12 самых впечатляющих экспериментов, когда-либо проводимых на Международной космической станции
Международная космическая станция (МКС), которая, по сути, является орбитальной лабораторией, предоставляет исследователям со всего мира уникальную возможность проводить различные эксперименты в условиях микрогравитации и суровой космической среды. Для каких только целей учёные не используют МКС, начиная от тестирования технологий будущего и закачивания изучением здоровья человека! Порой их усилия дают потрясающие результаты, о чём и пойдёт речь в представленной ниже статье.
1. «Космические» мыши
Люди, исследующие глубокий космос и жизнь на других планетах, должны знать, как бороться с последствиями длительного воздействия мощного космического излучения, которое может привести к развитию раковых заболеваний и возникновению генных мутаций. Лабораторные мыши уже давно используются учёными в качестве подопытных животных и модельных организмов для изучения радиационного эффекта, однако доставить их на Международную космическую станцию в данный момент не представляется возможным. Вместо этого исследователи отправят в открытое космическое пространство замороженные эмбрионы мышей, а по возвращении на Землю подсадят их суррогатным матерям. В дальнейшем учёные будут использовать «космических» мышей для изучения долголетия, развития рака и возникновения генных мутаций.
2. Обезглавленные плоские черви
Как известно, на Земле плоские черви способны регенерировать старые и повреждённые клетки своего тела. В сентябре 2014 года учёные решили проверить, как работает этот восстанавливающий механизм в космосе. На Международной космической станции они провели исследование, в ходе которого намеренно отрезали плоским червям головы и хвосты. В данный момент эксперимент продолжается. Его результаты позволят получить представление о том, как гравитация влияет на регенерацию тканей и восстановление повреждённых органов и нервов.
3. Говорящие цуккини
В 2012 году астронавт Дон Петтит писал в своём блоге посты от имени цуккини, которые он вырастил из семян на Международной космической станции. Целью подобных исследований является использование растений для обеспечения экипажей космических кораблей, пребывающих в открытом пространстве длительное время, кислородом и свежими продуктами. В росте и развитии растений, выращиваемых в условиях космической среды, важную роль играют изменения в освещении, гравитация, радиация и прочие факторы. Блог антропоморфного Цуккини был создан с целью заинтересовать студентов в изучении просторов Вселенной и, таким образом, способствовать появлению следующего поколения учёных МКС.
4. Ликвидация пожара
В космосе пламя ведёт себя иначе, чем на Земле, ввиду сложного взаимодействия таких факторов, как испарение топлива, радиационное переохлаждение и химическая кинетика. Именно от их понимания во многом зависит быстрая и эффективная ликвидация возникших пожаров. В ходе исследования, проведённого в начале октября этого года, учёные МКС испытали различные способы подавления огня в условиях микрогравитации и обнаружили, что горение в космосе способно протекать при более низких температурах, чем на Земле, и требует меньшего количества кислорода, нежели в условиях обычной гравитации. Это значит, что для ликвидации очагов возгорания здесь должны применяться высококонцентрированные средства. Самое удивительная находка данного исследования заключается в том, что при определённых условиях капли гептана продолжают гореть даже после тушения пожара. Данный феномен получил название «гашение холодного пламени» (англ. "cool-flame extinction").
5. Робот МКС
Этот человекоподобный робот с двумя руками, но без нижней части туловища, был установлен на Международной космической станции для того, чтобы управлять и следить за работой оборудования в условиях высокого риска в то время, когда члены экипажа отдыхают от нагрузки. Управление Робонавтом (англ. Robonaut) осуществляется при помощи специального пульта или комплекта, состоящего из жилета, перчаток и 3D-визора. В будущем учёные планируют добавить к конструкции робота нижние конечности и запрограммировать его на выполнение задач, как на МКС, так и за её пределами.
