Från störda biologiska klockor till strålnings- och kontamineringsrisker, Europa genomför experiment på den internationella rymdstationen för att ta mänsklig utforskning ett steg närmare Mars.

När en ny vecka börjar på planeten jorden, kontinuerlig forskning i omloppsbana ger ny kunskap om utmaningarna med att göra en resa till den röda planeten till verklighet.

Mars rytm

En besättning på en resa till Mars skulle leva utanför den 24-timmarscykel av ljus och mörker vi upplever på jorden. Det gör också astronauter på rymdstationen som upplever 16 soluppgångar och solnedgångar varje dag.

Forskare tror att en sådan störning har en inverkan på astronauternas biologiska klocka. För att se hur långvarig rymdfärd påverkar människor, NASA-astronauten Anne McClain bar två sensorer - en på pannan och en annan på bröstet - i 36 timmar som en del av experimentet Circadian Rhythms.

För femte och sista gången under hennes uppdrag, Annes kroppstemperatur och melatoninnivåer övervakades. Resultaten kommer att jämföras med de som tagits på jorden före och efter hennes uppdrag för att förstå effekterna och hur man kan motverka dem under djupa rymduppdrag.

Strategier för att anpassa sig – eller inte – till nya rytmer kan kasta ljus över sömnstörningar och hjälpa människor på jorden som lever utanför den naturliga cykeln, att vara uppe sent eller arbeta nattskift.

Tidsförloppet kan också vara ett problem för en resa till Mars som skulle vara över 500 dagar. Ny forskning visar att astronauter underskattar tiden i omloppsbana, precis som de har en förändrad uppfattning om avstånd i rymden.

Den kanadensiska rymdorganisationens astronaut David Saint-Jacques och NASA-astronauterna Anne McClain och Nick Hague mätte hur länge ett visuellt mål dyker upp på en bärbar dators skärm och deras reaktionstider på dessa uppmaningar registreras för att bearbeta hastighet och uppmärksamhet.

Allt detta var en del av tidsexperimentet, en relevant forskning eftersom en felaktig uppfattning om tid kan orsaka försenade reaktioner och skapa risker för besättningens säkerhet.

Oxidativ Mars

Rymden tar ut sin rätt på människokroppen. Ett interplanetärt uppdrag till Mars kommer att se astronauter åldras snabbare. Den internationella rymdstationen ger en unik möjlighet att både reproducera effekterna av åldrande och studera den enorma oxidativa påverkan.

Det europeiska experimentet med nanoantioxidanter söker innovativa antioxidanter för att stimulera celler i kampen mot muskelförlust. Levande celler och keramiska partiklar placerades i Kubik-inkubatorn i sex dagar, inrymt i ESA:s Columbus-modul. Hälften av proverna hölls på nära noll gravitation, medan resten utsattes för samma gravitation som jorden.

Cellerna är nu frusna vid –80°C och väntar på att de ska åka hem den 3 juni ombord på SpaceX:s rymdfarkost Dragon. Resultat från denna forskning kan hjälpa utvecklingen av nya kosttillskott för att stödja astronauter på uppdrag till Mars.

Så fort människor lämnar den skyddande skölden som är jordens atmosfär, rymdstrålning blir ett allvarligt problem, speciellt om de är på väg till Mars. Strålningsnivåerna i rymden är upp till 15 gånger högre än på jorden.

Dosis-3-D-experimentet hjälper till att förstå rymdstrålning och hur den penetrerar rymdstationens väggar. Elva strålningsdetektorer fästa på väggarna i Columbus registrerar hur mycket strålning som kommer igenom och hjälper till att skapa en komplett bild av rymdstrålningen inuti stationen.

Den senaste datanedlänken den 21 maj markerade sju år av kontinuerliga mätningar i rymden för Dosis-3-D.

Resistent material för den interplanetära resan

Strålning påverkar också hårdvaran. ICE Cubes-anläggningen är ESA:s snabbare, lägre kostnad svar på att få vetenskap att hända i rymden. En av "kuberna - små modulära behållare som är placerade i Columbus-labbet - undersöker kommersiella datorkorts motstånd mot rymdstrålning.

Bakterier och svampar kan bli ett hot mot både människors hälsa och utrustning eftersom de tenderar att byggas upp i den ständigt återvunna atmosfären på den internationella rymdstationen.

Europeiska forskare tar upp denna kontaminering med Matiss-2-experimentet. Denna studie syftar till att hitta bättre material för att bygga en rymdstation eller rymdfarkost, särskilt viktigt på vår väg till Mars.

Forskare kommer att analysera materialen för att se hur bakterierna bildade biofilmer som skyddar dem från rengöringsmedel och som även hjälper dem att fästa på ytor. Den här veckan packade David Saint-Jacques den sjunde provhållaren med antimikrobiella ytor för att skickas tillbaka till jorden för analys.