美国宇航局第 21 次诺斯罗普·格鲁曼任务启动空间站科学研究

美国宇航局及其国际合作伙伴正在向国际空间站运送科学调查人员，以执行诺斯罗普·格鲁曼公司第 21 次商业补给服务任务。该公司的天鹅座太空船将测试水回收技术和在微重力条件下生产干细胞的过程，研究太空飞行对微生物 DNA 和肝脏组织生长的影响，并为学生提供现场科学演示。该任务计划于 8 月初从佛罗里达州卡纳维拉尔角太空军基地发射。

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测试填充系统的材料

填料床反应器是一种使用诸如颗粒或珠子之类的材料“填充”在结构内部以增加不同流体相（例如液体和气体）之间接触的系统。这些反应器用于各种应用，包括水回收、热管理和燃料电池。科学家之前曾测试过玻璃珠、聚四氟乙烯珠、铂催化剂和其他填料在太空中的性能。填料床反应器实验：水回收系列评估了重力对另外八个测试物品的影响。

研究结果有助于优化用于水过滤的填料床反应堆的设计和运行，以及在微重力、月球和火星上的其他系统。研究结果还可能有助于改进该技术，使其在地球上的应用更加广泛，例如水净化和加热和冷却系统。

尝试科学

STEMonstrations Screaming Balloon使用气球、一枚硬币和六角螺母（用于固定螺栓的螺母）进行 NASA STEMonstration，由空间站上的宇航员进行并记录。硬币和螺母在充气气球内分别旋转，以比较它们发出的声音。每个STEMonstration都说明了不同的科学概念，例如向心力，并包含资源以帮助教师与学生进一步探索主题。

更多、更好的干细胞

太空扩增造血干细胞用于临床应用 ( InSPA-StemCellEX-H1 ) 继续测试在太空中生产人类造血干细胞 (HSC) 的技术。造血干细胞会产生血液和免疫细胞，用于治疗患有某些血液疾病、自身免疫性疾病和癌症的患者。

科罗拉多大学博尔德分校首席研究员 Louis STODieck 表示，这项研究使用了一种名为 BioServe 太空细胞扩增平台（BICEP）的系统，该系统旨在将 HSC 扩增三百倍，而无需更换或添加新的生长培养基。“BICEP 提供了一种精简的操作来收获和冷冻保存细胞，然后将其带回地球并交付给指定的医疗服务提供者和患者，”STODieck 说。

在美国，大约每三分钟就会有一人被诊断出患有白血病等血癌。用移植干细胞治疗这些患者需要供体和受体的匹配以及移植干细胞的长期再增殖。这项研究表明，在微重力环境下扩增干细胞是否能产生更多持续更新的干细胞。

斯托迪克说：“我们的工作最终可以形成大规模生产设施，将捐赠细胞发射到轨道，并将细胞疗法返回地球。”

太空中的DNA修复

欧洲航天局 (ESA) 的一项研究项目Rotifer-B2探索了太空飞行如何影响微小蛭形轮虫 Adineta vaga的 DNA 修复机制。这些微小但复杂的生物以能够承受恶劣条件而闻名，包括比人类细胞可存活剂量高 100 倍的辐射剂量。这些生物被干燥，暴露在地球上的高辐射水平下，然后在空间站的孵化器中重新水化和培养。

“先前的研究表明，轮虫在太空中修复 DNA 的效率与在地球上一样，但那项研究仅提供了基因数据，”比利时进化遗传学和生态学实验室的联合研究员鲍里斯·赫斯皮尔斯 (Boris Hespeels) 说。“这项实验将首次提供太空飞行期间生存和繁殖的视觉证据，”赫斯皮尔斯说

研究结果可以深入了解太空飞行如何影响轮虫在微重力环境下修复受损 DNA 片段的能力，并可以提高对 DNA 损伤和修复机制的总体理解，以便在地球上应用。

正在生长的肝组织

血管化肝组织结构的成熟研究了含有血管的生物打印肝组织结构在太空中的发育。结构是使用生物工程技术在体外生长的组织样本。科学家希望微重力环境能够改善整个组织结构中的细胞分布。

维克森林再生医学研究所首席研究员 James Yoo 表示：“我们特别热衷于加速血管网络的发展。微重力实验数据将提供宝贵的见解，可以增强血管组织的生物制造，作为设计移植功能器官的基石。”

此次任务还为APEX-09调查运送了植物，该调查研究植物对压力环境的反应，并为未来太空任务中生物再生支持系统的设计提供参考。