Condizioni uniche per laboratori sperimentali sulla stazione spaziale internazionale

La Stazione Spaziale Internazionale (ISS) continua a essere un mondo per diversi tipi laboratorio di ricerca spaziale, dopo oltre 15 anni di attività e, in quest'arco temporale, ha dimostrato di essere una risorsa fantastica per osservare su una navicella spaziale galleggiante, per esempio le potenziali variazioni che si riferiscono a operazioni di matrice solare

ad alta tensione in Low Earth Orbit (LEO).

Le misurazioni della densità elettronica ionosferica e della temperatura lungo l'orbita dell’ISS e le variazioni nel potenziale flottante sull’ISS sono state ottenute dalla Measurement Unit Potenziale galleggiante (FPMU). 

In particolare, le rapide variazioni del potenziale flottante sull’ISS durante le operazioni di matrice solari su scale temporali di decine di millisecondi possono essere registrate, per mezzo della frequenza di campionamento a 128 Hz, operata dal galleggiante della sonda potenziale (FPP).

Quest'ultima fornisce un interessante spaccato dell'interazione fra alta tensione con i pannelli solari e l'ambiente spaziale del plasma. Confrontando i dati FPMU con le operazioni temporali sull’ISS e i dati di matrice solari

, si fornisce un mezzo per correlare alcuni dei transitori, più complesse e interessanti variazioni dei potenziali galleggianti, durante operazioni di missione. 

Queste complesse variazioni non sono state riprodotte dai modelli attuali e richiedono successivi studi per comprendere i processi fisici sottostanti. 

Sono già stati presentati alcuni dei potenziali galleggianti transitori, osservati nel corso degli ultimi anni, insieme con i più rilevanti parametri ambientali dello spazio e i dati operativi delle matrici solari.

Le caratteristiche uniche della ricerca ambientale su ISS:

1.  Microgravità o assenza di peso, altera molti fenomeni osservabili all'interno delle scienze fisiche e della vita. Sistemi e processi colpiti dalla microgravità includono bagnatura della superficie e tensione superficiale, flusso multifase e il trasferimento di calore, la dinamica dei sistemi multifase, solidificazione, e fenomeni d’incendio e la combustione. Inoltre, la microgravità induce una vasta gamma di variazioni di organismi che vanno dai batteri all'uomo, incluse alterazioni globali dell'espressione genica e aggregazione tridimensionale di cellule.

2.  Condizioni estreme sono tipiche nell'ambiente ISS, compresa l'esposizione a calore estremo e ciclismo freddo, ultra-vuoto, ossigeno atomico, e la radiazione ad alta energia. Prove e qualificazione dei materiali esposti simultaneamente a queste condizioni estreme hanno fornito dati per consentire la produzione di componenti affidabili di lunga durata usati sulla Terra così come nei più sofisticati componenti satellitari e spaziali del mondo.

3.  La sua posizione in orbita terrestre bassa permette ISS un punto di vista unico, con un'altitudine di circa 240 miglia (400 km) e un percorso orbitale oltre il 90% della popolazione della Terra. Questo può fornire una migliore risoluzione spaziale e le condizioni di luce variabili rispetto alle orbite eliosincrone di tipici satelliti di telerilevamento della Terra.

La latente riattivazione del virus, la riduzione del numero di cellule immunitarie, la diminuzione dell’attivazione nelle cellule e l'aumentata sensibilità degli astronauti

alle infezioni, in seguito al ritorno sulla Terra, sono tutti eventi che dimostrano come il sistema immunitario è meno efficiente durante il volo spaziale. Queste disfunzioni durante le missioni a lungo termine possono provocare la comparsa d’infezioni opportunistiche o una diminuzione nei meccanismi d’immuno-sorveglianza che sradicano le cellule tumorali. D'altra parte, il monitoraggio dell'ambiente microbico è essenziale per prevenire malattie infettive nello spazio. Pertanto, entrambi gli aspetti dovranno essere monitorata continuamente durante le missioni di lunga durata nello spazio, utilizzando sistemi diagnostici semiautomatici e in miniatura. Nel breve termine, tali apparecchiature permetteranno lo studio delle cause d’immunodeficienza spazio riscontrate, sviluppando contromisure per mantenere una funzione immunitaria ottimale e migliorando la capacità di prevenire malattie infettive durante le missioni spaziali. Al fine di raggiungere questi obiettivi, un nuovo sistema diagnostico è stato progettato per eseguire una serie di saggi biologici e immunologici a bordo delle navicelle spaziali. Attraverso analisi di citometria di flusso e analisi della biologia molecolare, questo sistema diagnostico permetterà di migliorare la sorveglianza medica di astronauti e sarà utilizzato per testare le contromisure volte a prevenire il deficit immunitario durante le missioni spaziali.