Nakon gotovo šest mjeseci provedenih u orbiti, na Međunarodnoj svemirskoj postaji (ISS), četvero astronauta misije NASA-e i SpaceX-a Crew-10 sigurno se vratilo na Zemlju. Njihovo slijetanje u Tihi ocean, uz obalu Kalifornije, sredinom kolovoza 2025. godine, označilo je uspješan završetak dugotrajne znanstvene ekspedicije koja je obuhvatila desetke istraživanja pod pokroviteljstvom Nacionalnog laboratorija ISS-a. Ova misija, koja je trajala gotovo pola godine, donijela je značajan napredak u raznim znanstvenim disciplinama, obećavajući revolucionarne primjene na Zemlji i otvarajući nove horizonte za buduće svemirske pothvate.

Astronauti NASA-e Anne McClain i Nichole Ayers, astronaut Japanske agencije za istraživanje svemira (JAXA) Takuya Onishi te kozmonaut Roscosmosa Kirill Peskov odigrali su ključnu ulogu u unaprjeđenju znanosti u svemiru. Njihov predani rad obuhvatio je širok spektar područja, uključujući biomedicinska istraživanja, fiziku i znanost o materijalima, demonstracije novih tehnologija te eksperimente koje su osmislili studenti. Kroz svoje aktivnosti, pomogli su pomaknuti granice otkrića u niskoj Zemljinoj orbiti (LEO), s ciljem poboljšanja života na Zemlji i podrške održivoj i robusnoj svemirskoj ekonomiji. Međunarodna suradnja na ISS-u, koja okuplja stručnjake iz različitih zemalja, pokazala se kao neprocjenjiv model za rješavanje globalnih izazova i poticanje inovacija.

Inovativni Nanomaterijali za Medicinu: Janusove Baze u Mikrogravitaciji

Jedan od najperspektivnijih projekata na kojem je posada radila dolazi sa Sveučilišta Connecticut i tvrtke Eascra Biotech, u partnerstvu s Axiom Spaceom. Cilj ovog istraživanja je iskoristiti uvjete mikrogravitacije za poboljšanje proizvodnje Janusovih baznih nanomaterijala. Ovi jedinstveni materijali, nazvani po rimskom bogu Janusu s dva lica, posjeduju asimetričnu strukturu s dvije različite površine, što im omogućuje da istovremeno obavljaju različite funkcije. Na Zemlji je njihova proizvodnja često otežana zbog gravitacijskih sila koje utječu na samoorganizaciju i stvaranje defekata. U mikrogravitaciji, gdje su gravitacijski utjecaji minimalni, očekuje se preciznija i kontroliranija sinteza ovih nanomaterijala, što bi moglo dovesti do stvaranja materijala s poboljšanim svojstvima i većom čistoćom.

Potencijalna primjena Janusovih baznih nanomaterijala je iznimno široka, s posebnim naglaskom na liječenje bolesti poput osteoartritisa i raka. U kontekstu osteoartritisa, ovi nanomaterijali mogli bi se koristiti za ciljanu dostavu lijekova izravno u oštećene zglobove, potičući regeneraciju hrskavice i smanjujući upalu. Kod liječenja raka, Janusove čestice mogle bi biti dizajnirane za precizno prepoznavanje i uništavanje tumorskih stanica, minimizirajući pritom štetu zdravom tkivu. Njihova sposobnost da istovremeno nose različite molekule – jednu za prepoznavanje cilja, drugu za terapeutski učinak – čini ih idealnim kandidatima za napredne terapije. Ovaj projekt nadovezuje se na prethodna istraživanja provedena na ISS-u i financiran je kroz NASA-in program In-Space Production Applications (InSPA), čiji je cilj demonstrirati i razviti svemirske proizvodne aktivnosti koje mogu imati značajan ekonomski utjecaj na Zemlji.

