Lanzamiento de la 15ª misión de reabastecimiento de Northrop Grumman. (Creditos: NASA)

Los experimentos que utilizarán gusanos para estudiar la pérdida muscular, examinar cómo duermen los astronautas y probar computadoras de alta potencia en el espacio, junto con más estudios y suministros científicos, están listos para ser lanzados a la Estación Espacial Internacional en una nave espacial Northrop Grumman Cygnus. Se prevé que la nave espacial se lance a las 12:36 p.m. EST el 20 de febrero desde la instalación de vuelo Wallops de la NASA en Virginia.

Muchos de los experimentos llevados a cabo por esta nave espacial se basan en estudios previos realizados durante los más de 20 años de ocupación humana continua de la Estación Espacial Internacional, lo que nos ayuda a explorar más en el espacio y beneficia a los humanos en la Tierra.

Aquí hay detalles sobre algunas de las investigaciones científicas que la 15a misión de servicios de reabastecimiento comercial de Northrop Grumman (NG CRS-15) está entregando a la estación espacial:

Los experimentos que utilizan gusanos para estudiar el debilitamiento muscular, examinar cómo duermen los astronautas y probar computadoras de alta potencia en el espacio se lanzarán, junto con más experimentos y suministros científicos, a la Estación Espacial Internacional en una nave espacial Northrop Grumman Cygnus. Este Cygnus se llama S.S. Katherine Johnson, en honor al matemático de la NASA cuyos cálculos fueron fundamentales para el éxito de nuestras primeras misiones de vuelos espaciales tripulados. Créditos: NASA

Gusanos espaciales al rescate

animated gif of adult worm
Un gusano adulto se mueve alrededor de pequeños pilares dentro de un portaobjetos de microscopio. Este mismo proceso será observado en microgravedad por el equipo de investigación de Micro-16 para estudiar los vínculos entre la expresión génica y la fuerza muscular. Créditos: Texas Tech University

Pequeños gusanos podrían ayudarnos a determinar la causa del debilitamiento muscular que los astronautas pueden experimentar en microgravedad. Los astronautas hacen ejercicio más de dos horas al día a bordo de la estación espacial para evitar la pérdida de huesos y músculos causada por vivir en un entorno de microgravedad durante misiones de larga duración. Gracias a un nuevo dispositivo para medir la fuerza muscular de diminutos gusanos C. elegans, los investigadores del estudio Micro-16 pueden probar si la disminución de la expresión de proteínas musculares está asociada con esta disminución de la fuerza. El dispositivo consiste en un pequeño portaobjetos de microscopio lleno de pequeños pilares de goma. La fuerza de los gusanos se mide por la fuerza que los gusanos aplican a los pilares mientras se mueven por el.

«Los resultados de este estudio podrían proporcionar información sobre los mecanismos que causan la disminución de la fuerza muscular en los ancianos, ya que los cambios fisiológicos que ocurren en los vuelos espaciales imitan el envejecimiento acelerado», dice el profesor de Ingeniería Química de la Universidad Tecnológica de Texas, Siva Vanapalli, Ph.D. Estos resultados pueden respaldar nuevas terapias para combatir los efectos de la pérdida de masa muscular relacionada con la edad en la Tierra.

Una nueva vision

lambda vision hardware
Los investigadores mueven el CubeLab que contiene un nuevo estudio de LambdaVision, que evalúa un sistema de fabricación utilizando una proteína activada por luz que reemplaza la función de las células dañadas en el ojo en una retina artificial. Créditos: Lambda Vision

Millones de personas en la Tierra padecen enfermedades degenerativas de la retina. Estas afecciones no tienen cura, aunque los tratamientos pueden retrasar su progresión. Las retinas artificiales o los implantes de retina pueden proporcionar una forma de restaurar una visión significativa para los afectados. En 2018, la startup LambdaVision envió su primer experimento a la estación espacial para determinar si el proceso utilizado para crear implantes de retina artificiales formando una película delgada de una capa a la vez podría funcionar mejor en microgravedad.

Un segundo experimento de LambdaVision que se lanza en NG CRS-15, Fabricación de retina artificial basada en proteínas, se basa en el primer proyecto y evalúa un sistema de fabricación que utiliza una proteína activada por luz para reemplazar la función de las células dañadas en el ojo. Esta información puede ayudar a LambdaVision a descubrir si la microgravedad optimiza la producción de estas retinas y podría ayudar a las personas en la Tierra.

