La 18ª misión de servicios comerciales de reabastecimiento de Northrop Grumman para la NASA a la Estación Espacial Internacional lleva investigaciones científicas sobre temas como las mutaciones de las plantas y la estructura de las corrientes de lodo, junto con una demostración de la tecnología de las cámaras y los pequeños satélites de Japón, Uganda y Zimbabue. La nave espacial Cygnus que lleva estas investigaciones al laboratorio orbital está programada para despegar el 6 de noviembre desde el Puerto Espacial Regional del Atlántico Medio en la instalación de vuelo Wallops de la NASA en Wallops Island, Virginia.

Descargue las fotos en alta resolución de las investigaciones mencionadas en este artículo.

Aquí hay detalles sobre algunas de las investigaciones científicas que viajan a la estación espacial en esta misión:

La instalación BioFabrication Facility (BFF, por sus siglas en inglés) imprimió con éxito un menisco parcial de rodilla humana y un gran volumen de células cardíacas humanas durante su primer viaje al espacio en 2019. Ahora la carga útil está regresando al laboratorio de microgravedad con nuevas capacidades para continuar la investigación de impresión de tejidos humanos.

La bioimpresora 3D prueba si la microgravedad permite la impresión de muestras de tejido de mayor calidad que las impresas en tierra. El objetivo a largo plazo es utilizar tecnologías de bioimpresión 3D para ayudar a aliviar la escasez de órganos para pacientes que necesitan trasplantes mediante la impresión de órganos y tejidos de reemplazo.

"La investigación que se está llevando a cabo con BFF es muy importante para el futuro de la salud humana", dijo John Vellinger, vicepresidente ejecutivo de fabricación y operaciones en el espacio de Redwire. “Además de proporcionar un claro beneficio a nuestras vidas en la Tierra, el presente avance de esta tecnología en la Estación Espacial Internacional es una gran manera de prepararse para el trabajo en las estaciones espaciales comerciales del futuro, que podrían equiparse con tecnología de investigación crítica como BFF.”

En un lanzamiento en una misión futura, BFF-Meniscus-2 utilizará la instalación actualizada para evaluar el uso de BFF para imprimir a 3D tejido de cartílago de rodilla utilizando biotintas y células. La demostración de nuevas capacidades para la fabricación de tejidos en el espacio también apoya el uso comercial continuo y ampliado de la estación espacial para la fabricación de tejidos y órganos para trasplantes en tierra. BFF-Meniscus-2 está patrocinado por el Laboratorio Nacional de la Estación Espacial Internacional.

La instalación BioFabrication Facility, en la imagen junto al procesador ADvanced Space Experiment Processor (ADSEP, pos sus siglas en inglés), regresa a la estación espacial después de las actualizaciones. La instalación alberga BFF-Meniscus-2, que intenta imprimir en 3D un menisco, o tejido de cartílago de rodilla, utilizando biotintas y células. Credito de la imagen: Redwire

Evaluar la adaptación de las plantas al espacio

Las plantas expuestas a vuelos espaciales sufren cambios que implican la adición de información adicional a su ADN, que regula cómo los genes se activan o desactivan, pero no cambia la secuencia del ADN en sí. Este proceso se conoce como cambio epigenético. Plant Habitat-03 evalúa si tales adaptaciones en una generación de plantas cultivadas en el espacio pueden transferirse a la siguiente generación.

El objetivo a largo plazo de la investigación es comprender cómo la epigenética puede contribuir a las estrategias adaptativas que las plantas usan en el espacio y, en última instancia, desarrollar plantas más adecuadas para su uso en futuras misiones para proporcionar alimentos y otros servicios. Los resultados también podrían apoyar el desarrollo de estrategias para la adaptación de cultivos y otras plantas de importancia económica para el crecimiento en hábitats marginales y regenerados en la Tierra.

En experimentos anteriores, los investigadores notaron que muchos genes asociados con modificaciones epigenéticas en plantas se expresaban de manera diferente en el espacio. En estudios adicionales, los investigadores causaron que las plantas fueran deficientes en genes clave asociados con cambios epigenéticos específicos. Estas plantas se vieron más afectadas por los vuelos espaciales que sus contrapartes de tipo salvaje (naturales) y por los controles terrestres.

"Esto sugiere que estos cambios juegan un papel importante en la adaptación fisiológica de las plantas al entorno de los vuelos espaciales", dice la investigadora principal Anna-Lisa Paul, profesora de la Universidad de Florida. "La siguiente pregunta, y el tema de este experimento, es si estos cambios epigenéticos inducidos por el vuelo espacial se llevan a la próxima generación de plantas y si podrían conferir una ventaja adaptativa para ese entorno".

