(Credit, NASA)
NEWS SPAZIO :- Decine di esperimenti si svolgono in ogni momento sulla Stazione Spaziale Internazionale. I suoi laboratori di bordo offrono un ambiente unico a microgravità disponibile per condurre ricerche ed esperimenti su un lungo asse temporale, riguardanti una moltitudine di aree di indagine. Dal morbo di Parkinson alla combustione, le nuove conoscenze acquisite saranno utili sia per la Terra che per le future missioni di esplorazione del sistema solare.
Tipicamente è necessario del tempo affinché vengano pubblicati i risultati di studi basati sui dati raccolti dagli esperimenti svolti sulla Stazione, a volte anche anni.
In questo post vediamo alcuni tra gli oltre 190 articoli scientifici che sono stati pubblicati nel 2019, risultati di studi che si basano su esperimenti condotti e da dati raccolti negli ultimi 20 anni di presenza umana permanente a bordo della ISS.
Il Twin Study
Abbiamo già parlato del NASA Twins Study, un'indagine che ha riunito 10 team di ricerca Americani
per osservare quali cambiamenti possono accadere ad un essere umano dall'esposizione per un anno intero ai rischi del volo spaziale
Ne abbiamo parlato qui
Lo studio ha dimostrato la resilienza e la robustezza di come un corpo umano può adattarsi ad una moltitudine di cambiamenti creati dall'ambiente del volo spaziale.
In una pubblicazione sulla rivista Science nell'aprile 2019
i team di ricercatori hanno confrontato una vasta gamma di campioni e misurazioni registrate sull'astronauta Scott Kelly durante un intero anno in orbita, con quelli del suo gemello identico, l'astronauta (in pensione) Mark Kelly, rimasto sulla Terra.
In particolare, uno dei risultati era relativo all'osservazione dell'allungamento dei telomeri di Scott, caratteristiche speciali alle estremità di ogni filamento di DNA che in genere si accorciano con l'età. Maggiori dettagli sui risultati li avete qui
In particolare, uno dei risultati era relativo all'osservazione dell'allungamento dei telomeri di Scott, caratteristiche speciali alle estremità di ogni filamento di DNA che in genere si accorciano con l'età. Maggiori dettagli sui risultati li avete qui
Osservazione della Terra
L'illuminazione artificiale notturna influenza il comportamento della fauna selvatica urbana, secondo un recente studio pubblicato su Scientific Reports
che ha esaminato sia animali in laboratorio che sul campo. I ricercatori hanno mappato i livelli di luce nella città di Chicago usando fotografie della Terra riprese degli astronauti della stazione.
Questa ricerca è un esempio della grande varietà di studi basati sulle immagini che i membri dell'equipaggio registrano dallo spazio usando l'indagine Crew Earth Observations (CEO)
La maggior parte dei satelliti in orbita raccoglie dati nello stesso posto sulla Terra, ed all'incirca alla stessa ora del giorno per intervalli di tempo prestabiliti.
L'orbita della stazione spaziale invece porta l'equipaggio e le telecamere a sorvolare differenti parti del pianeta in momenti diversi. In aggiunta, la stazione ripassa sopra gli stessi siti sulla Terra ad intervalli variabili, rendendo così possibile la raccolta di immagini da molte aree in diversi momenti del giorno e della notte.
L'orbita della stazione spaziale invece porta l'equipaggio e le telecamere a sorvolare differenti parti del pianeta in momenti diversi. In aggiunta, la stazione ripassa sopra gli stessi siti sulla Terra ad intervalli variabili, rendendo così possibile la raccolta di immagini da molte aree in diversi momenti del giorno e della notte.
Un'altra ricerca recente
ha utilizzato queste immagini per dimostrare che le aree verdi urbane, che contribuiscono al benessere umano, raramente si trovano nelle immediate vicinanze di dove effettivamente vivono le persone.
FLUMIAS-DEA
Un microscopio a fluorescenza miniaturizzato sulla ISS consente di osservare i cambiamenti nelle cellule viventi in condizioni di microgravità.
