Funcionários da Airbus descompactam a plataforma Bartolomeo no Kennedy Space Center da NASA, na Flórida, em preparação para seu lançamento na Estação Espacial Internacional. A plataforma, fabricado pela Airbus Defense and Space, hospeda várias cargas externas em órbita baixa da Terra. Crédito:NASA
Uma variedade de investigações científicas, junto com suprimentos e equipamentos, lançamento na Estação Espacial Internacional na 20ª missão de serviços de reabastecimento comercial da SpaceX. A espaçonave de carga Dragon está programada para deixar a Terra em 6 de março do Complexo de Lançamento Espacial 40 na Estação da Força Aérea de Cabo Canaveral, na Flórida. Sua carga inclui pesquisas sobre a fabricação de partículas de espuma, formação de gotículas de água, o intestino humano e outras investigações de ponta.
A estação espacial, agora em seu 20º ano de presença humana contínua, oferece oportunidades de pesquisa por agências governamentais, indústria privada, e instituições acadêmicas e de pesquisa. Essa pesquisa apóia Artemis, Missões da NASA à Lua e Marte, e leva a novas tecnologias, tratamentos médicos e produtos que melhoram a vida na Terra.
Sapatos de alta tecnologia do espaço
A moldagem por espuma de partículas é um processo de fabricação que sopra milhares de pelotas em um molde onde elas se fundem. A empresa de calçados Adidas usa esse processo para fazer palmilhas de desempenho, a camada entre a sola de um sapato e a palmilha sob seu pé, para seus produtos. A investigação de Operações Orbitais BOOST em Spheroid Tesellation (Adidas BOOST) examina como vários tipos de pelotas se comportam neste processo de moldagem. O uso de um tipo de pellet cria uma espuma com as mesmas propriedades em todo o componente da sola. O uso de vários tipos de pelotas pode permitir que os engenheiros alterem as propriedades mecânicas e otimizem o desempenho e o conforto do calçado. A remoção da gravidade do processo permite uma visão mais detalhada do movimento e localização do pellet durante o processo.
Os resultados desta investigação podem demonstrar os benefícios da pesquisa de microgravidade para métodos de fabricação, contribuindo para o aumento do uso comercial da estação espacial. Novos processos para moldagem de espuma de partículas podem beneficiar uma variedade de outras indústrias, incluindo materiais de embalagem e acolchoamento.
Nova instalação fora da estação espacial
A instalação de Bartolomeo, criado pela ESA (Agência Espacial Europeia) e Airbus, é anexado ao exterior do Módulo Colombo Europeu. Projetado para fornecer novas oportunidades científicas do lado de fora da estação espacial para usuários comerciais e institucionais, a instalação oferece vistas desobstruídas da Terra e do espaço. Experimentos hospedados em Bartolomeo recebem serviços missionários abrangentes, incluindo suporte técnico na preparação da carga útil, lançamento e instalação, operações e transferência de dados e retorno opcional à Terra. As aplicações potenciais incluem observação da Terra, robótica, ciência dos materiais e astrofísica.
A Airbus está colaborando com o Escritório de Assuntos Espaciais das Nações Unidas para oferecer aos Estados-Membros da ONU a oportunidade de voar uma carga útil em Bartolomeo. Os países em desenvolvimento são especialmente encorajados a participar, e a missão é dedicada a cumprir os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável da ONU. Bartolomeo foi batizado em homenagem ao irmão mais novo de Cristóvão Colombo.
Células do intestino humano formando microvilosidades dentro do chip de intestino do Emulate. Crédito:Emular
Economizando água no chuveiro
Os estudos de formação de gotículas em microgravidade (estudo de formação de gotículas) avaliam a formação de gotículas de água e o fluxo de água da tecnologia de chuveiro H2Okinetic da Delta Faucet. Taxas de fluxo reduzidas em dispositivos de chuveiro conservam água, mas também pode reduzir sua eficácia. Isso pode fazer com que as pessoas tomem banhos mais longos, minando o objetivo de usar menos água. Os efeitos totais da gravidade na formação de gotículas de água são desconhecidos, e a pesquisa em microgravidade pode ajudar a melhorar a tecnologia, criando melhor desempenho e experiência de usuário aprimorada enquanto conserva água e energia.
