ISS వెలుపల చిన్న పురుగులను పంపడం, లోతైన అంతరిక్షానికి మనుషులను సిద్ధం చేయడంలో ఎలా సహాయపడుతుంది

లోతైన అంతరిక్ష జీవశాస్త్ర పరీక్ష, కేవలం 1 మిల్లీమీటరు పొడవున్న జంతువులతో మొదలవుతోంది

లో ఎర్త్ ఆర్బిట్‌కి మించి దీర్ఘకాల అన్వేషణ ఒక పరిచితమైన కానీ ఇంకా పరిష్కరించని సమస్యను తెస్తోంది: భూమి రక్షణ వాతావరణం విడిచినప్పుడు మానవ శరీరం ప్రమాదకరమైన మార్పులకు లోనవుతుంది. కండరాలు, ఎముకల నష్టం, చూపును ప్రభావితం చేసే ద్రవ మార్పులు, కిరణాల ప్రభావం వంటి అంశాలు చంద్రుని నుంచి మరింత దూర ప్రయాణాల సాధ్యతనే ప్రమాదంలోకి నెడతాయి. ఇంటర్నేషనల్ స్పేస్ స్టేషన్‌కి వెళ్తున్న కొత్త ప్రయోగం, మనతో ముఖ్యమైన జీవశాస్త్రీయ లక్షణాలను పంచుకునే ఇంకా చిన్న జీవిని అధ్యయనం చేసి ఈ ప్రమాదాలను వెలుగులోకి తేవడానికి ప్రయత్నిస్తోంది: నెమాటోడ్ పురుగు C. elegans.

Universe Today ప్రకారం, ఈ సూక్ష్మ పురుగుల సమూహం ఏప్రిల్ 11న NASA యొక్క Northrop Grumman CRS-24 రీసప్లై మిషన్ ద్వారా ISS కి చేరింది, ఇది Fluorescent Deep Space Petri-Pods ప్రాజెక్ట్, లేదా FDSPP, లో భాగం. ఈ ప్రయత్నానికి University of Exeter నాయకత్వం వహిస్తోంది, University of Leicester దీనిని ఇంజినీర్ చేసింది, Voyager Space Technologies దీనిని సమగ్రపరిచింది, UK Space Agency నిధులు సమకూర్చింది. ఇది చిన్న పరిమాణపు ప్రయోగం అయినప్పటికీ, దీని ఆశయం పెద్దది: మైక్రోగ్రావిటీ మరియు తీవ్రమైన ఖగోళ కిరణాల సంయుక్త ఒత్తిడికి జీవ వ్యవస్థలు ఎలా స్పందిస్తాయో చూపించడం.

శాస్త్రవేత్తలు C. elegans వైపు పదే పదే తిరిగి వెళ్లడానికి కారణం ప్రాయోగికమే. ఈ పురుగులు చిన్నవైనా, మనుషులతో ఆశ్చర్యకరంగా ఎక్కువ జీవశాస్త్రీయ పోలికలను పంచుకుంటాయి, పైగా భూమిపై వైద్య పరిశోధనలో ఇప్పటికే విస్తృతంగా ఉపయోగంలో ఉన్నాయి. అందువల్ల, భూమి యొక్క రక్షణ పొర వెలుపల జీవులు ఎలా అనుకూలించుకుంటాయి లేదా విఫలమవుతాయన్న ప్రారంభ ప్రశ్నలకు ఇవి ఉపయోగకరమైన నమూనాగా మారుతాయి.

హార్డ్‌వేర్ చిన్నది, కానీ వాతావరణం తీవ్రంగా ఉంటుంది

ఈ ప్రయోగం యొక్క ప్రధాన హార్డ్‌వేర్ Petri Pod అని పిలువబడే ప్రత్యేకంగా రూపొందించిన సూక్ష్మ జీవన-మద్దతు వ్యవస్థ. ప్రతి యూనిట్ 10 బై 10 బై 30 సెంటీమీటర్ల పరిమాణంలో, సుమారు 3 కిలోల బరువుతో, 12 ప్రయోగ కక్షలను కలిగి ఉంటుంది. ఆ కక్షలు పురుగుల కోసం పీడనం, ఉష్ణోగ్రత, మరియు శ్వాసించదగిన గాలి పరిమాణాన్ని నిలుపుతాయి; అలాగే agar carrier ఆహారాన్ని అందిస్తుంది.