6. Ночные огни
На доступном для всех онлайн-ресурсе НАСА ol.jsc.nasa.gov (англ. Gateway to Astronaut Photography of Earth - «Доступ к фотографиям Земли, сделанным астронавтами») можно найти снимки из космоса, начиная с 1960-х годов и заканчивая нашими днями. Более миллиона этих фотографий были сделаны космонавтами с борта Международной космической станции в ночное время суток. Для того чтобы каталогизировать такое огромное количество снимков, учёные решили создать краудфандинговый проект под названием «Ночные города» (англ. Cities at Night). Он включает в себя три компонента:
1) «Тёмное небо МКС» (англ. Dark Skies of ISS) предусматривает сортировку фотографий городов, звёзд и других объектов;
2) «Ночные города» (англ. Night Cities). Участники данного подпроекта должны каждый снимок соотнести с местоположением на карте;
3) «Потерянные в ночи» (англ. Lost at Night) - цель: поиск отдельных городов на изображениях, охватывающих зону радиусом 500 километров.
7. Личные дневники
В октябре 2014 года учёные в рамках нового исследования под названием «Поведенческие проблемы, связанные с изоляцией: Обзор и анализ дневников астронавтов» попросили группу из десяти членов экипажа МКС (мужчин и женщин различных специальностей, включая инженеров, военнослужащих и гражданских лиц) вести личные журналы в электронном виде, делая записи в них, по меньшей мере, три раза в неделю. Было подмечено, что чаще всего испытуемые писали о таких десяти вещах, как работа, общение с внешним миром, адаптация, групповое взаимодействие, отдых/досуг, оборудование, события, организация/управление, сон и еда. Результаты последующего анализа личных дневников показали, что условия на Международной космической станции, хотя и считаются более чем терпимыми, однако далеки от идеальных и в долгосрочной перспективе приводят к психологическим проблемам.
8. Резистивный тренажёр
Несколько лет назад учёные NASA разработали «умный» резистивный тренажёр "Advanced Resistive Exercise Device" (на фото выше), который даёт членам экипажа МКС возможность выполнять силовые упражнения в условиях космической среды. Тренировки с весами помогают сократить потерю плотности костной ткани и мышечной массы, которую испытывают астронавты во время длительного пребывания в космосе.
9. Кальмары в космосе
В сентябре этого года гавайские короткохвостые кальмары (Euprymna scolopes) совершили путешествие на Международную космическую станцию в рамках эксперимента, целью которого было изучение влияния микрогравитации на развитие микробозависимых животных. Как только морские обитатели попали на МКС, им подсадили симбиотические бактерии. Через сутки учёные, тщательно исследовав кальмаров, обнаружили, что микроорганизмы уже начали колонизировать их.
10. Мои микробы растут лучше, нежели ваши
В марте 2014 года учёные Калифорнийского университета в Дэвисе взяли образцы микроорганизмов, собранных в различных местах (музеи, футбольные стадионы и другие), поместили их в чашки Петри и, подождав, пока они в инкубаторе начнут образовывать колонии, доставили 48 самых удачных из них на МКС. Цель исследования - изучить поведение микроорганизмов в условиях микрогравитации для того, чтобы знать, безопасно ли будет отправлять людей (вместе с их микробами) на космическом корабле в длительное путешествие на планету Марс. 48 образцов по окончании эксперимента проанализируют и сравнят с идентичными культурами, развивавшимся на Земле.
11. Поведение жидкости в космосе
В космосе частицы жидкости двигаются иначе, чем на Земле, однако физика этого движения пока недостаточно ясна. Учёные Технологического института штата Флорида, Массачусетского технологического института и Космического центра имени Джона Фицджеральда Кеннеди провели на МКС серию экспериментов, связанных с динамикой плескания жидкости, при помощи роботизированных спутников, которые способны самостоятельно ориентироваться и передвигаться в пространстве. В будущем исследователи планируют разработать внешний топливный бак, чтобы лучше изучить свойства жидкости в космическом пространстве и тем самым сделать безопаснее запускаемые ракеты.
12. Муравьиная ферма
В сентябре 2014 года восемь небольших муравейников с сотней обитателей в каждом были отправлены на МКС, где учёные, используя камеры и специальное программное обеспечение, провели анализ их передвижения и уровня взаимодействия. Полученную информацию относительно поведения муравьёв в условиях микрогравитации можно использовать для построения различных алгоритмов или решения определённых математических проблем. Так, например, «муравьиные» алгоритмы могли бы помочь учёным разработать более дешёвые и эффективные стратегии роботизированного поиска и разведки.