“Cada vuelo es iterativo y una parte importante del proceso de investigación y desarrollo”, dice Nicole Wagner, Ph.D., presidenta y directora ejecutiva de LambdaVision. «Este vuelo nos permitirá continuar recopilando información crítica sobre el diseño general del sistema y la influencia de la microgravedad en el proceso de estratificación, así como los controles necesarios requeridos para respaldar buenos procesos de fabricación».

Sueño con el espacio

astronaut Samantha Cristoforetti inside sleeping quarters
La astronauta de la ESA Samantha Cristoforetti flota dentro de un saco de dormir en el alojamiento de su tripulación personal en la Estación Espacial Internacional en 2014. El nuevo experimento Dreams de la ESA proporcionará una mirada más cercana al sueño de los astronautas en microgravedad. Créditos: NASA

Amarrados dentro de sacos de dormir, los astronautas a menudo informan que duermen mejor durante sus estancias a bordo de la estación espacial que cuando están acostados en una cama en la Tierra. El experimento Dreams de la ESA (Agencia Espacial Europea) proporcionará una mirada cuantitativa a estos informes de sueño de los astronautas. Cuando los miembros de la tripulación se preparen para irse a la cama, agregarán otro paso: ponerse una diadema de monitoreo del sueño. La investigación sirve como una demostración tecnológica de la diadema Dry-EEG en microgravedad, al mismo tiempo que monitorea la calidad del sueño de los astronautas durante una misión de larga duración. Los científicos dispondrán de datos brutos para su análisis, y la tripulación podrá introducir comentarios directos sobre su sueño a través de una aplicación en una tableta. El sueño es fundamental para la salud humana, por lo que una mejor comprensión del sueño en el espacio proporciona una imagen más completa de la salud humana en microgravedad.

Preparándose para la Luna

the moon as seen from orbit
La Luna que se eleva sobre el Océano Pacífico sur aparece en esta imagen fotografiada por un miembro de la tripulación de la Expedición 40 en la Estación Espacial Internacional. Experimentos como A-HoSS ayudan a perfeccionar las tecnologías que nos ayudan a regresar a la Luna como parte del programa Artemis. Créditos: NASA

La Estación Espacial Internacional sirve como campo de pruebas para las tecnologías que se planea utilizar en futuras misiones de Artemis a la Luna. La investigación de la NASA A-HoSS pone a prueba las herramientas previstas para su uso en la misión tripulada Artemis II que orbitará la Luna. Construido como el sistema principal de detección de radiación para la nave espacial Orion, el Evaluador de Radiación Electrónico Híbrido (HERA) fue modificado para operar en la estación espacial.

“Las operaciones y los datos de A-HoSS de la estación espacial proporcionarán una experiencia directa con el sistema Artemis HERA, así como información para que los equipos de control de vuelo utilicen de manera más eficaz la información proporcionada por el instrumento”, dice Nicholas Stoffle, líder del proyecto A-HoSS Centro Espacial Johnson de la NASA en Houston.

Verificar que HERA pueda operar sin errores durante 30 días valida el sistema para las operaciones de la misión Artemis con tripulación. Una investigación relacionada, ISS HERA, voló en 2019 a bordo de la estación espacial. ISS HERA proporcionó datos y comentarios operativos en preparación para la misión Artemis I sin tripulación de la nave espacial Orion que se lanzará en 2021.

Llevando la informática avanzada a bordo de la estación espacial

Spaceborn Computer-2 prior to launch
El Spaceborne Computer-2 en preparación para el lanzamiento. Partiendo de la misión NG CRS-15, el estudio explora cómo se puede avanzar en la exploración espacial mediante el uso de sistemas informáticos comerciales listos para usar. Créditos: NASA

Debido a la necesidad de priorizar la confiabilidad sobre el rendimiento, las capacidades informáticas en el espacio se reducen en comparación con las capacidades en tierra, lo que crea desafíos al transmitir datos hacia y desde el espacio. Aunque depender de computadoras terrestres es posible para la exploración en la Luna o en la órbita terrestre baja, esta solución no funcionará para una exploración más profunda del sistema solar. Lanzado en 2017, el estudio SpaceborneComputer ejecutó un sistema informático comercial de alto rendimiento en el espacio con el objetivo de que el sistema funcione sin problemas durante un año. Realizó con éxito más de 1 billón de cálculos (o un teraflop) por segundo durante 207 días sin necesidad de reiniciar.

