Die unglaublichsten bahnbrechenden Ergebnisse der Raumstationsforschung im Jahr 2020

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Dutzende von Experimenten finden zu jeder Zeit an Bord der Internationalen Raumstation statt. Die im Jahr 2020 durchgeführten Forschungen bringen unser Verständnis in Bereichen von der Parkinson-Krankheit bis zur Verbrennung voran.
Die in diesem Jahr veröffentlichten Forschungsergebnisse der Raumstation stammen aus Experimenten und Daten, die in den letzten 20 Jahren des ununterbrochenen Aufenthalts von Menschen an Bord des Weltraumlabors gesammelt wurden.

Zwischen dem 1. Oktober 2019 und dem 1. Oktober 2020 hat das Program Research Office der Station mehr als 300 wissenschaftliche Publikationen identifiziert, die auf der Forschung an der Raumstation basieren.

Hier sind die Highlights dessen, was wir in diesem Jahr über bahnbrechende Wissenschaft auf der Raumstation erfahren haben:

Small-scale drug delivery
Im Jahr 2015 schickte ein Team unter der Leitung von drei italienischen Wissenschaftlern ein Experiment auf die Internationale Raumstation, das von der ESA-Astronautin Samantha Cristoforetti durchgeführt wurde, die ebenfalls Italienerin ist.

Fünf Jahre später hat das rein weiblich geführte Team die Ergebnisse nun in der Forschungszeitschrift Scientific Reports veröffentlicht.
Das Projekt “Nanoparticles and Osteoporosis” der italienischen Weltraumbehörde untersuchte eine Art von Nanopartikeln, die aus Mineralien bestehen, die denen in Knochen und Zähnen ähneln, und die dem Verlust der Knochendichte entgegenwirken könnten.

Die Ergebnisse zeigten, dass das neue Drug-Delivery-System positive Auswirkungen auf die Förderung von Stammzellen hat, die zu Osteoblasten werden – den Zellen, die für die Knochenbildung verantwortlich sind. Wissenschaftler könnten diese Forschung nutzen, um Behandlungen gegen die Knochendegeneration während eines Langzeit-Raumflugs zu entwickeln, oder sogar zur Behandlung von Osteoporose auf der Erde.

Die Diagnose einer langjährigen Raumfahrtfrage
Bei der ersten Rückkehr zur Erde von Menschen, die im Weltraum gewesen waren, stellten die Forscher fest, dass die Astronauten unter Weltraumanämie litten.

Anämie ist ein Zustand, der entsteht, wenn nicht genügend rote Blutkörperchen vorhanden sind, um den benötigten Sauerstoff durch den Körper zu transportieren. Unter Verwendung von mehr als fünf Jahrzehnten an Astronautendaten zeigte die Untersuchung der kanadischen Raumfahrtbehörde MARROW, dass die Weltraumanämie nach der Landung auftritt, wenn die umgekehrte Verschiebung der Flüssigkeiten im Zusammenhang mit den Schwerkraftänderungen abgeschlossen ist.

Die Studie zeigte, dass Astronauten über die beobachteten Zeiträume rote Blutkörperchen verlieren, die proportional zur im Weltraum verbrachten Zeit sind, und dass die Erholung von der Weltraumanämie zwischen einem und drei Monaten dauert, je nach Dauer der Mission.

Weitere Untersuchungen müssen durchgeführt werden, um zu sehen, ob sich dieser Trend bei länger dauernden Missionen fortsetzt.
Eine weitere Veröffentlichung aus der MARROW-Studie beschrieb Methoden zur Messung von Markern für die Zerstörung menschlicher roter Blutkörperchen in extremen Umgebungen.

Die Eliminierung des im Körper produzierten Kohlenmonoxids, gemessen mit einer Genauigkeit von Teilen pro Milliarde, diente als zuverlässiger Marker für die Zerstörung der roten Blutkörperchen.

Kraftrückkopplung macht einen Unterschied
In Videospielen kann das Force-Feedback eines Joysticks dazu beitragen, dass man sich näher am Spielgeschehen fühlt.

Kann es auch Astronauten das Gefühl geben, die Bewegungen eines Rovers auf einem anderen Planetenkörper besser zu verstehen? Kontur, eine Roscosmos-Studie, nutzte die Raumstation als Orbiter und die Erde als Standort des teleoperierten Roboters, um zu untersuchen, ob die Ausstattung eines Joysticks mit Force-Feedback unter Mikrogravitationsbedingungen genauso vorteilhaft ist wie auf der Erde.
Die Studie verlangte von den Astronauten zwei Aufgaben: eine Aktion, die schnelle, zielgerichtete Roboterbewegungen erforderte, und eine Aufgabe, die minimalen Oberflächenkontakt beim Bewegen des Roboters entlang einer gekrümmten Struktur erforderte. Die Ergebnisse zeigten, dass die Mikrogravitation nach sechs Wochen Auswirkungen auf die Bewegungskontrolle hatte. Die Wissenschaftler betonten, dass Kraftrückkopplung für Teleoperationsmissionen im Weltraum unerlässlich ist. Die Forscher empfehlen die weitere Untersuchung von Teleoperationen aus dem Weltraum anhand größerer Stichproben in verschiedenen Missionsphasen und mit einer umfangreicheren Aufgabenvielfalt.

Untersuchung der Parkinson- und Alzheimer-Krankheit
Amyloid-Beta-Fibrillen sind Protein-Aggregationen, die an den Prozessen neurodegenerativer Erkrankungen beteiligt sind.

In der Amyloid-Studie der Japan Aerospace Exploration Agency verglichen die Forscher das Wachstum der Fibrillen in der Schwerelosigkeit und unter Erdbedingungen, um neue Behandlungsmöglichkeiten für Krankheiten wie Parkinson und Alzheimer zu entwickeln.

Vier Proben der Amyloid-Beta-Lösung flogen zur Internationalen Raumstation, während die Forscher andere Proben auf der Erde bearbeiteten.
Die im Jahr 2020 veröffentlichten Ergebnisse zeigten, dass zwei Morphologien der Fibrillen in der Mikrogravitation stärker verdreht waren und eine höhere Steigung aufwiesen als die Kontrollproben am Boden.

Dies könnte uns helfen, mehr darüber zu erfahren, wie sich Verdrehungen bei neurodegenerativen Erkrankungen bilden.

Die beiden in der Mikrogravitation beobachteten Morphologien waren praktisch nicht voneinander zu unterscheiden, wuchsen aber viel langsamer als die auf der Erde.

Die Mikrogravitationsfibrillen wuchsen auch langsamer als Fibrillen auf der Erde, was zeigt, dass die Raumstation eine ideale Umgebung für detaillierte Untersuchungen der Mechanismen der Amyloidbildung ist.

Diese vielversprechenden Ergebnisse könnten die Entwicklung neuer Medikamente unterstützen, die darauf abzielen, die Bildung von Amyloidfibrillen zu hemmen, um neurodegenerative Erkrankungen zu verhindern oder zu behandeln.

Testen einer Technik zur Begrenzung von mu

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