5 سوغاتی از فضا

نخستین بخش ایستگاه فضایی بین‌المللی در سال 1377/ 1998 در مدار زمین قرار گرفت و دو سال بعد اولین گروه از فضانوردان در آن ساکن شدند.

از آن زمان تاکنون، این ایستگاه فضایی که پیوسته بر ساکنان آن افزوده می‌شود، تنها آزمایشگاه دائمی در شرایط میکروگرانشی است که تحقیقات انجام شده در آن، پیشرفت‌های علمی مهمی به دنبال داشته است. این پیشرفت‌ها توانسته‌اند شرایط زندگی انسان در زمین را بهبود ببخشند و راه‌حل‌هایی برای مشکلات جهانی ارائه کنند.

مطالعات علمی در ایستگاه فضایی شامل مطالعات میان رشته‌ای است که علوم متنوعی از جمله میکروبیولوژی، فیزیک پایه، زیست‌شناسی انسانی، نجوم و هواشناسی را شامل می‌شود. نمونه‌هایی از دستاورهای علمی حاصل از مطالعات و ساخت اجزای ایستگاه فضایی بین‌المللی را در ادامه می‌خوانید.

درمان سرطان

مشکل اصلی ساخت یک سلول در روی زمین، نیروی گرانش است. می‌توان تصور کرد که ایجاد یک جسم کروی معلق بویژه در اندازه‌های میکروسکوپی، با وجود نیروی گرانش، غیرممکن است. اما این کار در شرایط میکروگرانش - جایی مانند ایستگاه فضایی بین‌المللی - امکان‌پذیر است. ایستگاه فضایی بین‌المللی بر خلاف هر جای دیگر، قابلیت بی‌نظیری برای دستکاری در اجسام مایع با شکل سه‌بعدی کامل ایجاد می‌کند.

همین ویژگی، این ایستگاه را به آزمایشگاهی برای تحقیقات سرطان تبدیل کرده است. از جمله تحقیقات انجام شده، کار روی تولید یک داروی آنتی‌بادی است که ممکن است بتواند از داخل بدن به سرطان حمله کرده و از گسترش آن جلوگیری کند.

این رویکرد که در قالب ایمونوتراپی عمل می‌کند شامل تزریق یک عامل خارجی است که روی سلول‌های سرطانی قرار می‌گیرد و سیگنال‌هایی همانند پیام‌هایی که برای مقابله با عفونت‌ها و ویروس‌ها ارسال می‌شود برای مبارزه با این سلول‌ها به سیستم ایمنی بدن ارسال می‌کند. در این روند، سلول‌های سالم دست نخورده باقی می‌مانند.

ایمونوتراپی در حال حاضر یک شکل از درمان سرطان است اما فقط برای بخش کوچکی از بیماران مبتلا به سرطان انجام می‌شود و در مقایسه با پرتودرمانی یا شیمی درمانی بسیار هزینه‌بر است. طراحی دارویی که بتواند به‌طور موثر سلول‌های سرطانی را از بین ببرد، تحولی بزرگ و روشی امن برای بیماران سرطانی خواهد بود. سلول‌های سرطانی‌ای که با این داروها مورد آزمایش قرار می‌گیرند، بوسیله فناوری‌های فضایی کشت می‌شوند.

لوئیس زی، دانشیار پژوهشی در بخش فناوری‌های فضایی می‌گوید ،شما در فضا می‌توانید تومورهای سرطانی کروی شکل بزرگ و بزرگ‌تری را رشد دهید. بنابراین مدل بهتری نسبت به آنچه که در بدن انسان اتفاق می‌افتد در اختیار دارید. این شرایط، احتمال گرفتن نتایج منفی اشتباه یا نتایج مثبت اشتباه را کاهش می‌دهد.

با تکمیل این تحقیقات، دانشمندان ایده بهتری درمورد چگونگی تعامل سرطان با سیستم ایمنی بدن و این‌که چه گام‌های دیگری باید برای ایجاد گزینه‌های درمانی مناسب برداشته شوند خواهند داشت.

ساخت داروی جدید

بیش از 100هزار پروتئین در بدن انسان و حدود 10 میلیارد پروتئین در طبیعت وجود دارد. ساختار هر پروتئین متفاوت است و هرکدام از پروتئین‌ها حاوی اطلاعات مهم درباره سلامت ما و جهان است. شناخت شکل پروتئین‌های بدن انسان در ساخت داروها نقش مهمی دارد. این ماکرومولکول‌ها مسئول طیف وسیعی از عملکردهای زیستی هستند و مطالعات کریستالوگرافی برای شناخت ساختار آنها ضروری است. برای این منظور باید شرایطی فراهم شود که بلورهای طبیعی پروتئین‌ها بتوانند در یک محیط مایع، مانند فضای داخلی سلول‌های بدن انسان تشکیل شوند. محیط مناسب برای مطالعه این ساختارها فضاست. در سطح زمین نیروی گرانش، مانع تشکیل بلورها در یک محیط مایع است و ذرات چگال‌تر تحت تاثیر این نیرو در پایین محیط مایع رسوب می‌کنند. اما در محیط میکروگرانشی، این اتفاق نمی‌افتد و کریستال‌ها می‌توانند در اندازه‌هایی بزرگ‌تر از آنچه در سطح سیاره زمین وجود دارند رشد کنند. این شرایط امکان تجزیه و تحلیل آسان‌تر ریزساختار آنها را فراهم می‌کند. کریستال‌های پروتئینی که در ایستگاه فضایی بین‌المللی رشد کردند در ساخت داروهای جدید برای بیماری‌هایی مانند دیستروفی عضلانی و سرطان مورد استفاده قرار می‌گیرند.