Rješavanje Izazova u Farmaceutskoj Proizvodnji: Zgrušavanje Proteina

Više projekata financirano je od strane Američke nacionalne zaklade za znanost (NSF), koja ima dugogodišnje partnerstvo s Nacionalnim laboratorijem ISS-a u svrhu unaprjeđenja temeljnih istraživanja na orbitalnom laboratoriju. Jedan od takvih projekata, koji provodi Rensselaer Polytechnic Institute u suradnji s Tec-Mastersom, nadograđuje se na ranija istraživanja kako bi se bolje razumjelo zašto dolazi do zgrušavanja proteina tijekom farmaceutske proizvodnje. Zgrušavanje proteina predstavlja značajan izazov u industriji, jer može smanjiti učinkovitost lijekova, izazvati neželjene imunološke reakcije kod pacijenata i otežati skladištenje i transport farmaceutskih proizvoda.

Na Zemlji, gravitacija i konvekcijske struje otežavaju precizno promatranje početnih faza agregacije proteina. U mikrogravitacijskom okruženju ISS-a, znanstvenici mogu eliminirati ove smetnje i detaljnije proučavati procese savijanja i zgrušavanja proteina na molekularnoj razini. Razumijevanje ovih mehanizama ključno je za razvoj stabilnijih i učinkovitijih lijekova, posebno bioloških lijekova koji su sve važniji u liječenju raznih bolesti, od autoimunih poremećaja do karcinoma. Podaci prikupljeni na ISS-u omogućit će farmaceutskim tvrtkama da optimiziraju formulacije lijekova, produže njihov rok trajanja i osiguraju veću sigurnost za pacijente.

Materijali za Robotiku Budućnosti: Fenomen Separacije Tekućina

Istraživači sa Sveučilišta Kalifornija, Santa Barbara, u suradnji s Redwire Space Technologies, proučavaju fenomen separacije tekućina koji bi se mogao iskoristiti za stvaranje materijala za realističniju robotiku. U mikrogravitaciji, ponašanje tekućina drastično se mijenja; površinska napetost postaje dominantna sila, a efekti poput Marangonijevog efekta (gdje se tekućine kreću zbog razlika u površinskoj napetosti) dolaze do izražaja. Kontroliranjem ovih fenomena, znanstvenici mogu manipulirati tekućinama na načine koji su nemogući na Zemlji.

Ovo istraživanje otvara vrata razvoju novih kompozitnih materijala s jedinstvenim svojstvima, kao što su sposobnost samopopravka, promjenjiva krutost ili prilagodljiva tekstura. Takvi materijali su ključni za sljedeću generaciju "mekane robotike" (soft robotics), koja teži stvaranju robota koji su fleksibilni, prilagodljivi i sigurni za interakciju s ljudima. Zamislite robote s kožom koja može mijenjati teksturu ili udove koji se mogu prilagoditi obliku predmeta koje hvataju. Ove inovacije mogle bi pronaći primjenu u medicini (npr. napredne protetike), istraživanju (fleksibilni roboti za istraživanje nepristupačnih terena) i industriji (roboti za delikatne manipulacije). Razumijevanje i kontrola separacije tekućina u svemiru pruža neprocjenjiv uvid u fundamentalne principe fizike fluida, s dalekosežnim implikacijama za inženjerstvo materijala.

ELVIS: Holografski Mikroskop u Potrazi za Životom Izvan Zemlje

U potrazi za životom izvan Zemlje, tehnologija igra ključnu ulogu. Sustav ELVIS (Extant Life Volumetric Imaging System) mogao bi značajno poboljšati ovu potragu. Znanstvenici sa Sveučilišta Portland State, u suradnji s NASA-inim Laboratorijem za mlazni pogon (JPL) u Južnoj Kaliforniji i tvrtkom Teledyne Brown Engineering, Inc., testirali su novi holografski mikroskop – ELVIS – koji bi znanstvenicima omogućio proučavanje prilagodljivosti života u ekstremnim uvjetima. Holografska mikroskopija omogućuje trodimenzionalno snimanje mikroorganizama bez potrebe za fizičkim rezanjem uzoraka, što je ključno za očuvanje integriteta osjetljivih bioloških uzoraka.

