10 روشی که ایستگاه فضایی بین‌المللی زندگی ما را روی زمین بهبود بخشیده است

ناسا با حضور فضانوردان در ایستگاه فضایی بین‌المللی، تجربه‌های بسیاری در ساخت و آزمایش سیستم‌های حساس، فناوری‌های ارتباطی کاربردی و حفاظت از انسان در فضا به دست آورده است. چنین تجربه‌هایی به سفرمان به مریخ در آینده کمک شایانی خواهند کرد.

حالا حدود یک دهه است که ایستگاه فضایی بین‌المللی به عنوان یک آزمایشگاه ملی در ایالات متحده استفاده می‌شود تا مطالعاتی را که انجام آن‌ها روی زمین امکان ناپذیر است، ممکن کند و در زندگی ما روی زمین تاثیرگذار باشد. ما در دیجیاتو به سراغ ایستگاه فضایی بین‌ المللی و تاثیرات مستقیم آن در بهبود زندگی ما روی این کره خاکی آبی رنگ رفته‌ایم.

1. خصوصی‌سازی مدار نزدیک زمین (LEO - Low-Earth Orbit)

در حال حاضر، ایالات متحده به دنبال خصوصی‌سازی مسیری به فضا برای توسعه صنعت فضا و اقتصاد تازه‌ای برای آمریکا در این حوزه است. این بازار برای اولین بار در تلاش است تا تصمیم بگیرد کدام تحقیقات می‌توانند بدون دخالت مستقیم دولت در تامین بودجه، در گرانش صفر این آزمایشگاه فضایی انجام شوند.

مرکز توسعه علم در فضا (CASIS - Center for Advancement of Science in Space) در حال حاضر در نیمی از زمان مطالعاتی خدمه ایستگاه فضایی دخیل است و با ده‌ها مطالعه جالب و متنوع زمان خود را پر می‌کند. تا امروز هیچ بودجه‌ای به بیش از دو سوم این مطالعات تعلق نگرفته است و روز به روز تعداد چنین تحقیقاتی بیشتر می‌شود.

به تازگی ناسا تصمیم گرفته است تا خدمات حمل و نقل فضانوردان و تامین بار برای ایستگاه فضایی بین‌المللی را از شرکت‌های خصوصی خریداری کند. به گفته ناسا، این اتفاق باعث ایجاد رقابت بین شرکت‌های خصوصی شده است که می‌توانند چنین خدماتی را به دیگران بفروشند. به علاوه، این اتفاق می‌تواند باعث شود تا ناسا منابع خود برای کاوش‌های اعماق فضا را در اختیار عموم قرار دهد.

2. فناوری دستگاه تصفیه آب

فرقی نمی‌کند در ایستگاه فضایی بین‌المللی زندگی کنید و یا در روستاهای دوردست صحرای آفریقا باشید، آب آشامیدنی یکی از مهم‌ترین نیازهای حیاتی انسان برای زنده ماندن است. متاسفانه در حال حاضر، بسیاری از مردم در سراسر دنیا به آب تمیز دسترسی ندارند. اما با این فناوری که برای ایستگاه فضایی بین‌المللی توسعه داده شده است، مناطق در خطر می‌توانند با سیستم فیلتر و تصفیه آب پیشرفته به آب پاکیزه دسترسی داشته باشند.

تجاری‌سازی این فناوری ناسا باعث شده است تا چندین ناحیه در خطر در دنیا از فاجعه نجات پیدا کنند. به علاوه، شرکت امنیت آبی (Water Security Corporation) در همکاری با سایر سازمان‌ها سیستم تصفیه آب ناسا را در سراسر دنیا نصب کرده است.

3. رشد کریستال‌های با کیفیت پروتئین

در بدن انسان تقریبا صد هزار پروتئین وجود دارد و حدود ده میلیارد پروتئین در طبیعت یافت می‌شود که هر کدام از آن‌ها ساختاری متفاوت و اطلاعاتی دارند که به سلامت بدن و محیط زیست جهانی مرتبط است. گرانش صفر محیط بهینه برای رشد کریستال‌های پروتئینی است که می‌تواند به روش‌های جدیدی برای درمان بیماری‌های خاص منجر شود.

برای مثال، خدمه ایستگاه فضایی بین‌المللی توانست پروتئینی به نام H-PGDS رشد دهد که می‌تواند امیدی برای درمان دیستروفی ماهیچه‌ای (بیماری ژنتیکی تخریب سلول‌ها) است.

4. توسعه فناوری سونوگرافی

خدمات درمانی سریع و کاربردی یکی دیگر از مهم‌ترین نیازهای حیاتی برای بقای انسان مدرن است. فضانوردانی که در ارتفاع 400 کیلومتری از سطح زمین زندگی می‌کنند نیز به چنین خدماتی احتیاج دارند.

