ISS-ன் வெளியே சிறிய புழுக்களை அனுப்புவது ஆழ்விண்வெளிக்கான மனிதர்களைத் தயாரிக்க எப்படி உதவும்

ஆழ்விண்வெளி உயிரியல் சோதனை, வெறும் 1 மில்லிமீட்டர் நீளமுள்ள விலங்குகளுடன் தொடங்குகிறது

கீழ் பூமி வட்டப்பாதைக்கு அப்பால் நீண்டகால ஆய்வு ஒரு பழக்கமான ஆனால் இன்னும் தீர்க்கப்படாத பிரச்சினையை எழுப்புகிறது: பூமியின் பாதுகாப்பு சூழலை விட்டு வெளியேறும்போது மனித உடல் ஆபத்தான முறையில் மாறுகிறது. தசை மற்றும் எலும்பு இழப்பு, பார்வையை பாதிக்கக்கூடிய திரவ மாற்றங்கள், கதிர்வீச்சு வெளிப்பாடு ஆகியவை நிலா மற்றும் அதற்கு அப்பாற்பட்ட நீண்டகால பயணங்களின் சாத்தியத்தையே ஆபத்துக்குள் தள்ளுகின்றன. சர்வதேச விண்வெளி நிலையத்துக்கு செல்லும் புதிய பரிசோதனை, நம்முடன் முக்கியமான உயிரியல் பண்புகளைப் பகிரும் இன்னும் சிறிய ஒரு உயிரினத்தை ஆய்வு செய்து இந்த ஆபத்துகளை விளக்க முயல்கிறது: நெமாடோட் புழு C. elegans.

Universe Today தெரிவிப்பதுபோல், இந்த நுண்ணிய புழுக்களின் குழு ஏப்ரல் 11 அன்று NASA-வின் Northrop Grumman CRS-24 மீள்சேர்க்கை பணியின் மூலம் ISS-க்கு அனுப்பப்பட்டது; இது Fluorescent Deep Space Petri-Pods திட்டம், அல்லது FDSPP, இன் ஒரு பகுதியாகும். இந்த முயற்சிக்கு University of Exeter தலைமை தாங்குகிறது, University of Leicester இதனை வடிவமைத்துள்ளது, Voyager Space Technologies இதனை ஒருங்கிணைத்துள்ளது, மேலும் UK Space Agency நிதியளித்துள்ளது. இது சிறிய அளவிலான பரிசோதனை என்றாலும் அதன் இலக்கு பெரியது: மைக்ரோகிராவிட்டி மற்றும் தீவிர விண்வெளிக் கதிர்வீச்சின் இணைந்த அழுத்தத்தில் உயிரியல் அமைப்புகள் எவ்வாறு பதிலளிக்கின்றன என்பதை காட்டுவது.

விஞ்ஞானிகள் C. elegans-ஐ மீண்டும் மீண்டும் தேர்ந்தெடுப்பதற்குக் காரணம் நடைமுறை சார்ந்தது. இந்த புழுக்கள் சிறியவை என்றாலும், மனிதர்களுடன் ஆச்சரியப்படுத்தும் அளவுக்கு உயிரியல் ஒற்றுமைகளைப் பகிர்கின்றன, மேலும் பூமியில் மருத்துவ ஆராய்ச்சியில் ஏற்கனவே பரவலாக பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இதனால், பூமியின் பாதுகாப்பு கவசத்திற்கு வெளியே உயிரினங்கள் எவ்வாறு தழுவிக்கொள்கின்றன, அல்லது தழுவிக்கொள்ளத் தவறுகின்றன என்பதற்கான ஆரம்பக் கேள்விகளுக்குப் பயனுள்ள மாதிரியாக அவை அமைகின்றன.

உபகரணம் சிறியது, ஆனால் சூழல் கடுமையானதாக இருக்கும்

இந்தப் பரிசோதனையின் மைய உபகரணம் Petri Pod எனப்படும் சிறப்பாக வடிவமைக்கப்பட்ட குறளிய உயிர்த் தாங்கும் அமைப்பு. ஒவ்வொரு அலகும் 10 x 10 x 30 சென்டிமீட்டர் அளவிலும், சுமார் 3 கிலோ எடையிலும் உள்ளது, மேலும் 12 பரிசோதனை அறைகளைக் கொண்டுள்ளது. அந்த அறைகள் புழுக்களுக்கு அழுத்தம், வெப்பநிலை, மற்றும் சுவாசிக்கக்கூடிய காற்றின் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட அளவை பராமரிக்கின்றன; அதேசமயம் agar carrier உணவாக வழங்கப்படுகிறது.

