Experimente in der Schwerelosigkeit: Ein 3D-Drucker zur Herstellung menschlicher Organe im Weltraum
Luca Parmitano, Euronews Weltraumkorrespondent und Astronaut der Europäischen Weltraumorganisation (ESA), ist seit einem Monat im All. Seine erste Mission war es, einen Drachen zu fangen - ein Frachtfahrzeug, das Raumfahrern an Bord der Internationalen Raumstation ISS mit Nutzlasten versorgt.
Nachdem der Drache "gefangen genommen" wurde, erhielten Luca und sein Team neue wissenschaftliche Geräte, um mit der Arbeit an den Experimenten zu beginnen, die während der Mission Beyond durchgeführt werden sollten. Sie haben mehrere Operationen im Columbus-Labor im Orbit durchgeführt. Nachfolgend können Sie über einige davon lesen.
Die Zukunft des Bergbaus im Weltraum
Die Crew der Astronauten experimentiert mit Bakterien, welche die Ionen in Gesteinen zum Fressen verwenden können. Dadurch bilden sie Kolonien, die es ermöglichen würden, in Zukunft den Bergbau im Weltraum zu entwickeln.
"Mikroben sind in der Lage, einen Felsen abzuwittern, aus dem sie Ionen gewinnen können. Dieser natürliche Prozess ermöglicht den Biobergbau, bei dem aus Gesteinerzen nützliche Metalle gewonnen werden", erklärt die ESA.
"Sie werden bereits an Land eingesetzt, aber wir versuchen zu sehen, wie sie sich im Orbit verhalten, so dass sie in Zukunft für den Abbau auf dem Mond oder, wer weiß, auf einem Asteroiden oder Mars eingesetzt werden können", sagte Parmitano.
Eine Maschine zum Drucken von biologischem Gewebe in 3D
Er zeigte auch, dass das Team Experimente mit einem Drucker namens Biofabrication Facility durchführt, der die Fähigkeit testet, biologische Gewebe in 3D im Orbit zu drucken.
Obwohl sich die 3D-Biodrucktechniken auf der Erde erheblich verbessert haben, bleibt das Drucken der winzigen, komplexen Strukturen im Inneren menschlicher Organe, wie beispielsweise Kapillarstrukturen, auf der Erde aufgrund der Schwerkraft sehr schwierig. Dieses Experiment könnte in Zukunft helfen, ganze menschliche Organe im Weltraum herzustellen.
"Die Mikrogravitation hilft diesen Geweben, während des Druckens durch den Gravitationsvektor nicht beeinträchtigt zu werden", fügte Parmitano hinzu.
Im traditionellen 3D-Biodruck wird Hydrogel verwendet, um neues Gewebe aus bestehenden Patientenzellen zu züchten. Die Komplikation tritt auf, wenn die Temperatur des Hydrogels während der Kultivierung des Gewebes steigt, da die Viskosität, die bei Umgebungstemperaturen relativ niedrig ist, stark ansteigt. Dies erfordert die Schaffung eines Gerüsts oder einer Tragkonstruktion, um eine bestimmte Gewebeform zu erhalten. Allerdings tragen traditionelle Gerüste einige kleine und komplexe Formen nicht. Hier kann sich die Mikrogravitation als nützlich erweisen, da keine Gerüststrukturen zur Bildung komplexer Gewebeformen geschaffen werden müssen.
Luca Parmitano enthüllt einzigartige Rituale von Astronauten vor dem Flug
Das Amyloid-Aggregationsexperiment
Mit zunehmendem Alter können veränderte Amyloid-Proteinstrukturen im Gehirn zu neurologischen Schäden im Zusammenhang mit der Alzheimer-Krankheit führen.
In diesem Experiment untersucht Luca Parmitano die Aggregation und das Verhalten von Amyloidproteinen, um die Möglichkeit zu analysieren, dass Astronauten eher für diese Art von Krankheit anfällig sind.
"Hier auf der Sonderstation haben wir die einzigartige Gelegenheit zu untersuchen, warum das im Orbit passiert", sagte der Astronaut.
Verstehen, wie sich der menschliche Körper ohne Schwerkraft verhält
Die Astronauten an Bord der ISS sammeln auch Stuhl-, Urin- und Blutproben, um zu verstehen, wie der menschliche Körper auf den Weltraum reagiert. Aber auch, welche Veränderungen über längere Zeiträume im Orbit und vor der Rückkehr zur Erde stattfinden. Dies könnte den Wissenschaftlern helfen, sich auf längere Expeditionen vorzubereiten, damit sie neue Teile des Universums entdecken können.
- In Zusammenarbeit mit der Europäischen Weltraumorganisation (ESA)
Saturday, may 15, 2021