بهبود کیفیت هوا در محیط‌های بسته

فضانوردان باید بتوانند میوه و سبزیجات مورد نیاز خود را در فضا تولید کنند. وقتی این مواد غذایی در محفظه‌هایی در فضا رشد می‌کنند نسبت به ماده‌ای به نام اتیلن آسیب‌پذیر هستند. اتیلن-گازی که به‌طور طبیعی توسط گیاهان تولید می‌شود -مانع رسیدن محصولات شده و تولید محصولات نارس را به دنبال دارد. برای جلوگیری از این شرایط، محققان در ایستگاه فضایی ابزاری برای کاهش تولید اتیلن ساخته و آن را با موفقیت آزمایش کردند. این سیستم که استروکالچر پیشرفته (ADVASC)نامیده می‌شود گاز اتیلن را به مقادیر کم آب و دی‌اکسیدکربن تبدیل می‌کند که برای گیاهان مناسب هستند. ADVASC همچنین با از بین بردن ویروس‌ها، باکتری‌ها و کپک‌ها از اتاقک‌های رشد گیاهان، باعث زنده ماندن آنها می‌شود. این راه‌حل که برای رشد محصولات گیاهی در فضا ایجاد شد اکنون به راهی برای جلوگیری از رشد کپک و باکتری‌ها در خانه‌ها، تاسیسات بیمارستانی و سایر محیط‌های صنعتی در سراسر جهان تبدیل شده است. در حال حاضر این فناوری برای محافظت از شما، خانواده و خانه‌تان از گرد و غبار، میکروب‌ها، بو، حیوانات خانگی، ویروس‌ها و آلودگی‌های دیگر در دسترس قرار دارد و برای افزایش ماندگاری میوه‌ها و سبزیجات در فروشگاه‌های مواد غذایی نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین مشخص شده است که این فناوری تا 99 درصد تمام آلودگی‌های سطحی مانند آلودگی به عوامل بیماری‌زای استاف، استرپ، لیستریا، آنفلوآنزای مرغی، هپاتیت و آنفلوآنزای خوکی را از بین می‌برد.

حمایت از تلاش‌ها برای تصفیه آب

امکان استفاده مجدد از آب مصرفی برای فضانوردان در ایستگاه فضایی یک نیاز اساسی است. در ایستگاه فضایی، فاضلاب و ادرار برای تبدیل شدن به آب آشامیدنی بازیافت می‌شوند تا مقدار مواد مورد نیاز آب برای انتقال به ایستگاه کاهش یابد. در واقع، انسان‌ها در فضا نیاز به مقدار زیادی مواد مصرفی متابولیک (مانند اکسیژن، آب و غذا) دارند. برآورد شده است که برای یک ماموریت به مریخ، حدود 40 تن مواد مصرفی مورد نیاز است. برای کاستن از حجم مواد قابل انتقال و ایجاد استقلال بیشتر برای فضانوردان، آژانس فضایی اروپا (ESA) سال‌هاست در حال توسعه فناوری‌های بازیافت است.

این فناوری‌ها، واحدهای عملیاتی مانند واحدهای تصفیه آب خاکستری (آبی که برای شست و شو و مصارف آشپزخانه مورد استفاده قرار می‌گیرد)، تا سیستم‌های بازیافت کامل را شامل می‌شود. از سوی دیگر امروزه افزایش میزان فاضلاب غیر‌تصفیه شده یکی از علل ریشه‌ای بحران‌های امنیتی در زمینه آب در سیاره زمین به شمار می‌آید. در شرایطی که بسیاری از انسان‌ها در سراسر جهان به آب آشامیدنی سالم دسترسی ندارند، استفاده از فناوری‌های ایجادشده برای ایستگاه فضایی، با فراهم کردن سیستم‌های تصفیه آب پیشرفته در مناطقی که در خطر کمبود آب قرار دارند می تواند، تفاوت‌های اساسی در زندگی انسان‌ها در این جوامع ایجاد ‌کند. تجاری‌سازی فناوری‌های مرتبط با ایستگاه فضایی، امکان رهایی از فاجعه کمبود آب را برای جوامع سراسر دنیا فراهم کرده است.

کنترل بلایای طبیعی از فضا

ایستگاه فضایی بین‌المللی هر 91 دقیقه، یک دور کامل به دور زمین می‌گردد و در این گردش هر روز از روی بیش از 90 درصد مناطق پرجمعیت جهان عبور می‌کند. ISERV یا سیســــــــتم تحقیقــــــات و تصــــــــــویربــــــــرداری زیست‌محیطی در ایستگاه فضایی بین‌المللی (که در سال 2012 با نرم افزار قدرتمندتری جایگزین شد) تصاویری از زمین تهیه می‌کند که می‌توانند در کشورهای در حال توسعه‌ای که تحت تاثیر بلایای طبیعی قرار دارند مورد استفاده قرار بگیرند. این سیستم، روزانه بیش از 1000 تصویر از زمین تهیه می‌کند که بیشتر آنها برای بررسی بلایای طبیعی در کشورهای درحال توسعه مورد استفاده قرار گرفته و با ایجاد امکان دسترسی به ماهواره‌های مشاهده زمین، به واکنش سریع‌تر در مواجهه با آتش سوزی، سیل، فوران‌های آتشفشانی، جنگل زدایی و سایر بلایای طبیعی کمک می‌کنند. هرچند ISERV ماموریت خود را تکمیل کرده، اما ایستگاه فضایی همچنان یک پلتفرم ارزشمند برای مشاهده زمین در زمان فاجعه به شمار می‌آید.

یاسمین مشرف

منابع: bbvaopenmind.com و nasa.govژ