Tên lửa Antares và viên nang Cygnus hướng tới Trạm vũ trụ quốc tế vào ngày 9 tháng 2 năm 2020, được nâng lên vị trí thẳng đứng trên bệ phóng tại Cơ sở bay Wallops của NASA ở Virginia.
(Ảnh: © NASA / Aubrey Gemignani)
NASA đang phóng một lượng vật tư phi hành đoàn và hàng hóa khoa học đến Trạm vũ trụ quốc tế Chủ nhật (ngày 9 tháng 2) từ Cơ sở chuyến bay Wallops của NASA ở Virginia.
Nằm trên đỉnh một tên lửa Antares sẽ là tàu vũ trụ chở hàng Northrop Grumman Cygnus, và giấu bên trong sẽ là gần 8.000 lbs. (3.600 kg) vật tư và phần cứng. Viên nang sẽ mang theo đồ tiếp tế cho phi hành đoàn hiện đang sống trên trạm vũ trụ.
Ngoài ra trên tàu vũ trụ sẽ có một loạt các thí nghiệm và các thiết bị nghiên cứu. Chúng sẽ hỗ trợ điều tra về các chủ đề bao gồm nuôi cấy mô và tế bào và nhiên liệu sinh học.
Trong ảnh: Tên lửa Antares phóng tàu chở hàng Cygnus NG-12 lên trạm vũ trụ
Phòng thí nghiệm sinh học di động
Một phòng thí nghiệm sinh học thu nhỏ mới đang hướng đến trạm vũ trụ trên viên nang Cygnus. Được đặt tên là Mobile SpaceLab, hệ thống này là một dự án trình diễn công nghệ mà các nhà khoa học hy vọng có thể chứng minh một cách mới để tiến hành các thí nghiệm trên quỹ đạo. Đó là bởi vì Mobile SpaceLab là một cơ sở nuôi cấy mô và tế bào được thiết kế để hoạt động tự chủ, chạy thử nghiệm trong một tháng mà không sử dụng thời gian của phi hành gia quý giá.
Được phát triển bởi HNu Photonics, một công ty kỹ thuật có trụ sở tại Hawaii, Mobile SpaceLab sẽ cung cấp cho các nhà nghiên cứu một nền tảng quay vòng nhanh, tự động để tiến hành các thí nghiệm sinh học tiên tiến trong vi trọng lực. Cơ sở được điều hành từ xa bởi các phi hành đoàn trên mặt đất và tự động hóa cho phép các nhà nghiên cứu quan sát các chức năng của tế bào bằng một kỹ thuật gọi là kính hiển vi.
Khả năng quan sát nuôi cấy tế bào trong vi trọng lực sẽ cung cấp cho các nhà nghiên cứu dữ liệu thời gian thực về cách các mô hoạt động trong không gian. Trọng lực vi mô tốt hơn bắt chước cách một tế bào hoạt động trong cơ thể con người hơn bất kỳ môi trường nhân tạo nào trên mặt đất.
Trong nhiệm vụ ban đầu này, nhóm nghiên cứu đang gửi các tế bào u nguyên bào thần kinh - một loại ung thư tế bào thần kinh. Cụ thể, thí nghiệm sẽ nghiên cứu cách các tế bào trưởng thành, mà các nhà sinh học gọi là sự biệt hóa tế bào và mức độ vi trọng lực ảnh hưởng đến quá trình đó.
"Trọng lực là một lực cơ bản mà tất cả chúng ta đều phải chịu ở đây trên Trái đất", Devin Ridgley, nhà khoa học trưởng tại Scorpio-V, cho biết trong một cuộc họp báo của NASA tổ chức vào ngày 29 tháng 1. "Nó có thể có tác động mạnh mẽ đến cách tế bào khác biệt, ảnh hưởng đến tổ chức tế bào và giao tiếp và có thể dẫn đến suy giảm nhận thức. " Ông nói thêm rằng thí nghiệm có thể giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về tác động của du hành vũ trụ lên não.
Vi khuẩn trong không gian
Một nhóm nghiên cứu từ Đại học Alaska sẽ gửi một loạt vi khuẩn E.coli biến đổi gen đến trạm vũ trụ. Ở đây trên Trái đất, các sinh vật có thể tạo ra một hợp chất gọi là isobutene, tiền chất của nhựa và cao su và có thể tự sử dụng làm nhiên liệu sinh học.
Những vi khuẩn này có thể sản xuất isobutene bằng cách cho ăn nước thải, phân bón và mớ hỗn độn còn sót lại từ vụ thu hoạch ngô. Vì vậy, sử dụng vi khuẩn để tạo ra vật liệu sẽ tương phản mạnh với các phương pháp sản xuất isobutene hiện nay, đòi hỏi các phản ứng hóa học năng lượng cao và các thành phần nặng dầu mỏ.
Nhưng vi khuẩn chỉ tạo ra một lượng rất nhỏ hợp chất, vì vậy các nhà nghiên cứu muốn xác định cách thức các sinh vật sản xuất isobutene, với hy vọng tăng tốc độ sản xuất di truyền. Để hiểu rõ hơn về quá trình này hoạt động như thế nào, các nhà nghiên cứu sẽ xem xét một nhóm vi khuẩn E. coli được tăng cường di truyền và nghiên cứu hiệu quả của vi khuẩn sản xuất isobutene so với các đối tác trên mặt đất của chúng.
