När ett SpaceX -leveransuppdrag nyligen besökte den internationella rymdstationen, det är 5, 800 pund (2, 631 kilo) last inkluderade utrustning för att studera åskväder från rymdens utsiktspunkt och odla grönsaker i omloppsbana - den typ av saker som du kan förvänta dig att astronauter behöver för sin forskning. Men inbäddad med dessa föremål var något mer ovanligt - behållare med prover av frysta spermier från 12 anonyma mänskliga donatorer, från en spermibank i Kalifornien, tillsammans med sex prover av spermier från avlstjurar.

Dessa prover kommer att användas i ett planerat experiment, Micro-11. Astronauterna kommer att tina upp spermierna och lägga till kemikalier som utlöser aktivering av rörelse och förberedelse för smältning med ett ägg. Sedan, de sätter spermierna under ett mikroskop, så att de kan skjuta videofilmer av spermierna som simmar. Dessutom, de kommer att utföra kemiska tester. Under tiden, tillbaka på jorden, andra forskare kommer att utföra samma tester på identiska prover av spermier för jämförelse.

Kapacitation är nyckeln

Experimentet är utformat för att studera spermiernas rörlighet - det vill säga förmågan att röra sig och simma - under mikrogravitationsförhållanden, och hur framgångsrika de är att utlösa de fysiologiska förändringar som kallas kapacitation, vilket gör att de kan tränga igenom och befrukta ägg, enligt denna artikel från NASA:s webbplats. Den informationen kan hjälpa till att svara på frågan om människor skulle kunna reproducera sig om de bosatte sig i framtida kolonier på månen eller Mars, eller om de vågar sig på ännu längre resor in i kosmos.

"Om du inte har friska spermier, du har en verklig risk att överleva flera generationer i rymden, "förklarar Joe Tash, en emeritusprofessor vid Institutionen för molekylär och integrativ fysiologi vid University of Kansas Medical Center. Tash var ledande forskare i utvecklingen av experimentet, och fortsätter att vara med som konsult.

NASA har forskat om reproduktiv och utvecklingsmässig rymdbiologi sedan 1990 -talet, enligt ett mejl från forskare vid NASA:s Ames Research Center i Kaliforniens Silicon Valley, som är involverade i Micro-11-forskningen. I en studie publicerad den 14 mars, 1995 utgåva av Proceedings of the National Academy of Sciences, till exempel, kvinnliga grodor ombord på en rymdfärja fick ägglossning så att deras ägg kunde befruktas. Studien visade att tyngdkraftsinducerad rotation av zygoten, cellen som bildas genom sammansmältning av spermier och ägg, var inte nödvändigt för att utveckla en frisimmande grodyngel med en normal kropp.

Micro-11 markerar första gången som mänsklig sperma-det vill säga bortsett från de inuti manliga astronauternas kroppar - har skjutits upp i rymden, även om det har gjorts tidigare forskningsinsatser med djursperma. På 1980 -talet, Tyska forskare lanserade tjursperma i rymden på en suborbital raket som kortvarigt utsatte dem för en och en halv minut av viktlöshet, som spelades in på video, Säger Tash. Sedan, 1997, Tash och kollegor skickade prover av sjöborrspermier på två rymdfärtsuppdrag. I dessa två experiment, det var inte möjligt att spela in video under ett mikroskop, så istället tittade de på signaltransduktion, den molekylära mekanismen i spermiecellen som berättar när den ska börja vrida svansen.

Resultaten av den tyska studien och Tashs forskning från 1997 fann båda att spermierna faktiskt simmade snabbare i mikrogravitation än de gör på jorden. Men i ett av Tashs experiment, han upptäckte vad som kan vara ett stort hinder för att föröka sig i rymden. När sjöborrspermier utsattes för kemiska föreningar som kallas peptider som skulle frigöras av ägg, signalen som utlöser kapacitation - en väsentlig del av reproduktionen - skedde mycket långsammare.

Micro-11-experimentet kommer att samla in data om effekten av mikrogravitation på simning och kapacitet i separata försök, enligt Tash.

Strålningsexponering är ett problem

Men mikrogravitation är inte den enda faktorn som kan påverka reproduktion i rymden. Utanför Van Allen-banden som skyddar jorden från högenergipartiklar från rymden, strålningsexponering kan skapa allvarliga problem. En studie publicerad den 20 maj, 2017 års reproduktion visade att exponering för laddade partiklar av det slag som finns i rymden skadade äggstockarna hos honmöss.

"Vår forskning fann att den ändliga äggstocksfollikelreserven är utarmad av exponering för laddade syre- eller järnpartiklar, som är komponenter i galaktiska kosmiska strålar, "studiens motsvarande författare, Ulrike Luderer, skriver i ett mejl. Hon är professor i medicin, Utvecklings- och cellbiologi, och folkhälsa vid University of California, Irvine. "Denna skada är irreversibel och kommer att leda till att äggstockssvikt börjar tidigt (för tidigt klimakteriet)."

Dessutom, Luderer sa att studier på människor och djur ger bevis för att exponering för gammastrålning och laddade järnpartiklar minskar spermiernas rörlighet.

Men även om det är möjligt att bli gravid i rymden, graviditet och förlossning kan vara problematisk. Kris Lehnhardt, en senior fakultetsmedlem vid Baylor College of Medicine's Center for Space Medicine, säger i ett mejl att det inte är känt hur bra ett embryo skulle utvecklas i rymdmiljön, eller om naturlig födelse skulle vara möjlig.

Enligt NASA, totalt, 53 olika kvinnor, inklusive astronauter, kosmonauter, nyttolastspecialister och utländska medborgare har flugit i rymden.