ఈ ఇంజినీరింగ్ సవాలు విశేషమైనది, ఎందుకంటే ప్రాజెక్టు కేవలం జీవశాస్త్రాన్ని కక్ష్యలోకి పంపి తిరిగి తెచ్చే పని మాత్రమే కాదు. ISS పై ప్రారంభ వ్యవధి తర్వాత, Petri Pods ను రోబోటిక్ ఆర్మ్ ద్వారా స్టేషన్ యొక్క బయటి hull కి మార్చనున్నారు; అక్కడ అవి 15 వారాలు ఉంటాయి. స్టేషన్ వెలుపల, పురుగులు మరింత కఠిన వాతావరణాన్ని ఎదుర్కొంటాయి, మైక్రోగ్రావిటీతో పాటు దీర్ఘకాల కిరణాల ప్రభావం కూడా ఉంటుంది. ఇది పూర్తిగా pressurized అంతర్భాగంలో ఉంచిన ప్రయోగం కన్నా లోతైన అంతరిక్ష పరిస్థితులకు మరింత దగ్గరగా ఉంటుంది.

ఈ బయటి అమరికే ప్రాజెక్టుకు పెద్ద విలువను ఇస్తుంది. జీవం కక్ష్యలో ఎలా ప్రవర్తిస్తుందో అర్థం చేసుకోవడానికి ISS ను తరచుగా ఒక మధ్యస్థ దశగా ఉపయోగిస్తారు, కానీ ప్రతి ఆర్బిటల్ వాతావరణం ఒకేలా ఉండదు. స్టేషన్ వెలుపల ఉంచిన payload, పర్యావరణ ఒత్తిడిని మరింత ప్రత్యక్షంగా అనుభవిస్తుంది; ఈ ప్రయోగం అచ్చం అలాంటి పరిస్థితుల్లో జీవ ప్రతిస్పందనలను పట్టుకోవడానికి రూపొందించబడింది.

పరిశోధకులు ప్రకాశించే జీవ సంకేతాలను గమనిస్తారు

FDSPP కేవలం పురుగులను తీవ్ర పరిస్థితులకు గురిచేసి, చివరలో ఏమి జరిగిందో చూడటానికి ఆగడం లేదు. Petri Pods లో నాలుగు కక్షలు miniaturized cameras తో ఉన్నాయి; అవి white-light still images మరియు time-lapse photography ని క్యాప్చర్ చేస్తాయి. అంతకన్నా ముఖ్యంగా, ఈ ప్రయోగం ఫ్లోరసెంట్ సంకేతాల ద్వారా పురుగుల జీవ ప్రతిస్పందనలను ట్రాక్ చేస్తుంది.

ఈ fluorescence డిజైన్ లో కీలకం, ఎందుకంటే అది జీవ వ్యవస్థలు కాలక్రమేణా ఎలా స్పందిస్తున్నాయో వెల్లడించగలదు. ప్రయాణం తర్వాత మాత్రమే విశ్లేషణపై ఆధారపడకుండా, పరిశోధకులు ప్రయోగం కొనసాగుతుండగానే రిమోట్‌గా మార్పులను పర్యవేక్షించగలరు. ఫలితం ఒక passive sample container కంటే compact, autonomous space biology lab కు మరింత దగ్గరగా ఉంటుంది.

Universe Today, University of Leicester ప్రాజెక్ట్ మేనేజర్ Professor Mark Sims ను ఉటంకిస్తూ, ఈ పరికరాన్ని రూపకల్పన చేయడం మరియు నిర్మించడం ఆసక్తికరమైందీ, సవాలుతో కూడుకున్నదీ అని చెబుతోంది. ఆ వర్ణన ఈ మిషన్‌కు బాగా సరిపోతుంది. వ్యవస్థ జీవాన్ని నిలుపుకోవాలి, డేటాను సేకరించాలి, మరియు శత్రుత్వ వాతావరణంలో బతకాలి, అది కూడా చాలా పరిమిత ప్యాకేజీలో. Space biology తరచుగా ఇలాంటి engineering compression మీదే ఆధారపడి ఉంటుంది: ల్యాబ్ చేసే పనులను launch చేయగలిగే, రిమోట్‌గా నడిపించగలిగే, మరియు నెలలపాటు కక్ష్యలో ఉన్న తర్వాత ఉపయోగపడే డేటాను అందించగలిగే దాంట్లోకి కుదించడం.

పురుగులు భవిష్యత్ వ్యోమగాములకు ఎందుకు ముఖ్యమో

మొదటి చూపులో, పురుగులను అంతరిక్షానికి పంపడం ఒక కొత్తదనంలా అనిపించవచ్చు. ప్రాక్టికల్‌గా చూస్తే, ఇది సాధారణ పరిశోధనా తర్కాన్ని ప్రతిబింబిస్తుంది. మానవ అన్వేషణకు జీవశాస్త్రీయ అవగాహన అవసరం, ఆ అవగాహన సాధారణంగా stress response, adaptation, damage లాంటి విస్తృత నమూనాలను చూపగల సులభ జీవులతో ప్రారంభమవుతుంది. C. elegans మనుషులతో ముఖ్యమైన జీవ మార్గాలను పంచుకుంటుంది కాబట్టి, భూమి సాధారణ రక్షణకు వెలుపల జీవ కణజాలం ఎలా స్పందిస్తుందో అధ్యయనం చేయడానికి ఇది పని చేసే నమూనాగా ఉపయోగపడుతుంది.

