小卫星“BioSentinel”携带微流控进入深太空,开展空间辐射研究-汶颢股份
首页 > 技术资讯 > 行业咨讯

小卫星“BioSentinel”携带微流控进入深太空,开展空间辐射研究

小卫星“BioSentinel”携带微流控进入深太空,开展空间辐射研究 

NASA Ames(美国宇航局艾姆斯研究中心)设计的微流控检测卡由卫星“BioSentinel”携带进入深太空,将用于研究太空辐射对酵母的影响。一旦进入轨道,通过三色LED检测系统和代谢指示染料系统对酵母的生长和代谢活动进行测量。其中,粉红色孔中有活跃生长的酵母细胞,它们将代谢染料从蓝色变为粉红色。

据麦姆斯咨询报道,地球磁场可保护国际空间站工作人员免受大部分辐射的伤害,这些辐射会破坏我们细胞中的DNA并导致严重的健康问题。未来,当宇航员开始深入太空时,他们将处于更加危险的辐射环境中,需要大量的保护。在位于加州硅谷NASA Ames的科学家们的帮助下,在一颗名为“BioSentinel”的小卫星内进行了生物学实验,有望向获得解决方案的路上迈出重要的一大步。

为了研究太空的基础知识,研究人员经常使用“模式生物”进行比对和理解。这有助于更清楚地显示太空和地球的差异。在BioSentinel上,NASA使用的正是发酵面包和酿造啤酒的酵母。人体细胞和酵母细胞在深太空中遇到高能辐射,可能导致两条携带遗传信息的DNA链断裂。通常,酵母和人类的DNA损伤在细胞中的修复过程非常相似。

BioSentinel将是美国宇航局自阿波罗时代以来,在绕地球运行的太空站之外开展生物学研究的第一颗卫星。麦片盒大小的卫星将通过美国宇航局强大的新型火箭发射至深太空,然后飞越月球绕太阳公转的方向。一旦卫星离开地球的保护磁场,BioSentinel的地面团队将远程触发一系列实验,激活两种酿酒酵母菌株,观察其在空间辐射下的生长情况。酵母样本将在六至十二个月任务中的不同时间点被激活。

一种菌株是通常在自然界中发现的酵母,而另一种菌株因为难以修复DNA而被选中。通过比较两种菌株在深太空辐射环境下的反应,研究人员将更多地了解长时间深太空活动对人类造成的健康风险,并能够制定减少潜在损害的明智措施。

载入小卫星生物学研究史册

NASA Ames使用立方星(CubeSat)进行太空生物学研究,BioSentinel则将被载入这段历史的史册。CubeSat是由各个单元组成的小型卫星,每个单元大约4英寸。BioSentinel重达30磅,由六个单元组成。在BioSentinel上,酵母细胞放置在微流控检测卡内的微小隔室。这款微流控检测卡是允许控制极少量液体流动的定制器件,用来激活和维持酵母。 有关辐射水平、酵母生长和新陈代谢等数据将被收集并存储在卫星中,然后传输给地球上的科学团队。

来自太阳的辐射风暴对未来的深太空探测者来说健康威胁非常高。如果卫星遇到太阳粒子事件,那么将会激活一组含有酵母样本的微流控检测卡。

BioSentinel担负对重力和辐射环境研究的重任

BioSentinel除了担任穿越深太空环境的开创性任务之外,还将在不同的辐射和重力条件下进行两组相同的实验。一组将在国际空间站进行,微重力类似于深太空,但辐射相对较少。另一组实验将在地球上进行,以与地球的重力和辐射水平进行比较。这些附加实验将向科学家展示如何比较地球和空间站的科学实验,而且这些实验容易进行,以探测未来宇航员在太空中遇到的强烈辐射情况。

总之,BioSentinel的数据对于解释空间辐射暴露的影响,降低人类长期探索深太空的风险以及确认空间辐射对生物影响的现有模型至关重要。

相关合作伙伴

位于加州硅谷的NASA Ames(美国宇航局艾姆斯研究中心)负责BioSentinel任务的科学学科、硬件设计和开发工作。合作伙伴组织包括位于德克萨斯州休斯顿的美国宇航局约翰逊航天中心和位于加州洛马林达的洛马林达大学医疗中心。BioSentinel由美国宇航局Human Exploration and Operations Mission Directorate的先进勘探系统部门资助。

(文章来源:微流控 科学网科学网转载仅供参考学习及传递有用信息,版权归原作者所有,如侵犯权益,请联系删除)