L'equipaggio della stazione ha dimostrato con successo che un microscopio a fluorescenza 3D ad alta risoluzione può generare immagini digitali di campioni di cellule T umane mentre si trova nello spazio, grazie all'esperimento NASA FLUMIAS-DEA
Questo microscopio rende possibile l'analisi in tempo reale del comportamento cellulare nel corso di una lunga permanenza in orbita. Questa rapida capacità di imaging è necessaria per monitorare le reazioni cellulari e molecolari che possono verificarsi più rapidamente in ambienti a gravità alterata.
Future osservazioni delle cellule degli astronauti potrebbero fornire agli scienziati informazioni importanti su come il corpo si adatta allo spazio.
L'implementazione di metodi di analisi in tempo reale sulla stazione estende le nostre conoscenze su come le cellule reagiscono e si adattano all'ambiente spaziale. I risultati di questa ricerca sono stati pubblicati nell' International Journal of Molecular Sciences nell'aprile 2019
NICER
Installato a bordo della stazione nel 2017, il NASA Neutron Star Interior Explorer (NICER)
fornisce misurazioni precise di stelle di neutroni, oggetti contenenti materia ultra densa, vicino alla soglia del collasso per diventare buchi neri. L'11 marzo 2018, il Monitor of All-sky X-ray Image (MAXI)
dell'Agenzia Spaziale Giapponese JAXA ha rilevato nel cielo una nuova sorgente di raggi X transitoria e l'ha designata "MAXI J1820 + 070". Poco dopo la scoperta, NICER iniziò a monitorarne la fonte e determinò che si trattava di un sistema binario di buco nero in cui la massa del buco nero è diverse volte quella del nostro Sole.
Nel giro di pochi giorni, il "MAXI J1820 + 070" divenne una delle sorgenti di raggi X più luminose del cielo, e NICER ne ha seguito l'evoluzione. Le sue misurazioni hanno aiutato gli studiosi a capire meglio come il bordo interno del disco di accrescimento di un buco nero e la corona sopra di esso cambiano di dimensioni e forma mentre esso consuma materiale da una stella compagna. Queste osservazioni sono state pubblicate su Nature a gennaio 2019
In un altro risultato pubblicato sempre nel 2019
NICER ha rilevato un improvviso picco di raggi X causato da un lampo termonucleare sulla superficie di una pulsar, i resti schiacciati di una stella che molto tempo fa esplose come una supernova.
Adattamento
Il corpo degli astronauti si adatta alle condizioni di microgravità che vi sono in orbita. Ma quando la missione è finita e l'equipaggio ritorna alla gravità terrestre, ci vuole del tempo per riadattarsi. Il ritorno ad 1G può causare numerosi effetti avversi per gli astronauti.
Lo studio NASA Manual Control
ha analizzato l'effetto del volo spaziale sulle prestazioni dei piloti che devono manovrare e far atterrare un veicolo in sicurezza.
Membri dell'equipaggio attivi e gruppi di controllo a terra hanno svolto valutazioni cognitive e simulazioni di guida di un automobile per testare le loro prestazioni dopo un volo spaziale. I test hanno esaminato vari parametri quali percezione visiva, destrezza manuale, abilità multitasking e memoria a breve termine. I risultati sono stati pubblicati su Scientific Reports
e mostrano che il giorno del ritorno sulla Terra dopo aver trascorso sei mesi a bordo della Stazione, i membri dell'equipaggio subiscono una riduzione significativa della destrezza manuale, del multitasking, della percezione del movimento e della capacità di guidare un veicolo. I gruppi di controllo a terra invece non hanno mostrato questi effetti.
Pertanto, sembra che la riduzione delle prestazioni dopo il volo spaziale sia correlata a fattori legati alla missione spaziale in sé e non ad altre potenziali cause come la mancanza di pratica o la mancanza di sonno.
MICS
Quando gli esseri umani andranno sulla Luna o su Marte per restarci, dovranno costruire luoghi sicuri in cui vivere e lavorare. Il materiale da costruzione più utilizzato sulla Terra è il cemento, e questo può essere un'ottima soluzione anche nello spazio. Una recente indagine sulla stazione, Microgravity Investigation of Cement Solidification (MICS)
esamina come le variazioni di gravità alterano la chimica e la struttura del cemento.