источник
1. «Космические» мыши
Люди, исследующие глубокий космос и жизнь на других планетах, должны знать, как бороться с последствиями длительного воздействия мощного космического излучения, которое может привести к развитию раковых заболеваний и возникновению генных мутаций. Лабораторные мыши уже давно используются учёными в качестве подопытных животных и модельных организмов для изучения радиационного эффекта, однако доставить их на Международную космическую станцию в данный момент не представляется возможным. Вместо этого исследователи отправят в открытое космическое пространство замороженные эмбрионы мышей, а по возвращении на Землю подсадят их суррогатным матерям. В дальнейшем учёные будут использовать «космических» мышей для изучения долголетия, развития рака и возникновения генных мутаций.
2. Обезглавленные плоские черви
Как известно, на Земле плоские черви способны регенерировать старые и повреждённые клетки своего тела. В сентябре 2014 года учёные решили проверить, как работает этот восстанавливающий механизм в космосе. На Международной космической станции они провели исследование, в ходе которого намеренно отрезали плоским червям головы и хвосты. В данный момент эксперимент продолжается. Его результаты позволят получить представление о том, как гравитация влияет на регенерацию тканей и восстановление повреждённых органов и нервов.
3. Говорящие цуккини
В 2012 году астронавт Дон Петтит писал в своём блоге посты от имени цуккини, которые он вырастил из семян на Международной космической станции. Целью подобных исследований является использование растений для обеспечения экипажей космических кораблей, пребывающих в открытом пространстве длительное время, кислородом и свежими продуктами. В росте и развитии растений, выращиваемых в условиях космической среды, важную роль играют изменения в освещении, гравитация, радиация и прочие факторы. Блог антропоморфного Цуккини был создан с целью заинтересовать студентов в изучении просторов Вселенной и, таким образом, способствовать появлению следующего поколения учёных МКС.
4. Ликвидация пожара
В космосе пламя ведёт себя иначе, чем на Земле, ввиду сложного взаимодействия таких факторов, как испарение топлива, радиационное переохлаждение и химическая кинетика. Именно от их понимания во многом зависит быстрая и эффективная ликвидация возникших пожаров. В ходе исследования, проведённого в начале октября этого года, учёные МКС испытали различные способы подавления огня в условиях микрогравитации и обнаружили, что горение в космосе способно протекать при более низких температурах, чем на Земле, и требует меньшего количества кислорода, нежели в условиях обычной гравитации. Это значит, что для ликвидации очагов возгорания здесь должны применяться высококонцентрированные средства. Самое удивительная находка данного исследования заключается в том, что при определённых условиях капли гептана продолжают гореть даже после тушения пожара. Данный феномен получил название «гашение холодного пламени» (англ. "cool-flame extinction").
5. Робот МКС
Этот человекоподобный робот с двумя руками, но без нижней части туловища, был установлен на Международной космической станции для того, чтобы управлять и следить за работой оборудования в условиях высокого риска в то время, когда члены экипажа отдыхают от нагрузки. Управление Робонавтом (англ. Robonaut) осуществляется при помощи специального пульта или комплекта, состоящего из жилета, перчаток и 3D-визора. В будущем учёные планируют добавить к конструкции робота нижние конечности и запрограммировать его на выполнение задач, как на МКС, так и за её пределами.
6. Ночные огни
На доступном для всех онлайн-ресурсе НАСА ol.jsc.nasa.gov (англ. Gateway to Astronaut Photography of Earth - «Доступ к фотографиям Земли, сделанным астронавтами») можно найти снимки из космоса, начиная с 1960-х годов и заканчивая нашими днями. Более миллиона этих фотографий были сделаны космонавтами с борта Международной космической станции в ночное время суток. Для того чтобы каталогизировать такое огромное количество снимков, учёные решили создать краудфандинговый проект под названием «Ночные города» (англ. Cities at Night). Он включает в себя три компонента:
1) «Тёмное небо МКС» (англ. Dark Skies of ISS) предусматривает сортировку фотографий городов, звёзд и других объектов;
2) «Ночные города» (англ. Night Cities). Участники данного подпроекта должны каждый снимок соотнести с местоположением на карте;
3) «Потерянные в ночи» (англ. Lost at Night) - цель: поиск отдельных городов на изображениях, охватывающих зону радиусом 500 километров.