Các hoạt động trao đổi chất của vi khuẩn thay đổi trong vi trọng lực, vì vậy các nhà nghiên cứu đang cố gắng kiểm tra xem vi khuẩn tạo ra nhiều hay ít isobutene trong không gian. Nếu các nhà khoa học hiểu làm thế nào vi khuẩn sản xuất isobutene, họ có thể biến đổi gen vi khuẩn hiệu quả hơn, giảm nhu cầu về các quá trình hóa học, tốn nhiều năng lượng. Điều này cuối cùng sẽ cắt giảm ô nhiễm môi trường, các nhà nghiên cứu đã nói.
Mất xương trong không gian
Hàng triệu người Mỹ bị mất khối lượng xương mỗi năm do mất cân bằng trong quá trình tu sửa xương, khi cơ thể không tạo ra xương mới nhanh chóng khi nó hấp thụ xương cũ. Bệnh, được gọi là loãng xương, là khởi đầu của bệnh loãng xương. Xương của chúng ta có một quá trình mà chúng hình thành một cách tự nhiên và hòa tan các chất xương như nhau, nhưng đôi khi quá trình này thoát ra khỏi đòn đánh.
Mất cân bằng có thể xảy ra khi cơ thể bị căng thẳng, giống như những gì xảy ra trong vi trọng lực. Vì vậy, các nhà khoa học muốn sử dụng trạm vũ trụ để phát triển các phương pháp điều trị để giảm thiểu các hiệu ứng này, cả trên Trái đất và trong không gian.
"Các phi hành gia mất 1 đến 2,5% khối lượng xương mỗi tháng", Louis Kidder, nhà sinh vật học xương tại Đại học Minnesota và đồng điều tra viên của dự án, cho biết trong cuộc họp báo. "Điều đó sẽ mất một năm với bệnh loãng xương."
Ông nói thêm rằng môi trường vi trọng lực của trạm vũ trụ cho phép hiểu rõ hơn về cách các tế bào xương phản ứng với các lực hấp dẫn khác nhau. Nhóm sẽ gửi các nguyên bào xương (tế bào xương) để nghiên cứu cách chúng phản ứng với vi trọng lực, so sánh kết quả đó với hành vi của một nhóm trên mặt đất.
Các tế bào trên mặt đất sẽ ở trong một thiết bị bay từ trường sẽ mô phỏng các điều kiện của không gian. Nếu nó chứng tỏ là một trình giả lập hiệu quả, nó có thể giúp các nhà nghiên cứu ở đây trên Trái đất hiểu rõ hơn về việc mất xương và cho phép họ phát triển thêm các liệu pháp để giảm thiểu tổn thất - mà không cần tên lửa.
"Việc mất xương do vi trọng lực được tăng tốc so với Trái đất", Bruce Hammer, một bác sĩ X quang tại Đại học Minnesota và đồng điều tra viên của dự án, cho biết trong cuộc họp báo. "Với [thí nghiệm] này, chúng tôi có thể xem xét các cơ chế và liệu pháp có thể."
Khoa học hơn
Đó chỉ là một mẫu của các cuộc điều tra nghiên cứu khởi động trên tàu Cygnus. Một thí nghiệm tăng trưởng thực vật mới sẽ xem xét cách đậu đũa, còn được gọi là đậu mắt đen và đậu thường phát triển trong vi trọng lực, như một phần trong nỗ lực tiếp tục trồng thực phẩm của NASA trong không gian.
Một nghiên cứu mới khác sẽ kiểm tra mức độ phóng xạ và vi trọng lực ảnh hưởng đến mối quan hệ của virus và vi khuẩn mà nó lây nhiễm. Các nhà nghiên cứu hy vọng rằng nghiên cứu này sẽ dẫn đến các phương pháp điều trị kháng khuẩn mới.
Cygnus cũng sẽ thực hiện một thí nghiệm lửa mới, được gọi là Saffire IV, sẽ nghiên cứu cách ngọn lửa phát triển và phản ứng trong nhiều áp lực và nồng độ oxy. Các lần lặp lại trước đây của thí nghiệm này đã xem xét cách ngọn lửa lan truyền trên các vật liệu cụ thể có thể được tìm thấy trên tàu vũ trụ. Thí nghiệm này sẽ đưa điều đó đi xa hơn bằng cách kiểm tra tính dễ cháy ở áp suất thấp hơn và nồng độ oxy cao hơn, đến hầu hết các điều kiện không gian gần giống nhất. Thí nghiệm cũng sẽ thử nghiệm các phương pháp để phát hiện các đám cháy và để làm sạch hậu quả của chúng.
Đây là chuyến bay thứ hai của Cygnus theo hợp đồng Dịch vụ tiếp tế thương mại 2 của Northrop Grumman và là chuyến hàng đầu tiên đến trạm vũ trụ trong năm nay. Bạn có thể xem buổi ra mắt tại đây tại Space.com Chủ nhật (ngày 9 tháng 2), với vụ nổ được nhắm mục tiêu cho 5:39 chiều. EST (2239 GMT).
- Thí nghiệm phóng xạ, lò nướng bánh quy và nhiều hơn nữa hướng tới trạm vũ trụ trên tàu chở hàng Cygnus
- Tên lửa Antares ra mắt tàu chở hàng Cygnus trong nhiệm vụ chạy marathon cho NASA
- Thí nghiệm này của NASA cho thấy lời hứa cho thực phẩm tươi sống trong không gian