O conhecimento obtido com esta investigação também tem aplicações potenciais em vários usos de fluidos em espaçonaves, do consumo humano de líquidos à gestão de resíduos e uso de fluidos para refrigeração e como propelentes.
Estudando o intestino humano em um chip
Organ-Chips como uma plataforma para estudar os efeitos do espaço na fisiologia entérica humana (Gut on Chip) examina o efeito da microgravidade e outros fatores de estresse relacionados ao espaço no Intestine-Chip de inervação humana (hiIC) da empresa de biotecnologia Emulate. Este dispositivo Organ-Chip permite o estudo da fisiologia do órgão e doenças em um ambiente de laboratório. Ele permite a manutenção automatizada, incluindo imagens, amostragem, e armazenamento em órbita e downlink de dados para análise molecular na Terra.
Uma melhor compreensão de como a microgravidade e outros estressores potenciais da viagem espacial afetam as células do sistema imunológico do intestino e a suscetibilidade à infecção pode ajudar a proteger a saúde do astronauta em futuras missões de longo prazo. Também pode ajudar a identificar os mecanismos subjacentes ao desenvolvimento de doenças intestinais e possíveis alvos de terapias para tratá-las na Terra.
A Multi-use Variable-g Platform (MVP) usada para o experimento MVP Cell-03, mostrado com a porta MVP removida e dois carrosséis dentro. Crédito:Techshot, Inc.
Rumo a uma melhor impressão 3-D
A automontagem e a auto-replicação de materiais e dispositivos podem permitir a impressão 3-D de peças de reposição e instalações de reparo em futuras viagens espaciais de longa duração. Um melhor projeto e montagem de estruturas em microgravidade também poderia beneficiar uma variedade de campos na Terra, da medicina à eletrônica.
O experimento de processamento sem equilíbrio de suspensões de partículas com gradientes de campo térmico e elétrico (ACE-T-Ellipsoids) projeta e monta coloides tridimensionais complexos - pequenas partículas suspensas em um fluido - e controla a densidade e o comportamento das partículas com a temperatura. Chamadas de estruturas coloidais auto-montadas, estes são vitais para o design de materiais ópticos avançados, mas o controle da densidade e do comportamento das partículas é especialmente importante para seu uso na impressão 3-D. A microgravidade fornece uma visão sobre as relações entre a forma das partículas, simetria de cristal, densidade e outras características.
Estruturas funcionais baseadas em colóides podem levar a novos dispositivos para energia química, comunicação, e fotônica.
Crescimento das células do coração humano
A geração de cardiomiócitos a partir de células-tronco pluripotentes induzidas por humanos progenitores cardíacos expandidos na microgravidade (MVP Cell-03) examina se a microgravidade aumenta a produção de células cardíacas a partir de células-tronco pluripotentes induzidas por humanos (hiPSCs). HiPSCs são células adultas geneticamente reprogramadas de volta a um estado pluripotente semelhante ao embrionário, o que significa que podem dar origem a vários tipos diferentes de células. Isso os torna capazes de fornecer uma fonte ilimitada de células humanas para fins terapêuticos ou de pesquisa. Para MVP Cell-03, os cientistas induzem as células-tronco a gerar células precursoras do coração, em seguida, cultive essas células na estação espacial para análise e comparação com as culturas cultivadas na Terra.
Essas células cardíacas ou cardiomiócitos (CMs) podem ajudar a tratar as anomalias cardíacas causadas por voos espaciais. Além disso, os cientistas poderiam usá-los para repor células danificadas ou perdidas devido a doenças cardíacas na Terra e para terapia celular, modelagem de doenças e desenvolvimento de medicamentos. Tecidos cardíacos humanos danificados por doenças não podem se reparar, e a perda de MCs contribui para eventual insuficiência cardíaca e morte.
