Камера для выращивания растений, построенная Университетом Колорадо в Боулдере, в которой проводились фармацевтические и сельскохозяйственные эксперименты на борту сокращенного космического корабля НАСА в апреле, будет повторно запущена в рамках 16-дневной миссии на борту космического корабля "Колумбия" 1 июля.
Апрельский полет шаттла был сокращен до четырех дней из-за неисправного топливного элемента. «К счастью, у нас было еще три месяца для тонкой настройки нашего оборудования и экспериментов», - сказал Луис Стодиек, заместитель директора Центра космических технологий Bioserve, штаб-квартира которого находится в отделе аэрокосмических инженерных наук CU-Boulder.
Полезная нагрузка, известная как Общий биотехнологический аппарат для растений, или PGBA, и семь экспериментов были разработаны преподавателями, студентами и представителями отрасли из центра в сотрудничестве с командой Исследовательского центра НАСА-Эймс в Моффетт-Филд, Калифорнийские исследователи используют космическую среду с низкой гравитацией для разработки продуктов и технологий в области биологических наук, сельского хозяйства и медицины.
Автоматизированная установка для выращивания растений весом 125 фунтов будет использоваться для выращивания пищевых, фармацевтических и лесных растений в космосе, сказал Алекс Хён из BioServe, который руководил проектированием и разработкой камеры для растений размером с телевизор.
Камера для выращивания растений является самой большой из когда-либо доставленных на шаттле, который может точно контролировать определенные условия окружающей среды, такие как температура, влажность, свет и углекислый газ. По словам Стодика, это также первое подобное устройство с прямой восходящей и нисходящей линиями передачи данных и видео, позволяющее преподавателям и студентам BioServe контролировать и управлять экспериментами из кампуса CU-Boulder.
Два эксперимента BioServe, спонсируемых крупной американской фармацевтической компанией, будут проверять влияние микрогравитации на виды растений, известные как сладкая полынь и розовый барвинок. Оба растения естественным образом производят крошечные количества фармацевтически важных соединений: одно растение производит противомалярийный препарат, а другое – предшественники противораковых средств, сказал он..
Предыдущие эксперименты BioServe показывают, что в условиях микрогравитации вырабатывается значительно меньше лигнина – вещества в растениях, влияющего на их прочность и жесткость. «Мы предполагаем, что снижение производства лигнина в космосе может привести к улучшению других метаболических путей растений, которые приносят коммерческую выгоду», - сказал Джерард Хейенга, главный научный сотрудник NASA-Ames. «Увеличение производства растительных вторичных соединений может в конечном итоге снизить стоимость некоторых фармацевтических препаратов или привести к разработке новых лекарств».
«Мы вступаем в новую эру в космосе, поскольку планы по строительству международной космической станции продвигаются вперед», - сказал Стодиек. По его словам, поскольку большая часть пространства грузовых шаттлов будет использоваться для доставки строительных материалов на орбиту в ближайшие годы, будет меньше возможностей для полетов для научных экспериментов, таких как у BioServe, которая провела эксперименты в 12 миссиях шаттлов.
«Но как только космическая станция будет собрана, мы ожидаем почти непрерывный доступ в космос в течение длительного времени, необходимого для завершения многих из этих экспериментов», - сказал он. В то время как предстоящая миссия «Колумбия» обеспечит почти 16 дней микрогравитации, космическая станция сможет предоставить месяцы или даже годы, которые могут потребоваться для конкретных коммерческих исследований, особенно тех, которые связаны с растениями.
Комната для растений займет «Экспресс-стойку» на борту «Колумбии». Новая стойка, разработанная Центром космических полетов имени Маршалла, в конечном итоге позволит быстро переносить эксперименты с шаттлов НАСА на Международную космическую станцию. Трое из семи астронавтов на «Колумбии» обучены работе с камерой для растений BioServe и будут помогать манипулировать экспериментами во время миссии.
В сотрудничестве с Dean Foods Vegetable Co. из Грин-Бей, штат Висконсин, компания BioServe также будет запускать растения шпината в камеры. Лучшее понимание влияния низкой гравитации на структуру, мягкость и выработку сахаров, крахмала и жирных кислот в шпинате может помочь исследователям в разработке более нежных сортов для обеденного стола и более сытных сортов овощей, способных выдерживать суровые погодные условия.
BioServe также отправит саженцы сосны лоблолли в штат Джорджия Пасифик в Атланте для мониторинга образования лигнина и древесины. По словам Хейенги, исследования в условиях низкой гравитации могут принести пользу лесной промышленности, поскольку в конечном итоге они позволят разработать превосходные сорта коммерческих пиломатериалов и бумажных изделий.
Исследователи и студенты из Канзасского государственного университета, совместного партнера BioServe, проведут дополнительные эксперименты в PGBA. В одном из них будет проверено влияние микрогравитации на экспрессию генов помидоров, а во втором будут изучены методы заражения зерновых культур азотфиксирующими бактериями, известными как ризобии, которые естественным образом приносят пользу бобовым, таким как горох и фасоль, за счет улавливания азота из атмосферы.
Разработка способов заражения сельскохозяйственных культур, таких как кукуруза и пшеница, ризобиями может помочь уменьшить потребность Земли в удобрениях, считают исследователи.
BioServe - совместный центр ТС, КГУ и промышленных филиалов, а также один из 11 центров НАСА по коммерциализации космоса с активными программами космических полетов.