太空飛行前預(yù)測心血管風(fēng)險復(fù)查措施的發(fā)展,后續(xù)研究包括心臟病療法。

太空免疫反應(yīng)

快檢診斷公司HemoCue將著眼研究白細(xì)胞在太空中的反應(yīng),在地球上,醫(yī)生基于白細(xì)胞總數(shù)以及觀察到各種類型的癥狀來診斷疾病,HemoCue首次推出一種新型技術(shù),可使宇航員在太空中進(jìn)行白細(xì)胞數(shù)量。

HemoCue的目標(biāo)是測試該設(shè)備在微重力環(huán)境下的工作效果,研究人員稱,如果它有效的話,將成為宇航員醫(yī)療箱中一個很有價值的工具。

另一項科學(xué)載荷是Micro-14,可以研究分析太空環(huán)境中酵母菌反應(yīng),特別是白色念珠菌(Candida albicans),據(jù)了解,白色念珠菌是一種機會性病原體,能在免疫缺陷的宿主體中引發(fā)危及生命的疾病。Micro-14將評估酵母菌對微重力的反應(yīng),尋找細(xì)胞和分子等級上產(chǎn)生的變化。

由于宇航員在太空飛行中可能會出現(xiàn)免疫缺陷,研究人員對如何更好地預(yù)測生物體健康風(fēng)險特別感興趣,之前研究表明,許多微生物在微重力環(huán)境下表現(xiàn)出更強毒性,但需要展開更多的研究確認(rèn)這種特殊病原體。

美國宇航局噴氣推進(jìn)實驗室正在牽頭開展一項計劃,從空間站不同位置采集棉簽樣本,觀察細(xì)菌和相關(guān)代謝物(細(xì)菌生長產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì))之間的微妙關(guān)系。該項目將幫助研究人員更好地了解微生物和代謝物在封閉環(huán)境中如何分布,以及這種分布如何影響人類健康,這將有益于醫(yī)院和療養(yǎng)院的管理人員,這些工作人員通常免疫力較低。(卡麥拉)

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責(zé)任編輯:Rex_01

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