2018-12-21 05:38:01
实验将工程植物送到ISS

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如果人类要推动太空探索的边界,我们将需要植物来搭便车。不仅仅是菠菜或土豆,植物可以做的不仅仅是喂养我们。

旨在展示植物在太空中的能力的科学实验已经到达国际空间站,并准备开始传递数据。根据犹他大学化学教授和项目首席科学家Ming Hammond的说法,这项实验将实时评估在合成生物学过程中用于生物制造特定蛋白质的植物是否可以在太空中进行。实验于12月18日开始,将持续到12月28日。

“我们可以利用合成生物学中开发的工具来解决问题,有很多希望,潜力和希望,”哈蒙德说,“不仅仅是你会在太空中找到,而是在极端资源限制的地方。”

哈蒙德说,哈蒙德参与了这项名为Hydra-1的实验,开始于加利福尼亚大学伯克利分校,最近他搬到了加州大学伯克利分校的研究生Rebekah Kitto,他加入了一个“非常多学科的团队”。希望在太空进行合成生物学实验的工程师。

合成生物学是一个设计生物系统的领域。在这种情况下,该团队将工厂视为潜在的生物工厂。每个生物体都会自然地产生无数蛋白质作为其生物功能的一部分,那么为什么不设计一种植物来生产所需的药物或聚合物,这些药物或聚合物可能对未来的长期太空探索任务有用?

“好处是你可以随身携带种子,”哈蒙德说。 “它们非常轻巧。它们利用我们呼出的二氧化碳生长并获得生物质。如果这些植物可以按需生产蛋白质 - 我们知道植物能够大规模生产抗病毒和抗癌抗体“。

合成生物学已在地球上建立。但是,将同样的技术转化为航天飞行需要一系列不同的考虑因素。哈蒙德和她的团队在调整他们的实验以在一个小的立方体形状的外壳内操作时遇到了许多这些限制,并且没有从空间站工作人员那里照看。外壳尺寸相同(侧面10厘米),而小型低成本CubeSats则越来越受欢迎。

对于地球上的实验,研究人员可以测试植物生长的样本,看它们是否产生了所需的蛋白质。但这不是空间的选择 - 在规划的早期阶段,团队甚至不知道他们是否会在最后得到实验。

因此,团队决定设计植物,以便在生成目标蛋白质时改变颜色,并使用相机监控进度。它是一种优雅且创新的解决方案,基于之前发布的方法,但适用于空间立方体的约束。

“我们必须采取一些在最谨慎控制和养育条件下工作得很漂亮的东西,”哈蒙德说,“并让它在非常严格,严酷和具有挑战性的条件下工作,而无需人工干预植物立方体。”植物立方体的设计具有为月球植物生长研究做准备的前景,而Hydra-1任务是实现该目标的技术发展步骤。

合作者团队遍布两大洲,与NASA艾姆斯研究中心,国际空间大学和斯特拉斯堡大学的其他合作伙伴合作。但作为实验的主要科学家之一,哈蒙德将监测实验数据,并在犹他大学进行匹配的地球控制实验。对照实验将生长相同的植物,经过精心设计以产生相同的蛋白质,但是在空间站的实验上落后一天,因此研究人员可以匹配两个实验的温度条件。

整个实验需要10天。 “到第四天或第五天我们应该知道实验是否有效,”哈蒙德说。 “有很多变数让我们无法知道答案。” 1月,立方体将返回地球,并将在斯特拉斯堡进一步分析。 “我计划这次经历,为我们在太空进行更多的化学实验做好准备!”哈蒙德说。

在工程方面,Hydra-1实验将通过一家名为ICE-Cubes的商业公司帮助开发一个框架,以便在未来将类似的基于立方体的空间科学实验商业化。

将设备投入太空需要花费大量的时间和精力,哈蒙德赞赏团队在过去两年中投入的大量工作时间。 “我们是一个小而专注的志愿者团体,”她说。 “在过去的两个星期里,人们不间断地工作,以解决在发布之前发生的最新事情。我真的为每个人为实现这一目标而付出的努力感到自豪。”

哈蒙德和她的家人前往美国宇航局肯尼迪航天中心观看12月5日发射的实验,该实验位于一架SpaceX Falcon 9火箭上,用于国际空间站的再补给任务。 她说:“我认为我们中的大多数人都感受到了寻找和思考人类在空间站生活和工作的奇迹而引起的诱惑和兴奋。” “与我6岁的儿子和其他家庭成员分享这次发布会是一个绝佳的机会。在科学方面做的所有事情,对他们来说,这可能是最令人兴奋和敬畏的事情。“

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