3D metalo spausdintuvas, iš Žemės valdomas medicininis robotas ir kremzlių atauginimo technologija – tai vieni iš mokslinių prietaisų ir įrankių, kuriuos NASA ir partneriai išsiuntė į Tarptautinę kosminę stotį (TKS) per 20-ąją „Northrop Grumman“ komercinių aprūpinimo paslaugų misiją.
3D metalo spausdintuvas, iš Žemės valdomas medicininis robotas ir kremzlių atauginimo technologija – tai vieni iš mokslinių prietaisų ir įrankių, kuriuos NASA ir partneriai išsiuntė į Tarptautinę kosminę stotį (TKS) per 20-ąją „Northrop Grumman“ komercinių aprūpinimo paslaugų misiją. „SpaceX“ „Falcon 9“ raketa su kroviniais iš Kanaveralo kyšulio kosminių pajėgų stoties Floridoje pakilo sausio 30 d. 19 val. 7 min., pranešė NASA.
„Northrop Grumman“ erdvėlaivio „Cygnus“ hermetiškas krovinių modulis (PCM) / NASA / B. Smegelsky nuotr.
3D spausdinimas kosmose
EKA (Europos kosmoso agentūros) tyrimu „Metal 3D Printer“ bus išbandoma mažų metalinių detalių 3D spausdinimas mikrogravitacijos sąlygomis.
„Šis tyrimas leidžia mums visų pirma suprasti, kaip toks spausdintuvas veikia kosmose, – sakė Robas Postema iš EKA. – 3D spausdintuvas gali sukurti daugybę formų, todėl planuojame atspausdinti pavyzdžių, pirma, kad suprastume, kuo spausdinimas kosmose gali skirtis nuo spausdinimo Žemėje, ir, antra, kad pamatytume, kokias formas galime atspausdinti naudodami šią technologiją. Be to, šis eksperimentas parodys, ar įgulos nariai gali saugiai ir efektyviai dirbti spausdindami metalines detales kosmose.“
3D metalo spausdintuvu pagaminti pavyzdžiai prieš paleidimą į kosminę stotį / EKA nuotr.
Įgulos nariai 3D spausdinimu galėtų naudotis kurdami dalis įrangos priežiūrai būsimų ilgalaikių kosminių skrydžių metu ir Mėnulyje ar Marse, tuomet Žemėje nereikėtų pakuoti atsarginių dalių arba numatyti kiekvieno įrankio bei daikto, kurio gali prireikti, ir taip galima būtų sutaupyti laiko ir pinigų paleidimo metu.
Nuotolinė robotinė chirurgija
TKS taip pat bus išbandoma robotinės chirurgijos technika, kurią galima nuotoliniu būdu valdyti iš Žemės ir atlikti chirurgines procedūras. Mokslininkai planuoja palyginti procedūras mikrogravitacijos sąlygomis ir Žemėje, kad įvertintų mikrogravitacijos ir laiko tarpų tarp kosmoso ir Žemės poveikį.
Robotas naudoja dvi „rankas“, kad suimtų ir pjaustytų imituojamus audinius ir užtikrintų įtampą, kuri naudojama nustatant, kur ir kaip pjauti, teigia Shane'as Farritoras, „Virtual Incision Corporation“, planuojančios eksperimentą kartu su Nebraskos universitetu, vyriausiasis technologijų vadovas.
Chirurginio roboto bandymai Žemėje prieš paleidimą / „Virtual Incision Corporation“ nuotr.
Ilgesnės kosminės misijos padidina tikimybę, kad įgulos nariams gali prireikti chirurginių procedūrų – paprastų siūlių ar skubios apendektomijos (apendikso pašalinimo operacijos). Šio tyrimo rezultatai galėtų padėti kurti robotines sistemas šioms procedūroms atlikti.
Kremzlės audinio auginimas erdvėje
 „Janus Base“ nanomatrica įtvirtina kremzlės ląsteles ir palengvina kremzlės audinio matricos formavimąsi / Kentukio universiteto nuotr. |
|---|
„Compartment Cartilage Tissue Construct“ eksperimento metu bus išmėgintos dvi technologijos: „Janus Base Nano-Matrix“ (JBNm) ir „Janus Base Nanopiece“ (JBNp). JBNm yra injekcinė medžiaga, kuri yra kremzlės formavimosi mikrogravitacijos sąlygomis karkasas, galintis pasitarnauti kaip modelis tiriant kremzlės ligas. JBNp tiekia RNR pagrįstą terapiją, skirtą kovoti su ligomis, sukeliančiomis kremzlės degeneraciją.
Kremzlės gebėjimas savaime atsistatyti yra ribotas, o osteoartritas yra pagrindinė vyresnio amžiaus pacientų negalios priežastis Žemėje. Mikrogravitacija gali paskatinti kremzlės degeneraciją, kuri imituoja su senėjimu susijusio osteoartrito progresavimą, tačiau vyksta greičiau, todėl tyrimai mikrogravitacijoje galėtų padėti greičiau sukurti veiksmingus gydymo būdus. Šio tyrimo rezultatai galėtų padėti pagerinti kremzlės regeneraciją kaip sąnarių pažeidimų ir ligų gydymo būdą Žemėje ir prisidėti prie kremzlės sveikatos palaikymo būdų kūrimo būsimoms misijoms į Mėnulį ir Marsą.
Grįžimo į atmosferą modeliavimas
Kosminėje stotyje mokslinius tyrimus atliekantys mokslininkai dažnai grąžina savo eksperimentus į Žemę papildomai analizei ir tyrimams. Tačiau sąlygos, kurias erdvėlaiviai patiria grįžimo į atmosferą metu, įskaitant didelį karštį, gali turėti nenumatytą poveikį jų turiniui.
Šiluminė izoliacija naudojama erdvėlaivių ir jų turinio apsaugai, yra pagrįsta skaitmeniniais modeliais, kurie dažnai nėra patvirtinti realaus skrydžio metu, todėl gali būti gerokai pervertintas reikiamos sistemos dydis ir užimti brangios vietos bei masės. „Kentucky Re-entry Probe Experiment-2“ (KREPE-2), kuris yra dalis pastangų tobulinti šiluminės apsaugos sistemų technologijas, naudoja tris kapsules su skirtingomis šiluminės apsaugos medžiagomis ir įvairiais jutikliais, kad gautų duomenis apie realias grįžimo į atmosferą sąlygas.
Vienos iš „KREPE-2“ kapsulių grįžimas į Žemės orbitą / A. Martin, P. Rodgers, L. Young, J. Adams, Kentukio universiteto iliustracija
„Remdamiesi sėkmingu KREPE-1 bandymu, patobulinome jutiklius, kad galėtume surinkti daugiau matavimų, ir – ryšio sistemą, kad galėtume perduoti daugiau duomenų“, – sakė Kentukio universiteto vyriausiasis tyrėjas Alexandre'as Martinas.