ELVIS je dizajniran za detekciju i karakterizaciju mikroorganizama u tekućim uzorcima, čak i pri vrlo niskim koncentracijama. Njegova sposobnost da stvara detaljne 3D slike omogućuje istraživačima da proučavaju morfologiju, kretanje i interakcije mikroba u realnom vremenu. Ova tehnologija je posebno relevantna za buduće misije na mjesece s podzemnim oceanima, poput Europe (Jupiterov mjesec) ili Enceladusa (Saturnov mjesec), gdje bi život mogao postojati u vodenim okruženjima. Testiranje ELVIS-a na ISS-u, gdje su prisutni ekstremni uvjeti zračenja i mikrogravitacije, pruža dragocjene podatke o njegovoj izvedbi i pouzdanosti u svemirskom okruženju. Proučavanje ekstremofila (organizama koji žive u ekstremnim uvjetima) na ISS-u također služi kao analog za razumijevanje potencijalnog života izvan Zemlje, pripremajući nas za otkrića koja bi mogla promijeniti naše razumijevanje svemira.

REACCH Sustav: Borba Protiv Svemirske Krhotine

Problem svemirske krhotine, odnosno "svemirskog otpada", postaje sve ozbiljniji. Tisuće neaktivnih satelita, potrošenih raketnih stupnjeva i fragmenata od sudara kruže oko Zemlje, predstavljajući prijetnju aktivnim satelitima i budućim svemirskim misijama. U tom kontekstu, tvrtka Kall Morris Inc, u partnerstvu s Voyager Technologies, iskoristila je slobodno leteće robote Astrobee na svemirskoj postaji kako bi validirala svoj REACCH sustav. REACCH koristi "ruke" nalik ticalima s ljepljivim jastučićima poput onih kod gekona za hvatanje plutajuće svemirske krhotine. Ovi jastučići funkcioniraju na principu van der Waalsovih sila, omogućujući sigurno i neinvazivno prianjanje na različite površine bez ostavljanja ostataka ili oštećenja.

Astrobee roboti, autonomni sustavi koji se slobodno kreću unutar ISS-a, pružili su idealnu platformu za testiranje REACCH sustava u kontroliranom okruženju mikrogravitacije. Sposobnost REACCH-a da nježno, ali čvrsto uhvati objekte bez upotrebe mehaničkih hvataljki koje bi mogle oštetiti krhotinu ili stvoriti nove fragmente, predstavlja značajan napredak. Uspješna demonstracija REACCH-a na ISS-u otvara put razvoju operativnih sustava za aktivno uklanjanje svemirske krhotine. Zaštita kritične infrastrukture u orbiti – uključujući satelite za internetske komunikacije, vremensku prognozu, GPS navigaciju i obranu – od vitalne je važnosti za moderni život i globalnu sigurnost. Bez učinkovitih rješenja za upravljanje svemirskim otpadom, rizik od kaskadnih sudara (Kesslerov sindrom) raste, što bi moglo učiniti određene orbite neupotrebljivima za buduće generacije.

Budućnost Istraživanja u Niskim Orbitama

Nacionalni laboratorij ISS-a ponosan je na partnerstvo s NASA-om i međunarodnim suradnicima koje je omogućilo ovo značajno svemirsko istraživanje za dobrobit čovječanstva. Povratak misije NASA-e i SpaceX-a Crew-10 označava uspješan završetak još jedne znanstvene ekspedicije u kontinuiranom nastojanju da se svemir iskoristi kao platforma za inovacije. Istraživanja provedena na ISS-u ne samo da donose neposredne koristi za život na Zemlji, već i postavljaju temelje za dugoročno ljudsko prisustvo u svemiru, uključujući buduće misije na Mjesec i Mars. Kroz ovakve misije, ISS nastavlja služiti kao neprocjenjiv resurs za znanstvena otkrića, tehnološki razvoj i međunarodnu suradnju, oblikujući budućnost istraživanja i inovacija.

Za više informacija o znanosti koju su astronauti podržali tijekom ove misije, posjetite stranicu za lansiranje Nacionalnog laboratorija ISS-a.