இந்தப் பொறியியல் சவால் குறிப்பிடத்தக்கது, ஏனெனில் இந்தத் திட்டம் உயிரியல் மாதிரியை வெறுமனே விண்வெளிக்குக் கொண்டு சென்று திரும்பக் கொண்டுவருவதல்ல. ISS-இல் ஆரம்பகட்ட காலத்துக்குப் பிறகு, Petri Pods ஒரு ரோபோடிக் கையின் மூலம் நிலையத்தின் வெளிப்புற hull-க்கு மாற்றப்பட உள்ளன; அங்கு அவை 15 வாரங்கள் இருக்கும். நிலையத்தின் வெளியே, புழுக்கள் மிகவும் கடுமையான சூழலை எதிர்கொள்ள வேண்டும்; மைக்ரோகிராவிட்டியுடன் நீடித்த கதிர்வீச்சு வெளிப்பாடு இணையும். இது முழுவதும் pressurized உட்புறத்தில் வைத்த பரிசோதனையைவிட ஆழ்விண்வெளி நிலைமைகளுக்கு அதிகம் பொருந்துகிறது.

இந்த வெளிப்புற அமைப்பே திட்டத்திற்குப் பெரும்பாலான மதிப்பை அளிக்கிறது. விண்வெளியில் உயிரின் நடத்தை எப்படி இருக்கிறது என்பதைப் புரிந்துகொள்ள ISS பெரும்பாலும் ஒரு படிக்கட்டாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, ஆனால் எல்லா சுற்றுப்பாதை சூழல்களும் ஒன்றல்ல. நிலையத்தின் வெளியே வைக்கப்பட்ட payload, சூழல் அழுத்தத்தின் நேரடியான வடிவத்தை எதிர்கொள்கிறது; இந்தப் பரிசோதனை அந்தச் சூழ்நிலைகளில் உயிரியல் பதில்களைப் பிடிக்குமாறு வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது.

ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஒளிரும் உயிரியல் சிக்னல்களை கண்காணிப்பார்கள்

FDSPP புழுக்களை கடுமையான சூழலில் வைத்து, இறுதியில் என்ன நடந்தது என்று பார்க்குவதிலேயே நிற்கவில்லை. Petri Pods-இல் நான்கு அறைகள் miniaturized cameras-களுடன் அமைக்கப்பட்டுள்ளன; அவை white-light still images மற்றும் time-lapse photography-யை பதிவு செய்யும். அதைவிட முக்கியமாக, இந்தப் பரிசோதனை ஒளிரும் சிக்னல்களின் மூலம் புழுக்களின் உயிரியல் பதில்களைப் பதிவுசெய்யும்.

இந்த fluorescence வடிவமைப்பின் மையம், ஏனெனில் அது உயிரியல் அமைப்புகள் காலப்போக்கில் எப்படி பதிலளிக்கின்றன என்பதை வெளிப்படுத்த முடியும். பயணத்துக்குப் பிறகான பகுப்பாய்வை மட்டும் நம்புவதற்குப் பதிலாக, பரிசோதனை நடந்து கொண்டிருக்கும் போதே ஆராய்ச்சியாளர்கள் தொலைநிலையிலிருந்து மாற்றங்களைப் பார்க்க முடியும். இதன் விளைவு, ஒரு passive sample container-ஐ விட compact, autonomous space biology lab-க்கு நெருக்கமானதாக இருக்கும்.

Universe Today, University of Leicester-இன் திட்ட மேலாளர் Professor Mark Sims-ஐ மேற்கோள் காட்டுகிறது; அவர் இந்த சாதனத்தை வடிவமைப்பதும் கட்டுவதும் சுவாரசியமும் சவாலுமாக இருப்பதாக விவரிக்கிறார். அந்த விளக்கம் இந்தப் பணிக்குச் சரியாக பொருந்துகிறது. அமைப்பு உயிரை காப்பாற்ற வேண்டும், தரவைச் சேகரிக்க வேண்டும், மேலும் பகைமை சூழலில் உயிர் பிழைக்க வேண்டும், அதுவும் மிகச் சுருக்கமான தொகுப்பில். Space biology பெரும்பாலும் இப்படியான engineering compression-ஐ சார்ந்தே இயங்குகிறது: ஒரு ஆய்வகத்தின் செயல்களை, launch செய்யக்கூடியதும், தொலைநிலையிலிருந்து இயக்கக்கூடியதும், பல மாதங்கள் விண்வெளியில் இருந்த பிறகும் பயன்படத்தக்க தரவை வழங்கக்கூடியதும் ஆன ஒன்றாகச் சுருக்குவது.

புழுக்கள் எதிர்கால விண்வெளி வீரர்களுக்கு ஏன் முக்கியம்

முதல் பார்வையில், புழுக்களை விண்வெளிக்கு அனுப்புவது ஒரு novelty போலத் தோன்றலாம். நடைமுறையில், இது ஒரு வழக்கமான ஆராய்ச்சி தர்க்கத்தை பிரதிபலிக்கிறது. மனித ஆய்வுக்கு உயிரியல் புரிதல் தேவை; அந்தப் புரிதல் பொதுவாக எளிய உயிரினங்களிலிருந்து துவங்குகிறது, அவை stress response, adaptation, மற்றும் damage பற்றிய பரந்த முறைமைகளை வெளிப்படுத்த முடியும். C. elegans மனிதர்களுடன் முக்கியமான உயிரியல் பாதைகளைப் பகிர்வதால், பூமியின் இயல்பான பாதுகாப்புக்கு வெளியே உயிர்த் திசு எப்படி பதிலளிக்கிறது என்பதை ஆய்வு செய்ய இது ஒரு செயல்படக்கூடிய மாதிரியாக உள்ளது.

