Det 22:a SpaceX laståterförsörjningsuppdraget med vetenskaplig forskning och teknologidemonstrationer lanseras till den internationella rymdstationen från NASA:s Kennedy Space Center i Florida tidigast den 3 juni. Experiment ombord inkluderar att studera hur vattenbjörnar tolererar rymden, om mikrogravitation påverkar symbiotiska relationer, analysera bildandet av njursten, och mer.

Höjdpunkterna i nyttolasten på detta återförsörjningsuppdrag inkluderar:

Vattenbjörnar tar plats

Tardigrader, känd som vattenbjörnar på grund av deras utseende under ett mikroskop och vanliga livsmiljöer i vatten, är små varelser som tolererar miljöer mer extrema än de flesta livsformer kan. Det gör dem till en modellorganism för att studera biologisk överlevnad under extrema förhållanden på jorden och i rymden. Dessutom, forskare har sekvenserat arvsmassan hos tardigraden Hypsibius exemplaris och utvecklat metoder för att mäta hur olika miljöförhållanden påverkar tardigrade genuttryck. Cell Science-04 karakteriserar molekylärbiologin för kortsiktig och multigenerationell överlevnad av vattenbjörnar, identifiera generna som är involverade i anpassning och överlevnad i miljöer med hög stress.

Resultaten kan främja förståelsen av de stressfaktorer som påverkar människor i rymden och stödja utvecklingen av motåtgärder. "Rymdfärd kan vara en riktigt utmanande miljö för organismer, inklusive människor, som har utvecklats till förhållandena på jorden, " säger chefsutredaren Thomas Boothby. "En av de saker vi verkligen är angelägna om att göra är att förstå hur tardigrader överlever och reproducerar sig i dessa miljöer och om vi kan lära oss något om de knep de använder och anpassa dem för att skydda astronauter."

Symbiotisk bläckfisk och mikrober i mikrogravitation

UMAMI undersöker effekterna av rymdfärd på molekylära och kemiska interaktioner mellan nyttiga mikrober och deras djurvärdar. Mikrober spelar en viktig roll i den normala utvecklingen av djurvävnader och för att upprätthålla människors hälsa. "Djur, inklusive människor, lita på våra mikrober för att upprätthålla ett hälsosamt matsmältnings- och immunförsvar, " säger UMAMI:s huvudutredare Jamie Foster. "Vi förstår inte helt hur rymdfärder förändrar dessa fördelaktiga interaktioner. UMAMI-experimentet använder en glödande bläckfisk för att ta itu med dessa viktiga frågor inom djurhälsan."

bobtail bläckfisk, Euprymna scolopes, är en djurmodell som används för att studera symbiotiska samband mellan två arter. Denna undersökning hjälper till att avgöra om rymdfärder förändrar det ömsesidigt fördelaktiga förhållandet, som skulle kunna stödja utvecklingen av skyddsåtgärder och begränsningar för att bevara astronauternas hälsa under långvariga rymduppdrag. Arbetet kan också leda till en bättre förståelse av de komplexa interaktionerna mellan djur och nyttiga mikrober, inklusive nya och nya vägar som mikrober använder för att kommunicera med djurvävnader. Sådan kunskap kan hjälpa till att identifiera sätt att skydda och förbättra dessa relationer för bättre människors hälsa och välbefinnande även på jorden.

Ultraljud på plats

Butterfly IQ Ultrasound demonstrerar användningen av ett bärbart ultraljud i kombination med en mobil datorenhet i mikrogravitation. Utredningen samlar in besättningens feedback om enkel hantering och kvaliteten på ultraljudsbilderna, inklusive bildinsamling, visa, och förvaring.

"Den här typen av kommersiell off-the-shelf-teknik kan ge viktiga medicinska möjligheter för framtida utforskningsuppdrag bortom låg omloppsbana om jorden, där omedelbart markstöd inte är tillgängligt, " säger Kadambari Suri, integrationsansvarig för Butterfly iQ Technology Demonstration "Utredningen undersöker också hur effektiva just-in-time-instruktioner är för att besättningen ska kunna använda enheten självständigt." Tekniken har också potentiella tillämpningar för medicinsk vård i avlägsna och isolerade miljöer på jorden.

