Den 9 mars, 2020, en Dragon lastfarkost anlände till den internationella rymdstationen med dussintals vetenskapliga experiment som en del av SpaceX:s 20:e laståterförsörjningsuppdrag. Nu, Dragon går hem. Den 7 april, den är planerad att lossa från stationen, ta med prover, hårdvara och data från genomförda undersökningar tillbaka till jorden på sin återresa.

Här är detaljer om några av de undersökningar som återgår till marken för ytterligare analys och rapportering av resultat.

Skapa en näringsrik måltid

Att planera sätt att leverera mat för ett flerårigt uppdrag på månen eller Mars samtidigt som astronauterna håller sig friska på den långa resan kan kräva att man tillverkar färsk mat och näringsämnen i rymden. BioNutrients demonstrerar en teknologi som möjliggör produktion på begäran av näringsämnen som behövs under långvariga rymduppdrag.

Processen använder mikrober, som bagerijäst, uttryckligen konstruerad för att göra färska näringsämnen för mänsklig konsumtion med början från torrt pulveriserat medium - mat för jästen - och vatten. De färska näringsämnena kan komplettera potentiella vitaminförluster från mat som lagras under mycket långa perioder. Under demonstrationens femårsperiod, astronauter aktiverar intermittent specialdesignade paket som innehåller jästen – eller andra mikroorganismer, i framtiden — och deras mat. De värmer paketen i två dagar för att låta jästen göra sitt jobb, odla och producera de önskade näringsämnena, och sedan frysa dem för att återvända till jorden för analys. Dessa tester kommer att göra det möjligt för forskare att kontrollera hur länge deras specialtillverkade jäst kan lagras på hyllan och fortfarande kunna ta fram färska näringsämnen som människor behöver för att hålla sig friska i rymden. Vissa prover kommer tillbaka på denna SpaceX Dragon-kapsel. Även om det är designat för utrymme, detta system kan också bidra till att ge näring åt människor i avlägsna områden på vår planet.

Mot att skriva ut mänskliga organ i rymden

Biologisk utskrift av den lilla, komplexa strukturer som finns inuti mänskliga organ, såsom kapillärer, har visat sig svårt i jordens gravitation. Under jordens gravitation, en första ställning, eller stödstruktur, är nödvändigt för att bilda den önskade formen på vävnaden. BioFabrication Facility (BFF) försöker ta de första stegen mot att skriva ut mänskliga organ och vävnader i mikrogravitation med hjälp av ultrafina lager av biobläck som kan vara flera gånger mindre än bredden på ett människohår. Denna forskning är en del av en långsiktig plan för att tillverka hela mänskliga organ i rymden med hjälp av förfinade biologiska 3-D-utskriftstekniker.

Lanserades till stationen i juli 2019 på SpaceX:s 18:e fraktförsörjningsflygning, anläggningen kommer nu tillbaka till jorden. Enligt Techshots VD och koncernchef John Vellinger, anläggningen har bevisad grundläggande funktionalitet. Teamet tar tillbaka anläggningen till jorden för att göra uppgraderingar som möjliggör användning av hög genomströmning när den återvänder till rymdstationen.

Hjälper hjärtat

Studien Engineered Heart Tissues tittar på hur mänsklig hjärtvävnad fungerar i rymden. Den använder unika 3D-vävnader gjorda av hjärtceller härledda från mänskliga inducerade pluripotenta stamceller (hiPSCs), huvudsakligen vuxna stamceller. De konstruerade hjärtvävnaderna, eller EHT, är komplexa 3D-strukturer, var och en ungefär lika stor som några riskorn. Dessa strukturer liknar mer vävnader i kroppen än platta cellkulturer i en petriskål eller de som flyter i en kolv med vätska.

Forskare förväntar sig betydande skillnader i funktion, struktur och genuttryck mellan EHT i mikrogravitation och de på marken. Att förstå dessa skillnader kan hjälpa dem att hitta sätt att förhindra eller mildra problematiska förändringar på framtida långtidsuppdrag. Hårdvaran som utvecklats för experimentet har också skapat avancerade, effektivare och mer kostnadseffektiv teknik för användning på jorden. Forskare tar med några EHT tillbaka till jorden för att se om de återhämtar sig från förändringar som tros inträffa i mikrogravitationen.

Biofilmfestival

Prover från Space Biofilms-undersökningen, som undersöker mikrobiella arter och deras bildande av biofilmer, återvänder på Dragon. Biofilmer är samlingar av en eller flera typer av mikroorganismer – inklusive bakterier, svampar och protister - som växer på våta ytor. I rymdfarkoster, biofilmbildning kan orsaka funktionsfel i utrustningen och människors sjukdom, och det kan utgöra ett allvarligt problem på framtida långsiktiga mänskliga rymduppdrag. Bättre kontroll av biofilmer kan hjälpa till att upprätthålla bemannade rymdfarkoster och skydda hälsa och säkerhet för besättningsmedlemmar samt hjälpa till att förhindra introduktionen av jordbaserade mikrober till planetariska kroppar där människor landar.

Undersöker amyloidbildning i mikrogravitation

Ring Sheared Drop-undersökningen drar fördel av det faktum att vätskor flyter i mikrogravitation, gör det möjligt för forskare att undersöka bildandet av amyloidfibriller i vätskor som hålls samman av ytspänning snarare än av en behållare. Amyloider är onormala fibrösa avlagringar som finns i organ och vävnader och är associerade med neurodegenerativa tillstånd som Alzheimers sjukdom. Dessa proteiner kan denaturera – eller förlora karakteristiska egenskaper – och fälla ut, eller komma ur lösningen. När de ackumuleras med tiden, de kan störa den sunda funktionen hos vävnader och organ. Resultat från detta experiment skulle kunna bidra till en bättre förståelse av och behandlingar för dessa neurodegenerativa sjukdomar. Data om flödet av vätskor utan komplikationer förknippade med solida väggar skulle också kunna bidra till utvecklingen av avancerade material. Prover från detta experiment kommer tillbaka på Dragon.