En mängd olika vetenskapliga undersökningar, tillsammans med förnödenheter och utrustning, uppskjutning till den internationella rymdstationen på det 20:e SpaceX-uppdraget för kommersiella återförsörjningstjänster. Lastfarkosten Dragon är planerad att lämna jorden den 6 mars från Space Launch Complex 40 vid Cape Canaveral Air Force Station i Florida. Dess last inkluderar forskning om partikelskumtillverkning, bildning av vattendroppar, den mänskliga tarmen och andra banbrytande undersökningar.

rymdstationen, nu inne på sitt 20:e år av kontinuerlig mänsklig närvaro, ger möjligheter till forskning av statliga myndigheter, privat industri, och akademiska institutioner och forskningsinstitutioner. Sådan forskning stöder Artemis, NASA:s uppdrag till månen och Mars, och leder till ny teknik, medicinska behandlingar och produkter som förbättrar livet på jorden.

Högteknologiska skor från rymden

Partikelskumformning är en tillverkningsprocess som blåser tusentals pellets i en form där de smälter samman. Skoföretaget Adidas använder denna process för att göra prestanda mellansulor, lagret mellan sulan på en sko och innersulan under foten, för sina produkter. BOOST Orbital Operations on Spheroid Tesellation (Adidas BOOST)-undersökningen tittar på hur flera typer av pellets beter sig i denna formningsprocess. Genom att använda en typ av pellets skapas ett skum med samma egenskaper genom hela sulkomponenten. Genom att använda flera pelletstyper kan ingenjörer ändra mekaniska egenskaper och optimera skoprestanda och komfort. Att ta bort gravitationen från processen möjliggör en närmare titt på pellets rörelse och placering under processen.

Resultaten av denna undersökning kan visa fördelarna med mikrogravitationsforskning för tillverkningsmetoder, bidra till ökad kommersiell användning av rymdstationen. Nya processer för partikelskumformning kan gynna en mängd andra industrier, inklusive förpacknings- och dämpningsmaterial.

Ny anläggning utanför rymdstationen

Bartolomeo-anläggningen, skapad av ESA (European Space Agency) och Airbus, fästs på utsidan av den europeiska Columbus-modulen. Designad för att ge nya vetenskapliga möjligheter på utsidan av rymdstationen för kommersiella och institutionella användare, anläggningen erbjuder fri utsikt både mot jorden och ut i rymden. Experiment som hålls i Bartolomeo får omfattande uppdragstjänster, inklusive teknisk support för att förbereda nyttolasten, start och installation, operationer och dataöverföring och valfri återgång till jorden. Potentiella tillämpningar inkluderar jordobservation, robotik, materialvetenskap och astrofysik.

Airbus samarbetar med FN:s kontor för yttre rymdfrågor för att erbjuda FN:s medlemsstater möjligheten att flyga en nyttolast på Bartolomeo. Utvecklingsländer uppmuntras särskilt att delta, och uppdraget ägnas åt att ta itu med FN:s mål för hållbar utveckling. Bartolomeo är uppkallad efter Christopher Columbus yngre bror.

Spara vatten i duschen

Droplet Formation Studies in Microgravity (Droplet Formation Study) utvärderar bildandet av vattendroppar och vattenflödet av Delta Faucets H2Okinetic duschhuvudsteknologi. Minskade flödeshastigheter i duschenheter sparar vatten, men också kan minska deras effektivitet. Det kan få människor att ta längre duschar, undergräver målet att använda mindre vatten. Tyngdkraftens fulla effekter på bildandet av vattendroppar är okända, och forskning inom mikrogravitation kan hjälpa till att förbättra tekniken, skapa bättre prestanda och förbättrad användarupplevelse samtidigt som du sparar vatten och energi.

Insikter från denna undersökning har också potentiella tillämpningar i olika användningar av vätskor på rymdfarkoster, från mänsklig konsumtion av vätskor till avfallshantering och användning av vätskor för kylning och som drivmedel.

Studerar den mänskliga tarmen på ett chip

Organ-Chips as a Platform for Studying Effects of Space on Human Enteric Physiology (Gut on Chip) undersöker effekten av mikrogravitation och andra rymdrelaterade stressfaktorer på bioteknikföretaget Emulates humant innerverade Intestine-Chip (hiIC). Denna Organ-Chip-enhet möjliggör studier av organfysiologi och sjukdomar i laboratoriemiljö. Det möjliggör automatiskt underhåll, inklusive bildbehandling, provtagning, och lagring på omloppsbana och datanedlänk för molekylär analys på jorden.

En bättre förståelse för hur mikrogravitation och andra potentiella stressfaktorer för rymdresor påverkar tarmens immunceller och infektionskänslighet kan hjälpa till att skydda astronauternas hälsa under framtida långsiktiga uppdrag. Det kan också hjälpa till att identifiera de mekanismer som ligger till grund för utvecklingen av tarmsjukdomar och möjliga mål för terapier för att behandla dem på jorden.

Mot bättre 3D-utskrift

Självmontering och självreplikering av material och enheter kan möjliggöra 3D-utskrift av reservdelar och reparationsanläggningar på framtida långvariga rymdresor. Bättre design och montering av strukturer i mikrogravitation kan också gynna en mängd olika områden på jorden, från medicin till elektronik.

The Nonequilibrium Processing of Particle Suspensions with Thermal and Electrical Field Gradients (ACE-T-Ellipsoids) experiment designar och sätter samman komplexa tredimensionella kolloider – små partiklar suspenderade i en vätska – och kontrollerar partiklarnas densitet och beteende med temperatur. Kallas självmonterade kolloidala strukturer, dessa är avgörande för utformningen av avancerade optiska material, men kontroll av partikeldensitet och beteende är särskilt viktigt för deras användning i 3D-utskrift. Mikrogravitation ger insikt i sambanden mellan partikelform, kristall symmetri, densitet och andra egenskaper.

Funktionella strukturer baserade på kolloider kan leda till nya enheter för kemisk energi, kommunikation, och fotonik.

Växande mänskliga hjärtceller

Generering av kardiomyocyter från mänskliga inducerade pluripotenta stamceller härledda hjärtprogenitorer expanderade i mikrogravitation (MVP Cell-03) undersöker om mikrogravitation ökar produktionen av hjärtceller från mänskligt inducerade pluripotenta stamceller (hiPSCs). HiPSCs är vuxna celler genetiskt omprogrammerade tillbaka till ett embryonalt pluripotent tillstånd, vilket innebär att de kan ge upphov till flera olika typer av celler. Detta gör dem kapabla att tillhandahålla en obegränsad källa av mänskliga celler för forsknings- eller terapeutiska ändamål. För MVP Cell-03, forskare inducerar stamcellerna att generera hjärtprekursorceller, odla sedan dessa celler på rymdstationen för analys och jämförelse med kulturer som odlats på jorden.

Dessa hjärtceller eller kardiomyocyter (CM) kan hjälpa till att behandla hjärtavvikelser orsakade av rymdfärd. Dessutom, forskare kan använda dem för att fylla på celler som skadats eller förlorats på grund av hjärtsjukdom på jorden och för cellterapi, sjukdomsmodellering och läkemedelsutveckling. Mänskliga hjärtvävnader som skadats av sjukdom kan inte reparera sig själva, och förlust av CM bidrar till eventuell hjärtsvikt och död.