இந்தப் பரிசோதனை, மறைமுகமாக ஆதரிக்க முயலும் எதிர்கால missions-களுக்கும் பொருத்தமானது. Universe Today குறிப்பிட்டபடி, நிலாவில் நீண்டகாலம் வாழ்வது என்பது வெறும் விண்வெளியைச் சுருக்கமாகப் பார்ப்பது அல்ல; அதற்கு சேதப்படுத்தும் சூழலில் வாழ்வதையே பொருள். மனிதர்கள் பூமியிலிருந்து மேலும் தொலைவதற்கேற்ப, குறைந்த ஈர்ப்பு மற்றும் நீடித்த கதிர்வீச்சு வெளிப்பாட்டில் உடல் எவ்வாறு மாறுகிறது என்பதைப் புரிந்துகொள்வது அவசியமாகிறது. ஆராய்ச்சியாளர்கள் தொடர்புடைய உயிரியல் செயல்முறைகளை கண்டறிந்தால், விண்வெளி வீரர்களுக்கான countermeasures உருவாக்குவதில் அவர்கள் சிறந்த நிலையில் இருப்பார்கள்.

FDSPP mission அந்த countermeasures-ஐ தனக்குத்தானே வழங்குவதில்லை. அது வழங்குவது, பிரச்சினையை இன்னும் தெளிவாகப் பார்க்கும் வாய்ப்பு. இது முக்கியம், ஏனெனில் deep-space habitation இன்னும் ராக்கெட்டுகள் மற்றும் வசதிகளைப் போலவே உயிரியல் காரணிகளாலும் கட்டுப்படுகிறது. ஒரு mission architecture காகிதத்தில் நம்பகமாகத் தோன்றலாம்; ஆனால் மனித உடல் அந்தச் சூழலை நீண்ட நேரம் தாங்க முடியாவிட்டால், அந்த architecture முழுமை பெறாது.

சிறிய mission, ஆனால் மிகப்பெரிய தொடர்பு

விண்வெளி ஆய்வுக் கதைகள் பெரும்பாலும் launch vehicles, landers, மற்றும் crew timelines மீது கவனம் செலுத்துகின்றன. CRS-24-ல் உள்ள புழு mission ஒரு அமைதியான உண்மையை வெளிச்சமிடுகிறது: நீண்டகால ஆய்வுக்கான முன்னேற்றம், ஒழுங்கமைக்கப்பட்ட, மிகத் துல்லியமான உயிரியல் பரிசோதனைகளையும் சார்ந்தே உள்ளது. Petri Pods சிறியவை, அவற்றுக்குள் உள்ள உயிரினங்கள் அதைவிடச் சிறியவை, ஆனால் அவை பதில் சொல்ல உதவ முயலும் கேள்விகள் மனித விண்வெளிப் பயணத்தின் மிகப்பெரிய கேள்விகளில் அடங்குகின்றன.

வாழும் அமைப்புகள் deep-space போன்ற சூழ்நிலைகளுக்கு நீண்ட நேரம் உட்படும்போது அதை எப்படி சமாளிக்கின்றன? முதலில் எது உடைகிறது? எது தழுவிக்கொள்கிறது? முக்கியமான நேரத்தில் எச்சரிக்கை சிக்னல்கள் எப்போது தோன்றுகின்றன? இத்தகைய கேள்விகளைக் கொண்டே FDSPP குழு C. elegans-ஐ ISS-ன் வெளியே வைத்து, அவர்களின் ஒளிரும் பதில்களைப் பார்த்து அணுக முயல்கிறது.

எதிர்கால lunar explorers, radiation அல்லது microgravity தொடர்பான சேதங்களுக்கு எதிராகச் சிறந்த countermeasures-இன் பயனைப் பெறுகிறார்கள் என்றால், அந்த முன்னேற்றத்தின் ஒரு பகுதி இந்தச் சிறிய பயணிகளிடமிருந்து வந்திருக்கலாம். இந்தப் புழுக்கள் இலக்கு அல்ல. பூமி அருகில் இருந்து பாதுகாக்க முடியாதபோது மனிதர்கள் உயிர்வாழ வேண்டுமெனில் என்ன தேவைப்படும் என்பதைப் புரிந்துகொள்ள உதவும் கருவிதான் அவை.

இந்தக் கட்டுரை Universe Today-யின் செய்தி அறிக்கையை அடிப்படையாகக் கொண்டது. மூலக் கட்டுரையைப் படிக்கவும்.