Spaceborne Computer-2 se basa en los éxitos de este primer estudio, explorando cómo los sistemas informáticos estándar pueden avanzar en la exploración al procesar datos significativamente más rápido en el espacio con capacidades de inteligencia artificial (AI) y computación de vanguardia. Este experimento tiene previsto demostrar que el procesamiento de datos basados ​​en la Tierra de los datos científicos de la estación actual se puede realizar en la estación. Eliminar la necesidad de que los investigadores envíen todos los datos sin procesar a la Tierra para su análisis podría acelerar el tiempo de conocimiento de los científicos de meses a minutos.

“Queremos tener miles de pruebas de concepto para que se pueda demostrar que el procesamiento de datos a bordo beneficia seriamente a los científicos e ingenieros en la Tierra”, dice el investigador principal Mark Fernandez, arquitecto de soluciones para sistemas de borde convergente en Hewlett Packard Enterprise. «Quiero que nuestras mentes brillantes de todo el mundo trabajen en las ideas en lugar de en el cálculo de números».

Una mejora del soporte vital

El Sistema de control ambiental y soporte vital (ECLSS) es un elemento crucial del hardware de soporte vital regenerativo que proporciona aire y agua limpios a la tripulación de la estación espacial. Los sistemas actuales permiten la recuperación de aproximadamente el 93% del agua y el vapor de agua en la estación. El sistema se actualizará gracias al Exploration ECLSS: Brine Processor System. Esta investigación demuestra la tecnología para recuperar agua adicional del ensamblaje del procesador de orina. La vejiga de doble membrana del procesador de salmuera permite que el vapor de agua pase mientras se filtra la salmuera y la mayoría de los contaminantes. Las misiones de exploración tripuladas de larga duración requieren aproximadamente un 98% de recuperación de agua, y esta demostración de tecnología en el procesamiento de salmuera ayudará a lograr este objetivo. Este Sistema Procesador de Salmuera planea cerrar esta brecha para el flujo de desechos de orina de la estación espacial.

Claro como el cristal

FEN-1 protein crystals
Cristales de proteína Aeropyrum pernix Flap Endonuclease-1 (FEN-1) cultivados en condiciones de gravedad terrestre. FEN-1 servirá como proteína experimental para el estudio Real Time Protein Crystal Growth 2. Créditos: University of Toledo

Hay más de 100.000 proteínas en el cuerpo humano. Cada estructura es diferente y cada una de ellas contiene información importante relacionada con nuestra salud. Cada proteína tiene una estructura única y complicada que está estrechamente relacionada con su función. Por lo tanto, revelar la estructura de una proteína conduce a la comprensión de su función. Sin embargo, es difícil analizar las estructuras de las proteínas aquí en la Tierra, donde la gravedad interfiere con el crecimiento óptimo. Investigaciones anteriores han demostrado que la microgravedad produce cristales de proteínas de alta calidad que pueden analizarse para identificar posibles objetivos de medicamentos para tratar enfermedades.

El estudio Real-Time Protein Crystal Growth 2 planea producir cristales de proteínas de alta calidad para hasta ocho proteínas que se someterán a un análisis detallado en la Tierra.

“Real-Time Protein Crystal Growth 2 nos brinda la oportunidad de cultivar, monitorear y optimizar el crecimiento de cristales de proteínas en microgravedad a través de la comunicación en tiempo real con los miembros de la tripulación de la estación espacial”, dice el Ph.D. de la Universidad de Toledo. candidata Victoria Drago.

Los astronautas comprobarán los cristales, informarán sobre su crecimiento y luego realizarán cambios basados ​​en las observaciones iniciales.

Traducción no oficial con fines divulgativos.
Créditos: NASA
Erin Winick, International Space Station Program Science Office, Johnson Space Center
Editor version original Inglesa: Michael Johnson

Un comentario en «Próximo lanzamiento a la ISS a bordo de la 15ª misión de reabastecimiento de Northrop Grumman»

Deja una respuesta