Merayakan 20 Tahun Ilmu Pengetahuan Inovatif di Stasiun Antariksa Internasional

Selama dua dekade terakhir, astronot di Stasiun Antariksa Internasional (ISS) telah melakukan ilmu pengetahuan dengan cara yang tidak dapat dilakukan di tempat lain. Beredar sekitar 250 mil di atas Bumi, ISS adalah satu-satunya laboratorium yang tersedia untuk penelitian mikrogritasi jangka panjang.

Selama 20 tahun terakhir, stasiun antariksa telah mendukung banyak penemuan, inovasi ilmiah, kesempatan unik, dan terobosan historis. Penelitian ini tidak hanya membantu menjelajahi lebih jauh ke luar angkasa tetapi juga memberikan manfaat bagi kehidupan di Bumi.

Berikut adalah terobosan ilmiah besar yang dicapai selama 20 tahun kehadiran manusia di ISS.

Penelitian Penyakit Dasar

Penyakit Alzheimer dan Parkinson, kanker, asma, dan penyakit jantung — jika salah satu kondisi ini telah mempengaruhi hidup Anda, penelitian stasiun antariksa juga telah mempengaruhi Anda. Penelitian mikrogritasi telah memberikan wawasan baru bagi ilmuwan yang mempelajari penyakit-penyakit ini. Tanpa gangguan gravitasi Bumi, peneliti Alzheimer telah mempelajari kluster protein yang dapat menyebabkan penyakit neurodegeneratif. Peneliti kanker mempelajari pertumbuhan sel endotel yang membantu menyediakan darah di tubuh — darah yang diperlukan tumor untuk terbentuk. Sel yang ditanam di ISS tumbuh lebih baik daripada di Bumi dan dapat membantu menguji perawatan kanker baru. Penelitian Badan Antariksa Eropa telah membantu dalam pengembangan alat diagnostik yang mengukur pernapasan saluran napas — alat yang tidak hanya membantu diagnostik penerbangan luar angkasa tetapi juga memiliki aplikasi di Bumi untuk mendiagnosis kondisi serupa seperti asma.

Penemuan Api Dingin yang Terus Membakar

Saat ilmemwan membakar titik cair bahan bakar dalam studi Flame Extinguishing Experiment (FLEX), sesuatu yang tidak terduga terjadi. Titik cair bahan bakar heptan tampaknya padam sebenarnya terus membakar tanpa api terlihat. Api padam dua kali — sekali dengan dan sekali tanpa api terlihat. Ini adalah pertama kalinya ilmemwan mengamati titik cair bahan bakar heptan yang besar yang memiliki dua mode pembakaran dan pemadaman. Tahap kedua dipelihara oleh apa yang dikenal sebagai pelepasan kimia api dingin. Ketika kita memikirkan api, kita biasanya memikirkan panas tetapi api khusus yang dibuat di ISS menjaga hal-hal sedikit lebih sejuk.

Menghilangkan gravitasi dari studi pembakaran memungkinkan eksplorasi prinsip dasar api. Api dingin telah dibuat di Bumi tetapi mereka dengan cepat berkedip-kedip. Di ISS, api dingin dapat membakar selama menit, memberikan ilmemwan kesempatan yang lebih baik untuk mempelajarinya. Api biasa menghasilkan asap, karbon dioksida, dan air. Api dingin menghasilkan karbon monoksida dan formaldehida. Pelajari lebih banyak tentang perilaku api yang berbeda secara kimia ini dapat menyebabkan pengembangan kendaraan yang lebih efisien dan tidak mencemari dan dapat memberikan definisi dan arah untuk tes pemadaman api skala besar dan pemilihan agen pemadam untuk kendaraan eksplorasi crew generasi depan.

Sistem Pengolahan Air Baru

Mengolah air limbah secara efisien di stasiun antariksa mengurangi kebutuhan untuk menyediakan air melalui misi persediaan. Saat kita bepergian lebih dalam ke luar angkasa, persediaan tidak akan dapat dilakukan, menjadikan sistem ini menjadi keharusan. Sistem Pengolahan Air JEM (JWRS) menghasilkan air minum dari urine. Dulu di pesawat berangkot, urine dan air limbah dikumpulkan dan disimpan, atau dibuang ke luar. Untuk misi luar angkasa jangka panjang, pasokan air mungkin menjadi faktor pembatas.

Selain itu, banyak orang di seluruh dunia tidak memiliki akses ke air bersih. Area yang rentan dapat mendapatkan akses ke sistem pengolahan dan pemurnian air canggih melalui teknologi yang dikembangkan untuk ISS. Sistem Pengolahan Air stasiun memurnikan dan memfilter air stasiun, memulihkan dan mendaur ulang 93% air yang digunakan astronot di luar angkasa.

Pengembangan Obat

Eksperimen pertumbuhan kristal protein yang dilakukan di ISS telah memberikan wawasan tentang banyak perawatan penyakit, dari kanker hingga penyakit gusi. Mempelajari protein manusia dengan mengkristalnya membantu kita mempelajari lebih banyak tentang tubuh kita dan potensi perawatan penyakit. Salah satu hasil yang paling menjanjikan dari eksperimen stasiun ini berasal dari studi protein yang terkait dengan Distrofi Otot Du chenne (DMD), gangguan genetik yang tidak dapat disembuhkan. Perawatan untuk DMD berdasarkan penelitian ini sedang dalam uji klinis. Penyelidikan lain, PCG-5, bertujuan untuk menumbuhkan antibodi terapeutik Keytruda^® dalam bentuk kristal yang lebih seragam. Tujuannya adalah untuk meningkatkan obat sehingga dapat diberikan melalui suntikan sebaliknya perawatan IV.

