NASA’s Artemis 2-astronauten vliegen met deze ‘avatars’ rond de maan

Wanneer de Artemis II ruimteschip vervoert vier astronauten rond maanhet zal ook vier miniatuurproxy’s van de bemanning bevatten, gemaakt vanuit hun eigen cellen.

Naast bemanningscommandant Reid WisemanVictor Glover, Christina Koch en Jeremy Hansen zullen in het laboratorium gekweekte weefselmonsters laten vliegen die zijn ontworpen om delen van de lichamen van de bemanning na te bootsen, met name beenmerg, een sleutelcomponent van het immuunsysteem. De NASA experiment, gebeld AVATAR – een afkorting van A Virtual Astronaut Tissue Analog Response – wil laten zien hoe levende menselijke cellen reageren op straling in de diepe ruimte en gewichtloosheid.

Voor launchwat zou kunnen gebeuren al op 6 maartzullen artsen bloed afnemen bij elk bemanningslid. Wetenschappers zullen vervolgens cellen uit die monsters laten groeien en deze in chips plaatsen die ongeveer zo groot zijn als een USB-stick. Tijdens de 10-daagse missiezullen de chips dezelfde straling en microzwaartekracht absorberen als hun menselijke tegenhangers.

“Dit is een klein experiment, maar het zou tot hele grote gevolgen voor de gezondheidszorg kunnen leiden, zowel voor onze astronauten als voor de mensen hier op aarde”, zegt Jacob Bleacher, hoofdonderzoeker van NASA.

Artemis II markeert NASA’s eerste bemande missie buiten een lage baan om de aarde sinds Apollo – en de eerste die biomedisch onderzoek centraal stelt in een maanvlucht. Het Orion-ruimteschip, genoemd Integriteit door de bemanning zal voorbij de beschermende magnetische bel van de aarde reizen, waardoor de astronauten worden blootgesteld aan stralingsniveaus die veel hoger zijn dan die aan boord van het internationale ruimtestation. Dat is een kans voor wetenschappers om te beginnen met het schrijven van het draaiboek voor interplanetair reizen, leren hoe mensen in leven te houden in de meedogenloze wildernis van ruimte.

Buiten het schip is de ruimte enorm – onbegrijpelijk. Maar binnen de capsule behoort ‘ruimte’ tot de meest schaarse hulpbronnen. Het bewoonbare gebied van Orion ligt dichter bij een studio-appartement dan bij een ruimtestation, en bepaalt alles, van de manier waarop astronauten bewegen tot de manier waarop ze biologische monsters opslaan. NASA-onderzoekers hebben die beperking in de onderzoeken zelf ingebouwd.

Onderzoek naar immuunbiomarkers

Eén onderzoek, bekend als Immuunbiomarkersricht zich op hoe de diepe ruimte het immuunsysteem verandert. Eerder onderzoek heeft aangetoond dat ruimtevluchten de immuunreacties kunnen verzwakken en sluimerende virussen, zoals gordelroos en koortsblaasjes, kunnen doen ontwaken.

Omdat Orion geen koeling heeft, verzamelen astronauten hun spuug door behandeld papier, zoals postzegels, te likken en in kleine boekjes te bewaren. Wetenschappers zullen de monsters rehydrateren nadat de capsule terugkeert naar de aarde.

“Speeksel is in feite een venster op hoe ons immuunsysteem functioneert,” zei Bleacher.

Boogschutter studie

Een ander onderzoek, Artemis Research for Crew Health and Readiness (Boogschutter)zal onderzoeken hoe astronauten slapen, denken en met elkaar omgaan in de ruimte. Bemanningsleden zullen polsapparaten dragen, vergelijkbaar met een Fitbit, om hun activiteit en rust te controleren. Onderzoekers zullen die gegevens koppelen aan cognitieve tests en gedragsbeoordelingen.

De fitnesstrackers zullen NASA ook helpen bestuderen hoe het viertal omgaat met trainen in de besloten ruimtes van Orion, waar een verhoogde ademhaling het kooldioxidegehalte zal verhogen.

De bemanning van Artemis II in oranje vluchtpakken, van links: Reid Wiseman, Christina Koch, Victor Glover en Jeremy Hansen.
Krediet: NASA

Studie van standaardmaatregelen voor ruimtevluchten

Een derde poging, Standaardmaatregelen voor ruimtevaartbreidt een programma voor gezondheidsmonitoring uit dat NASA in 2018 in een lage baan om de aarde begon. Astronauten zullen bloed leveren, urineen speeksel voor en na de missie en volledige tests van evenwicht, kracht en uithoudingsvermogen.

Microzwaartekracht eist zijn tol van de botten en spieren van astronauten, maar NASA wil weten hoe snel de bemanning kan terugkeren naar fysieke arbeid. Kort na het landen voor de kust van Californië zal de bemanning aan boord gaan ruimtepakken en voltooi een gesimuleerde ruimtewandeling en hindernisbaan om hun herstel te meten.

Als NASA mensen immers op een maandenlange reis wil sturen naar… Marszullen die astronauten geen revalidatie meer hebben om ze in vorm te krijgen zodra ze aankomen.

Onderzoek naar blootstelling aan straling

Straling blijft een van de grootste onbekenden voor langdurige ruimtevaart. Het magnetische veld van de aarde en de Van Allen-stralingsgordel, een zone van geladen deeltjes rond de magnetosfeer van de planeet, helpen ruimtevaartuigen in een lage baan, zoals het ruimtestation, te beschermen tegen veel van de straling. zon’s uitbarstingen en kosmische straling. Maar Artemis II gaat verder dan dat, naar een meer vijandige stralingsomgeving.

Artemis II-astronauten zullen persoonlijke stralingssensoren in hun zakken dragen, terwijl detectoren die overal in de cabine zijn gemonteerd de blootstellingsniveaus zullen volgen. Extra monitoren ontwikkeld met de Duitse ruimtevaartorganisatie zal hoogenergetische deeltjes meten waarvan wordt aangenomen dat ze verhoogde gezondheidsrisico’s met zich meebrengen.

AVATAR-studie

Stralingsgegevens zullen ook informatie verschaffen over een van de meest ongewone experimenten van de missie: de orgel-op-een-chip-apparaten die de levende cellen van de bemanning bevatten.

NASA zal de AVATAR-weefselchips onderbrengen in een doos op batterijen die de temperatuur en de afgifte van voedingsstoffen tijdens de vlucht regelt. Na de missie zullen wetenschappers analyseren hoe de genactiviteit binnen individuele cellen verandert, door vluchtmonsters te vergelijken met kopieën op aarde.

Het werk heeft tot doel te onthullen hoe straling in de diepe ruimte en gewichtloosheid de ontwikkeling van bloedcellen beïnvloeden. En het zal ook dienen als een testcase voor de vraag of deze chips gezondheidsresultaten kunnen voorspellen.

“Dit zal erg belangrijk zijn voor het opbouwen van zowel ons begrip van de stress die gepaard gaat met het doen van de allereerste Artemis II, maar (ook) later, als we een duurzame aanwezigheid op de maan gaan vestigen en dan hopelijk naar Mars gaan”, zegt Mark Clampin, adjunct-adjunct-administrateur voor NASA-wetenschap. “Het is een manier, misschien in de toekomst, dat we daadwerkelijk (gepersonaliseerde) gezondheidskits kunnen bouwen die ons helpen ervoor te zorgen dat onze astronauten veilig zijn.”