ఈ ప్రయోగం, పరోక్షంగా మద్దతు ఇవ్వాలనుకుంటున్న భవిష్యత్ missions కు కూడా బాగా సరిపోతుంది. Universe Today చెప్పినట్లు, చంద్రునిపై దీర్ఘకాలం జీవించడం అంటే కేవలం అంతరిక్షాన్ని తక్కువసేపు సందర్శించడం కాదు; అది హానికర వాతావరణంలో జీవించడం. మనుషులు భూమి నుండి మరింత దూరం వెళ్తున్న కొద్దీ, తగ్గిన గురుత్వాకర్షణ మరియు దీర్ఘకాల కిరణ ప్రభావంలో శరీరం ఎలా మారుతుందో తెలుసుకోవడం మరింత అవసరం అవుతోంది. పరిశోధకులు దీనిలో భాగమైన జీవ ప్రక్రియలను గుర్తించగలిగితే, వ్యోమగాముల కోసం countermeasures అభివృద్ధి చేయడంలో మెరుగైన స్థితిలో ఉంటారు.

FDSPP మిషన్ ఆ countermeasures ను తానే అందించదు. అది అందించేది సమస్యను మరింత స్పష్టంగా చూడటమే. ఇది విలువైనది, ఎందుకంటే deep-space habitation ఇంకా రాకెట్లు, వసతుల్లాగే జీవశాస్త్రంతో కూడి పరిమితమవుతోంది. ఒక mission architecture కాగితంపై నమ్మదగినట్లు కనిపించవచ్చు, కానీ మానవ శరీరం ఆ వాతావరణాన్ని ఎక్కువసేపు భరించలేకపోతే, ఆ architecture అపూర్ణంగానే ఉంటుంది.

చిన్న మిషన్, కానీ పెద్ద ప్రాధాన్యం

అంతరిక్ష అన్వేషణ కథలు సాధారణంగా launch vehicles, landers, crew timelines పై దృష్టి పెడతాయి. CRS-24 మీద ఉన్న పురుగు మిషన్ ఒక నిశ్శబ్దమైన వాస్తవాన్ని బయటపెడుతోంది: దీర్ఘకాల అన్వేషణ వైపు పురోగతి, క్రమబద్ధమైన, అత్యంత నిర్దిష్ట జీవశాస్త్ర ప్రయోగాలపై కూడా ఆధారపడి ఉంటుంది. Petri Pods చిన్నవి, వాటిలోని జీవులు ఇంకా చిన్నవి, అయినప్పటికీ వారు సమాధానం ఇవ్వడంలో సహాయపడాలని కోరుతున్న ప్రశ్నలు మానవ అంతరిక్ష ప్రయాణంలో అతి పెద్దవాటిలో ఉన్నాయి.

జీవ వ్యవస్థలు deep-space లాంటి పరిస్థితులకు దీర్ఘకాలం గురైనప్పుడు వాటిని ఎలా తట్టుకుంటాయి? మొదట ఏది విరుగుతుంది? ఏది అనుకూలిస్తుంది? ముఖ్యమైన సమయానికి ముందే ఎలాంటి హెచ్చరిక సంకేతాలు కనిపిస్తాయి? ఇలాంటి ప్రశ్నలను FDSPP బృందం C. elegans ను ISS వెలుపల ఉంచి, వాటి ఫ్లోరసెంట్ ప్రతిస్పందనలు ఎలా బయటపడతాయో చూస్తూ ఎదుర్కొంటోంది.

భవిష్యత్ lunar explorers కి వికిరణం లేదా మైక్రోగ్రావిటీ సంబంధిత నష్టాలపై మెరుగైన countermeasures లాభం కలిగితే, ఆ పురోగతిలో కొంత భాగం ఈ చిన్న ప్రయాణికులకే చెందవచ్చు. ఈ పురుగులు గమ్యం కాదు. భూమి ఇక రక్షించగలంత దగ్గరలో లేకపోయినప్పుడు మనుషులు బతకడానికి ఏమి కావాలో అర్థం చేసుకునే సాధనం అవి.

ఈ వ్యాసం Universe Today నివేదికపై ఆధారపడింది. మూల వ్యాసాన్ని చదవండి.