Mengatasi Penyusutan Otot dan Kehilangan Tulang

Studi luar angkasa telah sangat berkontribusi pada pengetahuan kita tentang kehilangan tulang dan otot astronot — dan bagaimana mengurangi efeknya. Pengetahuan yang diperoleh juga berlaku untuk orang di Bumi yang berhadapan dengan penyakit seperti osteoporosis. Efek mikrogritasi pada tulang dan otot memberikan kesempatan unik untuk penelitian. Ilmemwan telah mengembangkan rutinitas olahraga dan pola makan yang secara signifikan mengurangi kehilangan tulang dan otot yang astronot sebaliknya akan mengalami selama tinggal mereka di stasiun.

Memahami cara mengurangi efek mikrogritasi pada tulang dan otot penting untuk eksplorasi di masa depan di lingkungan gravitasi parsial Bulan dan Mars. Di Bumi, penyusutan tulang dan otot terjadi dari penuaan normal, gaya hidup tidak aktif, dan penyakit. Mempelajari kehilangan ini di mikrogritasi dapat membantu kita memahami lebih baik dan potensial menciptakan perawatan untuk orang di Bumi.

Memahami Bagaimana Tubuh Berubah di Mikrogritasi

Saat manusia menuju Mars, kita perlu tahu tantangan apa yang dihadapi. Tinggal jangka panjang di stasiun antariksa telah mengungkapkan cara yang tidak terduga tubuh manusia berubah di mikrogritasi. Beberapa astronot, misalnya, secara tidak terduga mengalami perubahan visi, yang sekarang dikenal sebagai Sindrom Neuro-Okular Asosiasi Penerbangan Luar Angkasa (SANS). Setelah membantu menemukan masalah, penelitian stasiun antaraksa telah berfungsi sebagai platform untuk memahami SANS lebih baik.

Studi Kembar NASA membandingkan astronot Scott Kelly selama setahun di luar angkasa dengan saudara kembarnya yang tinggal di Bumi Mark Kelly. Ini memberikan wawasan tentang banyak cara penerbangan luar angkasa jangka panjang mempengaruhi tubuh manusia. Temuan menunjukkan bahwa ekspresi gen Scott berubah dan tubuhnya bereaksi dengan baik terhadap vaksin saat di luar angkasa.

Menanam Makanan di Mikrogritasi

Kemampuan untuk menanam makanan tambahan dapat membantu manusia menjelajahi lebih jauh dari Bumi. Banyak teknik untuk menanam tanaman telah dijelajahi di stasiun antaraksa untuk mempersiapkan misi ini. Pada 10 Agustus 2015, astronot mencoba salad yang ditanam di luar angkasa untuk pertama kalinya dan astronot sekarang menanam lobak di luar angkasa. Delapan jenis sayuran daun telah ditanam di fasilitas Veggie untuk astronot untuk dimakan, menyempurnakan teknik terbaik.

Solusi baru untuk penyiraman, pencahayaan, dan pertumbuhan tanaman harus diuji untuk menciptakan tanaman pangan di mikrogritasi. ISS telah berfungsi sebagai platform untuk melakukan tes ini dan memverifikasi kondisi apa yang memungkinkan tanaman tumbuh paling efektif.

Pencetakan 3D di Mikrogritasi

Item pertama dicetak 3D di ISS pada 2014. Dikembangkan oleh Made in Space, printer menghasilkan berbagai bagian yang dianalisis peneliti dan dibandingkan dengan yang dibuat di tanah. Analisis menunjukkan bahwa mikrogritasi tidak memiliki efek signifikan pada proses, menunjukkan bahwa printer 3D bekerja secara normal di luar angkasa. Eksperimen selanjutnya menggunakan plastik daur ulang untuk mencetak objek. Fasilitas BioFabrication membuat langkah kecil menuju pencetakan organ dan jaringan manusia di mikrogritasi, menggunakan lapisan bioink ultra halus.

Menguji printer di ISS membuka jalan untuk misi luar angkasa di masa depan untuk lebih independen dari Bumi. Barang yang dibutuhkan dapat dicetak 3D daripada dikirim dari Bumi dan dibawa sepanjang perjalanan. Menggunakan materi daur ulang untuk pencetakan dapat menggunakan materi yang jika tidak akan mengambil ruang penyimpanan yang terbatas pada misi durasi panjang.

Merespons Bencana Alam

Dengan citra kamera handheld kru sebagai komponen inti, stasiun telah menjadi peserta aktif dalam pengumpulan data orbit untuk mendukung aktivitas respons bencana baik di dalam AS maupun di luar negeri. Astronot mengambil gambar bencana seperti badai dan kebakaran sepanjang perkembangan mereka, mendokumentasi awan, banjir, dan perubahan pada daratan. Sensor Pemerikan yang dipasang di ISS juga mendeteksi distribusi dan variabilitas petir untuk meningkatkan peramalan cuaca ekstrem. Data ini memungkinkan respons yang lebih terinformasi terhadap bencana dari perspektif yang tidak dapat diperoleh di Bumi.

Temukan lebih banyak penemuan ISS di Tech Briefs TV di sini.