Karta över Orion-rymdfarkostens planerade resa till månen och tillbaka. Kredit:NASA
Ett team av forskare under ledning av CU Boulder skickar några oväntade liftare till månen:Tolv påsar fyllda med bagerijäst (Saccharomyces cerevisiae), samma sorts hårt arbetande celler som får bröd att jäsa och jäsa öl och vin.
Redan på fredag är en raket högre än Frihetsgudinnan planerad att sprängas av från en uppskjutningsramp i Florida, och för första gången bära NASA:s nya rymdkapsel Orion in i jordens omloppsbana. Därifrån kommer rymdfarkosten, designad för att transportera fyra astronauter, påbörja en 42 dagar lång resa till månen och tillbaka till jorden.
Det finns inga människor ombord på det här uppdraget, som heter Artemis 1. Men det betyder inte att det inte kommer att finnas passagerare. Tre mänskliga skyltdockor, namngivna Moonikin Campos, Helga och Zohar, kommer att flyga ombord på Orion – liksom fyra biologiska experiment, inklusive ett designat av ett team på BioServe Space Technologies, ett center vid Ann och H.J. Smead Department of Aerospace Engineering Sciences.
Experimentet är instoppat under ett av sätena i ett fodral ungefär lika stort som en skokartong. Inuti kommer miljontals jästceller att hjälpa forskare att svara på en kritisk fråga i utforskning av rymden:Hur kan människokroppar klara sig i den extrema miljön i det djupa rymden, där astronauter kan utsättas för motsvarande tusentals röntgenstrålning av thorax. varje resa.
"Inget sådant här har hänt på 50 år", säger Tobias Niederwieser, forskarassistent vid BioServe och ingenjör i teamet. "Senast människor skickade något biologiskt på en återresa till månen var under Apollo 17 1972."
Men det är också bara början.
Artemis 1 är det första steget i NASA:s nya era av månutforskning. Rymdorganisationen planerar att skjuta upp mänskliga astronauter, inklusive den första kvinnan, till månens yta senare detta decennium.
Forskare vid BioServe försöker hålla dessa månutforskare säkra. När jästkulturerna återvänder till jorden kommer teamet att hämta cellerna för att studera deras DNA – och potentiellt hitta ledtrådar som kan hjälpa forskare att förebygga eller behandla effekterna av strålningssjuka hos astronauter.
Luis Zea, tidigare forskare på BioServe nu på Colorado-baserade företaget Sierra Space, leder projektet. Han sa att det har fått honom att se på månen på ett nytt sätt.
"Jag ser det inte likadant", sa Zea. "Eftersom jag vet att Orion snart kommer att kretsa runt den med den hårdvara och vetenskap som vi arbetat med i fyra år."
Långt hemifrån
För Zea och hans kollegor har detta experiment, officiellt kallat Deep Space Radiation Genomics (DSRG), varit under lång tid.
Under nästan 35 år har forskare vid BioServe hjälpt till att flyga hundratals biologiska experiment ut i rymden. De flesta av dem har rest till den internationella rymdstationen (ISS), som kretsar omkring 250 miles över jorden.
Kredit:NASA
Orion är ett annat slags laboratorium. Till att börja med flyger rymdfarkosten mycket längre — hundratusentals miles längre. I processen kommer den att färdas bortom jordens Van Allen-bälten, ett par munkformade band av strålning som omger planeten och skyddar den från solens farligaste strålar. Och till skillnad från experiment på ISS kommer inga astronauter att finnas i närheten för att hjälpa till att köra DSRG.
"Hela experimentet är batteridrivet," sa Niederwieser. "Vi kan inte få någon data från den. Vi kan inte skicka en signal till den när den ska börja."
Istället designade Niederwieser och hans team laboratoriet i skokartong för att automatiskt upptäcka när det är tillräckligt långt från jorden och sedan slå på sig självt. När det väl händer kommer små pumpar att fylla påsarna med jäst med en näringsrik vätska, och cellerna kommer att börja växa och föröka sig.
Jästcellerna i sig är ett underverk av ingenjörskonst. I samarbete med forskare vid University of British Columbia i Kanada utvecklade BioServe-teamet ungefär 12 000 mutantstammar av jäst för experimentet. Vissa av dessa organismer saknar vissa gener, medan andra bär på extra kopior av samma kodavsnitt.
Forskare vid German Aerospace Center och Universidad de Valle de Guatemala bidrog också till insatsen. Mer än ett dussin elever har deltagit i experimentet, inklusive fyra från CU Boulder.
Vilka av dessa mutanter som överlever resan till månen, och vilka som inte gör det, kan ge forskare nya ledtrådar om hur strålning kan påverka mänskliga astronauter. Zea förklarade att jästceller kanske inte ser mycket ut som stora primater, men de delar cirka 70% av sina gener med människor. Dessa kulturer kommer med andra ord att ge ett fönster till hur vissa gener, eller mekanismer för att reparera skadade gener, kan vara avgörande för att hjälpa organismer att överleva i rymdens hårdhet.
"Vad vi kanske kan göra är att ge framtida rymdforskare medicin som förbättrar effektiviteten av dessa DNA-reparationsmekanismer," sa Zea. "Det är ungefär som en antioxidant som hjälper till att mildra effekterna av strålning."
Kommer hem
Innan det händer måste teamet dock vänta – och vänta.
Resan på Orion är bara den första delen av experimentet. Forskarna vill veta hur rymdstrålning påverkar mikroberna. För att reta det kommer BioServe att odla identiska kulturer av jäst på den internationella rymdstationen och på marken i Boulder.
Boxen på själva Orion har en lång resa framför sig. Niederwiser och Zea överlämnade experimentet till NASA vid Kennedy Space Center i Florida i mitten av augusti. När Orion landar på jorden igen senare i höst, kommer Colorado-forskarna att behöva vänta på att ett team ska hämta kapseln och dess biologiska experiment.
"Det är särskilt nervöst eftersom vi inte kommer att veta om enheten har fungerat som avsett förrän vi får tillbaka lådan om två eller tre månader," sa Niederwieser.
Han och hans kollegor är dock övertygade om att deras små rymdutforskare inte kommer att svika dem. + Utforska vidare
