SpaceXs 18. juli-oppdrag til ISS vil inkludere en DNA-sekvenser

Svært tidlig mandag morgen i Florida, vil SpaceX lansere sitt flaggskip Dragon Spacecraft på en Falcon 9-rakett til den internasjonale romstasjonen og sende 2 200 pounds forsyninger i sitt niende ISS-resupply-oppdrag. Lasten inkluderer besetningsmateriell, verktøy og gjenstander som trengs for de 250 nye og pågående vitenskapelige undersøkelsene som utføres på romstasjonen, og viktig maskinvare som forbedrer stasjonens funksjonalitet.

De vitenskapelige verktøyene som går opp på dette oppdraget, er spesielt spennende denne gangen. På en pressekonferanse holdt onsdag på den internasjonale romstasjonen R & D Conference 2016 diskuterte NASAs forskere og administratorer fire viktige vitenskapelige og teknologiske undersøkelser som vil begynne etter at Dragon-kapselen leverer nødvendige forsyninger.

I tråd med økt biologisk forskning som skjer på ISS, vil NASA gjennomføre det første DNA-sekvenseringseksperimentet i verdensrommet. Sarah Wallace, en mikrobiolog ved Johnson Space Center, og hennes team sender opp en prototype DNA sequencer som hun beskriver som halvparten av en smarttelefon - "utrolig liten", sier hun. Enheten er faktisk i stand til å gjøre mye mer enn å analysere gjennom DNA, og kan også sekvensere RNA og proteiner.

Sekvenseren går gjennom DNA-prøver fra tre forskjellige prøver - et virus, en bakterie og en mus - og vil forhåpentligvis gi et bevis på at DNA-sekvensering er mulig i et mikrogravitetsmiljø.

Det er pent, men er det nødvendig? Vel når du tenker på det, ja. Hvis vi skal utføre mer vitenskap i rommet og potensielt i andre verdener, vil vi ønske å kjøre organiske molekyler vi samler inn gjennom analytiske metoder.

Tiden til å gjennomføre et slikt eksperiment er ideelt akkurat nå, gitt at Kate Rubins, en molekylærbiolog ved handel, for øyeblikket er oppe i romstasjonen. "Vi er så heldige å ha Kate der oppe," sa Wallace på pressekonferansen. "Hennes ekspertise har vært uvurderlig for oss. Selvfølgelig er målet vårt at alle besetningsmedlemmer vil kunne operere dette."

Foruten rent for å forfølge vitenskap, kan en DNA-sequencer også ha implikasjoner for sykdomskontroll i rommet. "Nå har vi ingen måte å diagnostisere smittsomme sykdommer på ISS," sa Wallace. En genomics og proteomics sequencer kan forandre det, hvis et mannskap blir syk med en mystisk infeksjon.

En undersøkelse av benproblemer

To andre prosjekter er mer direkte relatert til å undersøke menneskers helse ved å utnytte romstasjonens mikrogravity-klima. Bruce Hammer ved Universitetet i Minnesota senter for magnetisk resonansforskning i Minneapolis er interessert i å finne ut hvorfor astronauter opplever tapstap i rommet og mekanismene som vi kan forhindre eller redusere dette. Hammer og teamet hans tester nøyaktigheten av en ny enhet som kan simulere mikrogravity-miljøer for celle- og vevskulturer gjennom manipulering av magnetfelt. Målet er å etterligne et mikrogravitymiljø her på jorden for å observere effekten på beinceller, og sammenligne effektene til cellekulturer som sendes til rom på dette oppdraget. Det er ikke bare en måte å studere tap i astronauter, men det er også bare verifisering at en mikrogravitetssimulator fungerer - noe som bare er fantastisk.

Hvordan hjertet endrer seg i rommet

Det andre biologiprojektet handler om å observere effekten av mikrogravity på hjertet. Vi vet at menneskets hjerte gjennomgår strukturelle forandringer i rommet - det blir mindre og vender tilbake til en sfærisk form. Et spesielt mysterium er hvordan mikrogravity påvirker cellene som er involvert i å slå. Ved hjelp av en ny teknikk som forvandler blodceller til stamceller og deretter tilbake til slående hjerteceller ("du kan se dem visuelt kontrakt med det blotte øye", sier forskerforsker Arun Sharma, som er involvert i denne undersøkelsen), sender forskere hjerte celler og studerer hvordan form og oppførsel endrer seg under mikrogravity. Dette er en annen forekomst der det å ha Rubins på romstasjonen har vist seg å være en lykkelig tilfeldighet.

Tekniske operasjoner

De to siste hovedprosjektene er tekniske i naturen, men ikke mindre viktig for å hjelpe oss med å fremme fremtiden for romreiser og utforskning. Det første, mer beskjedne prosjektet er installasjonen av en ny internasjonal dockingadapter til ISS som er i samsvar med den nye internasjonale dokningsstandarden som er vedtatt av alle ISS-partnere.

Standarden "kommer til å bli brukt i hele cis-lunar-rommet," sa ISS-programleder Kirk Shireman. Det er allerede planer for Orion og andre nyttelast på kommende Space Launch System å ha dette dockingsystemet. SpaceX oppdaterer allerede Dragon Spacecraft for å vedta IDS, og det er Boeing for CST-100 Strainer-kjøretøyet. Samlet vil vedtaket av IDS bidra til å strømlinjeforme rom for både internasjonale byråer og private selskaper over hele verden, og forhåpentligvis skyve romforskning og reise inn i et mindre stivt, mer åpent klima.

Den første IDA skulle gå opp til ISS i fjor, men ble ødelagt i SpaceXs misjonsfeil i juni 2015. Dette setter NASAs kommersielle flyplaner i vanskeligheter, og Shireman og hans lag prøver å spille innhente. Han håper å se den andre IDA endelig gå opp på SpaceXs 16. ISS-lastmisjon, som fremdeles ikke er planlagt.

Til slutt, NASA tester ut en ny faseskiftemateriell varmeveksler enhet. Det er en munnfull, men her er den tynne: Romfartøy bruker vanligvis radiatorer som en måte å avvise overskuddsvarm produsert av solen, samt å absorbere overflødig varme under kaldere scenarier. Dessverre forbruker dette begrensede ressurser. NASA tester ut en ny teknologi som kan opprettholde temperaturer for et romfartøy uten forbrukermaterialer. Den selvstendige enheten kan i hovedsak fryse under kalde deler av en bane for å avvise termisk energi og smelte under varme faser for å absorbere overflødig varme. Ved å sende enheten til ISS, håper NASA å verifisere at den kan fungere i mikrogravity-miljøer.

SpaceX-oppdraget til ISS starter kl. 12.45. Østtid på mandag med lanseringen av Falcon 9-raketten fra Cape Canaveral Air Force Station i Florida. Du kan se lanseringen live på spacex.com/webcast.