O espaço pode parecer vazio, mas contém temperaturas extremas, altos níveis de radiação de fundo, micrometeoróides e o brilho não filtrado do sol. Além disso, materiais e equipamentos do lado de fora da Estação Espacial Internacional são expostos ao oxigênio atômico (AO) e outras partículas carregadas enquanto orbitam a Terra na borda de nossa atmosfera. Apenas os materiais, equipamentos e organismos mais resistentes podem suportar esse ambiente hostil, e os cientistas que realizam pesquisas no laboratório em órbita identificaram alguns deles para uma variedade de usos potenciais.
"Existem maneiras de testar os vários componentes da exposição espacial individualmente no solo, mas a única maneira de obter o efeito combinado de todos eles ao mesmo tempo é em órbita", diz Mark Shumbera da Aegis Aerospace, que possui e opera o MISSE Flight Facility (MISSE-FF), uma plataforma para estudos de exposição espacial na estação. "Isso é importante porque os efeitos combinados podem ser muito diferentes dos individuais."

As missões são lançadas a cada seis meses para o MISSE-FF, patrocinado pelo Laboratório Nacional da ISS. Os experimentos começaram quando a plataforma foi instalada em 2018 e continuarão durante a vida útil da estação espacial, diz Shumbera. Uma instalação MISSE anterior operando de 2001 a 2016 sediou os primeiros experimentos de exposição baseados em estação.

Algumas dessas missões ajudam os pesquisadores a entender como as novas tecnologias reagem ao ambiente espacial. "Antes de usar uma tecnologia em um satélite ou veículo operacional, você quer alguma confiança de que ela funcionará da maneira que você acha que funcionará no ambiente espacial", diz ele.

O MISSE-FF possui câmeras de alta definição que tiram fotos periódicas de todos os itens em seus decks de exposição e sensores para registrar as condições ambientais, como temperatura, radiação e exposição UV e AO. Todos os artigos de teste são trazidos de volta ao solo para análise pós-voo também.

Os cientistas da NASA realizaram várias missões no MISSE-FF para analisar os efeitos do oxigênio atômico e da radiação em centenas de amostras e dispositivos.

O MISSE-9, por exemplo, avaliou como polímeros, compósitos e revestimentos lidavam com a exposição ao espaço. Para esta e outras missões MISSE, Kim de Groh, engenheiro sênior de pesquisa de materiais do Centro de Pesquisa Glenn da NASA em Cleveland, testa dois efeitos primários de degradação ambiental. A primeira é a rapidez com que um material é erodido devido à interação AO. Ela mede a perda de massa em materiais expostos ao espaço e usa essa informação para calcular os valores de rendimento de erosão AO. Esses valores ajudam os projetistas de espaçonaves a determinar se materiais específicos são adequados para uso e qual a espessura desses materiais.

Os materiais usados ​​como isolamento de naves espaciais podem se tornar quebradiços no espaço devido à radiação e aos ciclos de temperatura em órbita. Essa fragilização pode criar rachaduras e causar problemas como o superaquecimento de um componente da espaçonave. De Groh também testa a durabilidade de diferentes materiais para encontrar aqueles que resistem à quebra.

"A situação ideal é realmente expor as amostras ao espaço, para experimentar todas as condições ambientais adversas ao mesmo tempo", diz de Groh.

A instalação EXPOSE-R-2 da ESA (Agência Espacial Europeia) é outra plataforma que oferece aos cientistas a oportunidade de testar amostras no espaço. As investigações da ESA que usaram a instalação incluem BOSS e BIOOMEX, que expuseram biofilmes, biomoléculas e extremófilos ao espaço e a condições semelhantes a Marte. Extremófilos são organismos que podem viver em condições intoleráveis ​​ou mesmo letais para a maioria das formas de vida.

Aumentar a autonomia é fundamental para futuras missões que viajam mais longe da Terra e não podem depender de missões de reabastecimento. Microrganismos que são tolerantes a condições extremas têm usos potenciais em sistemas de suporte à vida para tais missões, de acordo com Daniela Billi, professora do departamento de biologia da Universidade de Roma Tor Vergata e pesquisadora da BOSS e da BIOMEX. Por exemplo, as cianobactérias podem usar os recursos disponíveis para fixar carbono (converter dióxido de carbono atmosférico em carboidratos) e produzir oxigênio.

Durante a exposição na estação espacial, células secas de Chroococcidiopsis receberam uma dose de radiação ionizante equivalente a uma viagem a Marte. Sua resposta sugere que as bactérias podem ser transportadas para o planeta e reidratadas sob demanda. As células secas também foram misturadas com um simulador de regolito ou poeira marciana e receberam uma dose de UV correspondente a cerca de 4 horas de exposição na superfície marciana.

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“O objetivo deste estudo foi verificar se esta cianobactéria poderia reparar danos no DNA acumulados durante viagens a Marte e exposição a condições não atenuadas de Marte”, diz Billi.

Resultados publicados recentemente sugerem que eles podem:O sequenciamento de DNA de células reidratadas após a exposição não mostrou aumento na taxa de mutação em comparação com controles cultivados em condições da Terra. Esse resultado aumenta o potencial de utilização desse organismo para empregar recursos disponíveis no local para apoiar assentamentos humanos.

Outra investigação usando a instalação EXPOSE-R-2 encontrou sinais de vida em fungos contendo melanina após 16 meses de exposição ao espaço. Pigmento de melanina fúngica parece desempenhar um papel na resistência celular a condições extremas, incluindo radiação, e pode ter potencial para uso como proteção contra radiação em futuras missões espaciais. No experimento, uma fina camada de uma cepa de fungo melanizado diminuiu os níveis de radiação em quase 2% e potencialmente em até 5%.

Além dos fungos, os pesquisadores usaram a plataforma da ESA para expor os estágios de repouso de cerca de 40 espécies de animais e plantas multicelulares ao espaço para a investigação EXPOSE-R IBMP. Os resultados mostraram que muitos desses organismos permaneceram viáveis ​​e até completaram ciclos de vida e reprodução por várias gerações, sugerindo que futuras viagens a outros planetas poderiam levar formas de vida terrestres para uso em sistemas ecológicos de suporte à vida e para a criação de ecossistemas artificiais.

À medida que os humanos exploram mais longe no espaço e permanecem lá por mais tempo, os testes realizados nas plataformas de exposição da estação espacial ajudam a garantir que os materiais e sistemas que eles levam estejam prontos para a viagem. + Explorar mais

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