Per la prima volta al di fuori della gravità terrestre, i ricercatori del MICS hanno miscelato acqua e il principale componente minerale della maggior parte del cemento disponibile in commercio, il silicato tricalcico (C3S). Come riportato in un articolo pubblicato su Frontiers in Materials
i campioni processati sulla ISS mostrano notevoli cambiamenti nella microstruttura del cemento rispetto a quelli processati sulla Terra. La differenza principale è l'aumento della porosità, o la presenza di maggiori spazi aperti. Mostrare che il cemento può indurirsi nello spazio rappresenta un passo importante verso la costruzione della prima struttura sulla Luna usando materiali che si trovano sulla superficie Lunare.
Guerra ai batteri spaziali
Contrastare la crescita e la diffusione di batteri resistenti agli antibiotici ed ai rivestimenti d'argento richiede nuovi materiali. Un'indagine effettuata dall'agenzia spaziale russa (ROSCOSMOS) nota come Biorisk-KM-Metally
ha testato un rivestimento antimicrobico chiamato AGXX® e lo ha confrontato con i rivestimenti in argento e acciaio inossidabile.
I membri dell'equipaggio hanno posizionato 12 placche su una porta del bagno della stazione spaziale, rivestite con ciascun materiale testato, che sono poi state raccolte dopo 6, 12 e 19 mesi.
In tutti i periodi di riferimento, i ricercatori hanno scoperto che la placca rivestita con AGXX® aveva significativamente meno batteri su di essa rispetto a quelle rivestite con argento ed acciaio inossidabile. Questi risultati potrebbero contribuire allo sviluppo di tecnologie per ridurre il rischio di danni biologici agli equipaggiamenti ed hardware di bordo.
Estremi
Una delle caratteristiche insolite della ISS è che l'ambiente esterno non influenza la sua composizione batterica. Questa viene invece influenzata dall'arrivo dei membri dell'equipaggio, dai rifornimenti e dagli equipaggiamenti tecnici. La stazione può quindi essere considerata un ambiente estremo per i microbi, con condizioni ambientali uniche ma quasi stabili.
Una ricerca dell'Agenzia Spaziale Europea ESA
Una ricerca dell'Agenzia Spaziale Europea ESA
https://www.nasa.gov/mission_pages/station/research/experiments/explorer/Investigation.html?#id=7370
ha cercato di comprendere meglio il ruolo che hanno i batteri estremofili sulla Stazione, microrganismi cioè che vivono in ambienti estremi. I ricercatori hanno scoperto che la maggior parte dei batteri trovati a bordo sono associati all'uomo, in particolare a quelli trovati sulla pelle
Mentre il microbioma della stazione spaziale oscilla per composizione e diversità, la ricerca ha scoperto che c'è un un nucleo di batteri che è presente al passare del tempo, suggerendo che la stazione possa avere un proprio microbioma.
Lo studio non ha supportato l'ipotesi che i batteri diventino più estremofili o resistenti agli antibiotici nello spazio, ma piuttosto che solo gli organismi in grado di adattarsi meglio sopravvivono nell'ambiente spaziale.
Contrastare l'invecchiamento
Il volo spaziale ha molti effetti complessi sul corpo umano, e quelli sull'invecchiamento non sono ben compresi. La ricerca Biological Rhythms 48 hrs
dell'Agenzia Spaziale Giapponese (JAXA, Japan Aerospace Exploration Agency) ha analizzato come uno dei possibili pericoli per l'uomo, il clima geomagnetico nello spazio, influenzi l'attività cardiaca umana e come tale effetto sia associato alla longevità.
I ricercatori hanno confrontato le variazioni della frequenza cardiaca di un membro dell'equipaggio prima, durante e dopo un volo spaziale ed hanno confrontato i dati raccolti in giorni magneticamente tranquilli con quelli ottenuti durante i giorni in cui si è verificato un disturbo magnetico.
I risultati, pubblicati su Scientific Reports,
hanno mostrato che i cambiamenti nella magnetosfera possono influenzare ed intensificare gli indici di variabilità della frequenza cardiaca associati ai biomarcatori anti-invecchiamento.
Ciò significa che l'esposizione a una maggiore attività magnetica nello spazio porta il corpo umano a rispondere in un modo che indicherebbe un effetto simile all'anti-invecchiamento.
Fonte dati, NASA.
Ottimo riassunto Sergio, molto interessante.
RispondiEliminaBy Simo