NASA:s framtida utforskning av rymden – inklusive till Mars – är en aldrig tidigare skådad satsning inom rymdfärd, kräver att vi tar oss an utmaningar som vi aldrig har mött tidigare. Till exempel, vi vet att människokroppen förändras avsevärt i rymden, och vi måste hitta sätt att hantera dessa effekter. NASA bedriver forskning för att lära sig mer om de långsiktiga effekterna av långvarig mänsklig rymdfärd. Ett experiment som just startade, Gnagarforskning-9, bidrar till detta mål genom att skicka gnagare till den internationella rymdstationen, att studera hur brist på gravitation i rymden påverkar blodkärlen, ögon och leder.

Med hjälp av transport- och habitatteknologi utvecklad vid NASA:s Ames Research Center i Kaliforniens Silicon Valley, mössen kommer att flyga till rymdstationen ombord på det 12:e SpaceX återförsörjningsuppdraget, och återvända till jorden ungefär en månad senare. På grund av biologiska likheter med människor, musen är ett bra val av modellorganism för forskning som syftar till att förstå biologiska förändringar orsakade av rymdmiljön. Genom att studera gnagare på kort sikt, NASA kan göra förutsägelser om mänskliga biologiska förändringar på lång sikt i rymden, med applikationer här på jorden också.

"Rymdbiologiforskare har observerat accelererade förändringar i musfysiologi i rymdmiljön som är karakteristiska för vissa mänskliga sjukdomar, såsom osteoporos och åldrande, sa Kevin Sato, projektforskaren för rymdbiologiprojektet i Ames. "Liknande förändringar har observerats hos astronauter, så rymdmiljön tillåter forskare att studera fysiologiska förändringar hos astronauterna med hjälp av mössen som modell."

"Vi kan också undersöka fysiologiska sjukdomsprocesser, som normalt tar år att utveckla, under varaktigheten av en rymdfärdsutredning, " sade Sato. "De förändringar vi ser under detta gnagarforskningsexperiment kommer att tillåta oss att bättre förbereda våra astronauter för långvarig exponering för miljöer med låg gravitation."

Tre-i-ett-uppdrag stödjer framtida mänskligt rymdutforskning

Med begränsade möjligheter att skicka experiment till rymdstationen – det enda verkliga mikrogravitationslaboratoriet som finns – måste NASA använda varje uppdrag till sin fulla kapacitet.

För gnagarforskning-9, myndighetens rymdbiologiprogram sponsrar tre forskare från olika universitet för att ta itu med olika frågor. NASA:s bio-provdelning gör att de tre utredarna kan arbeta med samma grupp av möss, utan att behöva skicka tre olika uppdrag till rymdstationen. De tre kompletterande forskningsutredningarna kommer att kombineras till ett kostnadseffektivt uppdrag, ta upp frågor som är grundläggande för mänskliga rymdutforskningar.

Två av undersökningarna ska identifiera hur mikrogravitation påverkar blodkärl i hjärnan och i ögonen. Vissa astronauter på långa uppdrag på rymdstationen upptäcker att deras syn blir försämrad. Den ledande teorin för att förklara detta antyder att, utan jordens gravitation, vätskor flyttas från underkroppen till överkroppen, orsakar ett ökat tryck i huvudet och ögat, leder till synnedsättning. Experimenten med möss kommer att hjälpa till att testa denna teori.

Exponering för viktlöshet kan också orsaka vävnadsdegeneration i höft- och knäleder. Det tredje experimentet på RR-9 kommer att titta på broskförlust i dessa leder. Forskare kommer att studera hur mössens gång – deras sätt att gå – förändras av dessa förhållanden. Att förstå hur tyngdlöshet påverkar brosket kommer att hjälpa NASA att utveckla sätt att motverka dessa negativa effekter, gör det möjligt för människor att hålla sig friskare i rymden under längre tid.

För människor här på jorden, gnagarforskning relaterad till begränsad rörlighet och nedbrytande leder kan hjälpa forskare att förstå hur artrit utvecklas hos människor, och en bättre förståelse för de synnedsättningar som astronauter upplever kan hjälpa till att identifiera orsaker och behandlingar för ögonsjukdomar.

Gör inte om hjulet

NASA:s pågående serie av gnagarforskningsundersökningar använder ett beprövat och standardiserat hårdvarusystem. I årtionden, Ames har designat, konstruerade och testade hårdvara för gnagarforskningsexperiment, inklusive gnagares livsmiljöer, transportörer och en djurtillgångsenhet. Denna hårdvara är mångsidig och återanvändbar, tillhandahålla kontinuerligt stöd till rymdrelaterad gnagarforskning utförd av NASA och dess partners inom industri och akademi.

"Den här typen av djupgående forskning är möjlig på grund av den unika hårdvara som Ames har kunnat tillhandahålla för gnagarforskning, sa Janet Beegle, projektledare för gnagarforskning. "Genom att gå över från ett nyttolastsystem – där en forskargrupp skulle börja från början varje gång vi skickar upp ett experiment – ​​till en permanent hårdvaruanläggning som tillhandahålls av NASA, vi kan ha en pågående och konsekvent gnagarforskningsnärvaro på stationen."

Genom väldesignade och kostnadseffektiva experiment som Rodent Research-9, NASA tar itu med hindren i vår väg att nå Mars och bortom. Med den kunskap som erhållits genom att förstå hur mänsklig biologi frodas och förändras i rymden, vi kan bättre tillgodose mänskliga behov på jorden och utanför.