به همین خاطر، ناسا با بررسی «سونوگرافی پیشرفته در گرانش صفر»‌ (ADUM - Advanced Diagnostic Ultrasound in Microgravity) به سراغ حل این مشکل نیز رفته است. در حال حاضر، متخصصانی تلاش می‌کنند تا این فناوری را برای استفاده در زمین توسعه دهند.

5. بهبود فرایند عمل بینایی

عمل لیزیک برای بهبود عملکرد بینایی در حال حاضر یکی از روش‌های معمول است. این فرایند با ابزاری که هم‌اکنون در ایستگاه فضایی بین‌المللی استفاده می‌شود، بهبود یافته است.

این ابزار برای ردیابی قرنیه چشم فضانوردان استفاده می‌شود که حالا پزشکان می‌توانند از آن برای ردیابی قرنیه و نشانه‌گیری مستقیم لیزر استفاده کنند.

6. بهبود کیفیت هوای داخلی

راهکارهایی که فضانوردان برای رشد غلات در فضا استفاده می‌کنند، امروزه برای جلوگیری از رشد قارچ در خانه، تاسیسات پزشکی و سایر صنایع به کار برده می‌شود. ناسا در حال حاضر در ایستگاه فضایی بین‌المللی به کشت غلات مشغول است و فناوری‌هایی توسعه می‌دهد که با آن بتواند بخشی از غذای فضانوردان در سفر به مریخ را تامین کند.

آن‌ها در این مطالعات متوجه شدند که هورمونی گیاهی به نام اتیلن گیاهان داخل اتاقک‌های ایزوله را از بین می‌برد و برای حل این مشکل سیستمی برای حذف اتیلن به نام Advanced Astroculture توسعه دادند.

با کمک این دستگاه، گیاهان از ویروس‌ها، باکتری‌ها و قارچ‌های طبیعی در امان ماندند. حالا این سیستم در میوه فروشی‌، خانه و تمامی محیط‌های داخلی استفاده می‌شود تا از رشد قارچ جلوگیری کند.

7. توصیف رفتار سیالات در گرانش صفر برای بهبود دستگاه‌های پزشکی

در ایستگاه فضایی بین‌المللی آزمایش‌هایی تحت عنوان «آزمایش جریان مویرگی» (CFE - Capillary Flow Experiments) انجام می‌شود که جریان سیالات را روی سطحی مشابه سطح دستمال کاغذی مطالعه می‌کند.

با کمک این بررسی‌ها، پژوهشگران توانستند رفتار سیالات را در گرانش صفر مطالعه کنند و روش‌های جدیدی برای انجام این آزمایش‌ها روی زمین توسعه دهند. این دستگاه جدید می‌تواند برای تشخیص از راه دور ایدز مورد استفاده قرار بگیرد و جان بسیاری را نجات دهند.

8. فناوری تشخیص و درمان سرطان سینه

بازوی ربانی سازمان فضایی کانادا (CSA) در ایستگاه فضایی بین‌المللی که برای جابه‌جایی محموله‌های سنگین استفاده می‌شود، الهام‌بخش ابزاری پزشکی است که برای تشخیص و درمان سرطان سینه به کار می‌رود.

این دستگاه که ربات اتوماتیک هدایت تصویری (IGAR - mage-Guided Autonomous Robot) نام دارد، داخل دستگاهی پزشکی وجود دارد که برای اندازه‌گیری حجم و موقعیت یک تومور به کمک MRI استفاده می‌شود. پزشکان با کمک این دستگاه می‌توانند عمل‌های جراحی دقیق و سریعی برای خارج کردن تومور انجام دهند.

9. توسعه واکسن‌های بهبود یافته

مطالعات زمینی نشان داده است که احتمال ابتلا به نوعی خاصی از باکتری به نام سالمونلا (Salmonella) در سفرهای فضایی بیشتر می‌شود. این باکتری سالانه عامل ابتلای هزاران نفر و مرگ صدها نفر در ایالات متحده می‌شود.

پژوهشگران با مطالعه این باکتری در فضا توانستند کد ژنتیکی این ویروس را پیدا کنند که به رشد بیشتر آن در فضا کمک می‌کرد. این مطالعات در ادامه به توسعه واکسنی برای این بیماری منجر شد.

10. جلوگیری از پوکی استخوان با ورزش و رژیم غذایی مناسب

در اوایل آغاز سفر انسان به فضا، فضانوردان در هر ماه از سفر خود در فضا 1.5 درصد از جرم استخوان‌های خود را از دست می‌دادند. پژوهشگران متوجه شدند که فرصت خوبی برای مطالعه مکانیزم تولید استخوان‌ها در سطح سلولی پیدا کردند. به همین خاطر، آن‌ها متوجه شدند که ورزش‌های مقاومتی ، رژیم غذایی حاوی ویتامین دی و کالری‌های خاصی می‌تواند به از بین رفتن استخوان‌های فضانوردان کمک کند. امروزه می‌بینیم که نتایج این مطالعه علاوه بر ارتفاع 400 کیلومتری، روی سطح زمین نیز طرفدار دارد.