Utveckla bättre robotförare

Pilot, en utredning från ESA (European Space Agency) och Centre National d'Etudes Spatiales (CNES), testar effektiviteten av fjärrstyrning av robotarmar och rymdfarkoster med hjälp av virtuell verklighet och gränssnitt baserade på haptik, eller simulerad beröring och rörelse. Testning av ergonomin för att styra robotarmar och rymdfarkoster måste utföras i mikrogravitation, eftersom konstruktioner från jordbaserade tester skulle använda ergonomiska principer som inte passar förhållanden som upplevs på en rymdfarkost i omloppsbana. Pilote jämför befintlig och ny teknik, inklusive de som nyligen utvecklats för teleoperation och andra som används för att styra rymdfarkosterna Canadarm2 och Soyuz. Undersökningen jämför också astronauternas prestanda på marken och under långvariga rymduppdrag. Resultaten kan hjälpa till att optimera ergonomin för arbetsstationer på rymdstationen och framtida rymdfarkoster för uppdrag till månen och Mars.

Skyddar njurar i rymden och på jorden

Vissa besättningsmedlemmar uppvisar en ökad känslighet för njursten under flygning, vilket kan påverka deras hälsa och framgången för uppdraget. Kidney Cells-02-undersökningen använder en 3D-njurcellsmodell (eller vävnadschip) för att studera effekterna av mikrogravitation på bildandet av mikrokristaller som kan leda till njursten. Det är en del av Tissue Chips in Space-initiativet, ett partnerskap mellan ISS U.S. National Laboratory och National Institutes of Healths National Center for Advancing Translational Sciences (NCATS) för att analysera effekterna av mikrogravitation på människors hälsa och översätta det till förbättringar på jorden. Denna undersökning kan avslöja kritiska vägar för utveckling och progression av njursjukdom, potentiellt leda till behandlingar för att behandla och förebygga njursten för astronauter och för 1 av 10 människor på jorden som utvecklar dem.

"Med denna studie, vi hoppas kunna identifiera biomarkörer eller "signaturer" av cellulära förändringar som inträffar under bildandet av njursten, " säger chefsutredaren Ed Kelly. "Detta kan leda till nya terapeutiska ingrepp. Skälet för att genomföra denna studie på rymdstationen är att mikrokristallerna beter sig på ett sätt som det som händer i våra egna njurar, vilket betyder att de förblir hängande i njurchipsrören och inte sjunker till botten, som de gör i laboratorier på jorden."

Producerar tuffare bomull

Bomullsväxter som överuttrycker en viss gen visar ökad motståndskraft mot stressfaktorer, som torka, och ger 20 % mer bomullsfiber än växter utan den egenskapen under vissa stressförhållanden. Denna stressbeständighet har preliminärt kopplats till att ha ett förbättrat rotsystem som kan utnyttja en större volym jord för vatten och näringsämnen. Targeting Improved Cotton Through On-orbit Cultivation (TICTOC) studerar hur rotsystemets struktur påverkar växternas motståndskraft, effektivitet för vattenanvändning, och kolbindning under den kritiska fasen av plantans etablering. Rottillväxtmönster beror på gravitationen, och TICTOC skulle kunna hjälpa till att definiera vilka miljöfaktorer och gener som styr rotutvecklingen i frånvaro av gravitation.

Bomull används i en mängd olika konsumentprodukter från kläder till lakan och kaffefilter, men effekterna av dess produktion inkluderar betydande vattenanvändning och intensiv användning av jordbrukskemikalier. "Vi hoppas kunna avslöja funktioner i rotsystemsbildning som kan riktas mot uppfödare och forskare för att förbättra egenskaper som torkresistens eller näringsupptag, båda nyckelfaktorerna i det moderna jordbrukets miljöpåverkan, " säger huvudforskaren Simon Gilroy. Förbättrad förståelse för bomullsrotsystem och tillhörande genuttryck kan möjliggöra utveckling av mer robusta bomullsplantor och minska användningen av vatten och bekämpningsmedel.

Bonuskraft

Nya solpaneler är på väg till stationen för att öka den tillgängliga energin för forskning och andra aktiviteter ombord. ISS Roll-out Solar Array (iROSA) består av kompakta paneler, baserad på teknik som tidigare demonstrerats på stationen, som rullar upp som att rulla ut en lång matta. Expedition 65-besättningen är planerad att påbörja förberedelserna för att komplettera stationens befintliga stela paneler i sommar med det första paret av sex nya arrayer.