7. Личные дневники
В октябре 2014 года учёные в рамках нового исследования под названием «Поведенческие проблемы, связанные с изоляцией: Обзор и анализ дневников астронавтов» попросили группу из десяти членов экипажа МКС (мужчин и женщин различных специальностей, включая инженеров, военнослужащих и гражданских лиц) вести личные журналы в электронном виде, делая записи в них, по меньшей мере, три раза в неделю. Было подмечено, что чаще всего испытуемые писали о таких десяти вещах, как работа, общение с внешним миром, адаптация, групповое взаимодействие, отдых/досуг, оборудование, события, организация/управление, сон и еда. Результаты последующего анализа личных дневников показали, что условия на Международной космической станции, хотя и считаются более чем терпимыми, однако далеки от идеальных и в долгосрочной перспективе приводят к психологическим проблемам.
8. Резистивный тренажёр
Несколько лет назад учёные NASA разработали «умный» резистивный тренажёр "Advanced Resistive Exercise Device" (на фото выше), который даёт членам экипажа МКС возможность выполнять силовые упражнения в условиях космической среды. Тренировки с весами помогают сократить потерю плотности костной ткани и мышечной массы, которую испытывают астронавты во время длительного пребывания в космосе.
9. Кальмары в космосе
В сентябре этого года гавайские короткохвостые кальмары (Euprymna scolopes) совершили путешествие на Международную космическую станцию в рамках эксперимента, целью которого было изучение влияния микрогравитации на развитие микробозависимых животных. Как только морские обитатели попали на МКС, им подсадили симбиотические бактерии. Через сутки учёные, тщательно исследовав кальмаров, обнаружили, что микроорганизмы уже начали колонизировать их.
10. Мои микробы растут лучше, нежели ваши
В марте 2014 года учёные Калифорнийского университета в Дэвисе взяли образцы микроорганизмов, собранных в различных местах (музеи, футбольные стадионы и другие), поместили их в чашки Петри и, подождав, пока они в инкубаторе начнут образовывать колонии, доставили 48 самых удачных из них на МКС. Цель исследования - изучить поведение микроорганизмов в условиях микрогравитации для того, чтобы знать, безопасно ли будет отправлять людей (вместе с их микробами) на космическом корабле в длительное путешествие на планету Марс. 48 образцов по окончании эксперимента проанализируют и сравнят с идентичными культурами, развивавшимся на Земле.
11. Поведение жидкости в космосе
В космосе частицы жидкости двигаются иначе, чем на Земле, однако физика этого движения пока недостаточно ясна. Учёные Технологического института штата Флорида, Массачусетского технологического института и Космического центра имени Джона Фицджеральда Кеннеди провели на МКС серию экспериментов, связанных с динамикой плескания жидкости, при помощи роботизированных спутников, которые способны самостоятельно ориентироваться и передвигаться в пространстве. В будущем исследователи планируют разработать внешний топливный бак, чтобы лучше изучить свойства жидкости в космическом пространстве и тем самым сделать безопаснее запускаемые ракеты.
12. Муравьиная ферма
В сентябре 2014 года восемь небольших муравейников с сотней обитателей в каждом были отправлены на МКС, где учёные, используя камеры и специальное программное обеспечение, провели анализ их передвижения и уровня взаимодействия. Полученную информацию относительно поведения муравьёв в условиях микрогравитации можно использовать для построения различных алгоритмов или решения определённых математических проблем. Так, например, «муравьиные» алгоритмы могли бы помочь учёным разработать более дешёвые и эффективные стратегии роботизированного поиска и разведки.
источник