Se pueden observar las plantas dentro del Hábitat Vegetal Avanzado del Centro Espacial Kennedy de la NASA con dos de las cuatro bolsas de semillas para recolectar semillas en órbita para la investigación Plant Habitat-03. La semilla volverá a la Tierra y más tarde volará de vuelta al espacio. Los resultados podrían ayudar a determinar si las adaptaciones al espacio de la segunda generación continúan o se estabilizan. Credito de la imagen: Anna-Lisa Paul

Mezclas de flujo de lodo

El cambio climático y el calentamiento global están contribuyendo al aumento de incendios forestales. Cuando un incendio forestal quema plantas, los productos químicos quemados crean una fina capa de tierra que repele el agua de lluvia. La lluvia luego erosiona el suelo y puede convertirse en flujos de lodo catastróficos que transportan rocas pesadas y escombros cuesta abajo, causando daños significativos a la infraestructura, las cuencas hidrográficas y la vida humana. Post-Wildfire Mudflow Micro-Structure (Misión TangoLab-28), patrocinada por el Laboratorio Nacional de la Estación Espacial Internacional, evalúa la composición de estos flujos de lodo, que incluyen arena, agua y aire atrapado.

"La gravedad juega un papel crucial en el proceso al conducir el aire hacia arriba y hacia afuera de la mezcla, y las partículas hasta el fondo del agua", dice Ingrid Tomac, profesora asistente del Departamento de Ingeniería Estructural de la Universidad de California en San Diego. "La eliminación de la gravedad, por lo tanto, podría proporcionar información sobre la dinámica de la estructura interna de estas mezclas de arena, agua y aire y una línea de base para su comportamiento".

Los resultados podrían mejorar la comprensión de los mecanismos fundamentales que rigen el movimiento de desechos después de los incendios, incluida la forma en que los flujos de lodo atrapan las burbujas de aire y pueden transportar rocas pesadas. Esta investigación también podría ayudar a desarrollar y validar ecuaciones fundamentales para modelar y predecir la propagación y la velocidad de los flujos de desechos y su efecto en las viviendas, la infraestructura y los obstáculos naturales.

Una gota de agua sobre la superficie plana de arena fina hidrofóbica se levanta y tiene una forma más redondeada que la arena hidrofílica normal. Catastrophic Post-Wildfire Mudflows (Flujos de lodo catastróficos posteriores a incendios forestales) estudia la formación y estabilidad de esta estructura de arena con burbujas en microgravedad para mejorar la comprensión, modelado y predicción de flujos de lodo y apoya el desarrollo de soluciones innovadoras para prevenir eventos catastróficos posteriores a incendios. Credito de la imagen: Grupo de Investigación Geomicromecánica UCSD

Desarrollo de las células ováricas en microgravedad

Patrocinado por la NASA y la Agencia Espacial Italiana (ASI) y coordinado por ASI, OVOSPACE examina el efecto de la microgravedad en los cultivos celulares bovinos, investigación que podría mejorar los tratamientos de fertilidad en la Tierra y ayudar a prepararse para futuros asentamientos humanos en el espacio.

El investigador principal Mariano Bizzarri, del Departamento de Medicina Experimental de la Universidad Sapienza de Roma, explica que vivir por períodos prolongados en la gravedad reducida de la Luna o Marte podría perjudicar la fertilidad.

"Esto amenaza el objetivo de establecer asentamientos permanentes o extendidos más allá de la Tierra", dice Bizzari. “La desregulación de las funciones reproductivas también puede plantear riesgos adicionales para la salud. Nuestros resultados podrían mejorar la comprensión del desarrollo del óvulo e identificar objetivos para contramedidas y tratamientos para proteger el potencial reproductivo en misiones espaciales. Esta investigación también podría apoyar el desarrollo de tratamientos para mejorar o devolver la fertilidad de las personas en la Tierra ".

Esta imagen muestra células de granulosa de ovarios bovinos de mamíferos, que modulan la maduración de los óvulos y desempeñan un papel en la fertilidad. La investigación OVOSPACE examina si la microgravedad afecta a estas y otras células ováricas. Credito de la imagen: Universidad Sapienza, Roma, Italia

Los primeros satélites de Uganda y Zimbabue

BIRDS-5 es una constelación de CubeSats: PEARLAFRICASAT-1, el primer satélite desarrollado por Uganda; ZIMSAT-1, el primer satélite de Zimbabue; y TAKA de Japón. BIRDS-5 realiza observaciones multiespectrales de la Tierra utilizando una cámara comercial y demuestra un instrumento electrónico de medición de alta energía. Los datos estadísticos recopilados podrían ayudar a distinguir el suelo desnudo de los bosques y las tierras agrícolas y posiblemente indicar la calidad del crecimiento agrícola. Esto podría ayudar a mejorar los medios de vida de los ciudadanos de Uganda y Zimbabue.

BIRDS, un proyecto universitario transfronterizo, proporciona a los estudiantes de países en desarrollo el manejo práctico para desarrollar satélites, sentando las bases para proyectos similares de tecnología espacial en sus países de origen que, en última instancia, podrían conducir a programas espaciales sostenibles. 

El equipo BIRDS-5 Zimbabue realiza pruebas de vibración para su CubeSat que se desplegará desde la estación espacial. Credito de la imagen: BIRDS-5

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Por Melissa Gaskill Centro de Johnson, Houston, Texas

Traducción al español: Universidad Nacional de Mar del Plata Mar del Plata, Argentina

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OFICIAL DE LA NASA Dana Bolles