Những thử nghiệm độc đáo của NASA trong không gian

Thử nghiệm tính độc hại của vi khuẩn trong môi trường không trọng lực

Các thí nghiệm trên tàu con thoi vũ trụ đã chỉ ra rằng vi khuẩn Salmonella, một nguồn gây ngộ độc thực phẩm phổ biến và đôi khi gây tử vong, trở nên độc hại hơn trong không gian. Đó là nghiên cứu được thực hiện trên chuyến bay STS-115 của tàu Atlantis năm 2006 và STS-123 của tàu Endeavour hai năm sau đó. Kết quả các nhà nghiên cứu cho biết Salmonella trở nên độc hại gấp 3-7 lần trong điều kiện không trọng lực.

Các nhà khoa học tin rằng vi khuẩn trở nên mạnh hơn trong vũ trụ như thể chúng đang ở trong ruột người. Các nhiệm vụ trên tàu con thoi cũng đã xác định được hàng chục gen dường như có liên quan đến khả năng gây bệnh cao hơn, cũng như một protein "công tắc chính" điều chỉnh nhiều gen này.

Công ty công nghệ sinh học Astrogenetix đã hợp tác tiến hành nghiên cứu nhằm phục vụ cho việc phát triển một loại vaccine Salmonella và các loại thuốc cho nhóm khuẩn kháng thuốc kháng sinh mà hiện nay chưa có thuốc trị.

Thử nghiệm dây dẫn không gian dài 21 km

Hai sứ mệnh tàu con thoi STS-46 của Atlantis năm 1992 và STS-75 của Columbia năm 1996 đã thử nghiệm việc triển khai một vệ tinh, sau đó kéo nó trong không gian bằng một sợi dây dẫn dài 21 km. Thí nghiệm được gọi là Hệ thống vệ tinh nối dây (TSS), là sự hợp tác giữa NASA và cơ quan vũ trụ Italy. Ý tưởng nhằm chứng minh các vệ tinh nối dây có thể tạo ra dòng điện khi chúng di chuyển trong từ trường Trái đất.

 Trong STS-46, dây dẫn chỉ được kéo ra 256 mét từ Atlantis trước khi cuộn dây bị kẹt. 4 năm sau, 19,7 km cáp được thả ra trước khi sợi dây dẫn dày 0,25 cm bị đứt, khiến tàu thăm dò bay lên quỹ đạo cao hơn.

Mặc dù cả hai nỗ lực đều không thành công 100%, nhưng TSS xứng đáng vì mục tiêu nghiên cứu. Thí nghiệm năm 1996 đã mang lại một số kết quả thú vị hơn và NASA phát hiện thấy trước khi dây  bị đứt, TSS đã tạo ra 3.500 vôn và dòng điện lên đến 0,5 ampe.

Thử nghiệm về mùi hoa hồng trên vũ trụ

Năm 1998, công ty Hương liệu & Nước hoa Quốc tế (IFF) đã phối hợp với NASA thực hiện một thí nghiệm đặc biệt, đưa hoa hồng lên tàu con thoi Discovery qua chuyến bay STS-95. Nghe tên gọi có vẻ như mang tính biểu tượng hoặc nghi lễ nhưng đây là thử nghiệm nghiêm túc. Discovery đã mang một cây  hồng duy nhất lên quỹ đạo trong sứ mệnh STS-95 trong năm 1998.

 Mục đích nghiên cứu là khám phá trong môi trường phi trọng lực, mùi của nước hoa sẽ thay đổi ra sao, cũng như nhiều vấn đề có liên quan khác nhằm giúp con người tạo ra những loại hoa hồng mới giàu hương vị để sản xuất nước hoa. Trong nghiên cứu, các nhà du hành đã lấy mẫu các chất bốc, thành phần có chứa những mùi thơm quan trọng. Kết quả, hoa hồng trên vũ trụ sản xuất ra ít chất bốc hơn so với trồng dưới mặt đất. Và quan trọng hơn, mùi thơm của chúng khác hẳn với mùi thơm của hoa hồng truyền thống.

Nghiên cứu tinh thể protein

Sứ mệnh STS-9 của tàu con thoi Columbia, được phóng vào tháng 11/1983, là sứ mệnh đầu tiên tiến hành các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm có thể tái sử dụng gọi là Spacelab.

Trong số hàng chục nghiên cứu được thực hiện trong chuyến bay kéo dài 10 ngày đó, một nghiên cứu nổi bật gần 3 thập kỷ sau, các phi hành gia STS-9 đã nuôi cấy những tinh thể protein đầu tiên được tạo ra trong không gian.

Kết quả, tinh thể được nuôi cấy trong không gian lớn hơn và được sắp xếp gọn gàng hơn - và do đó dễ dàng hơn để phân tích cấu trúc bằng tia X - so với những tinh thể được nuôi cấy trên Trái đất. Đồng thời giúp khoa học hiểu thêm cách thức hoạt động của một số protein nhất định, dọn đường dẫn đến các loại thuốc tốt hơn, nhắm mục tiêu trong tương lai.

Thử nghiệm WSF

Để tìm ra thế hệ vật liệu mới, NASA đã thực hiện một thí nghiệm mang tên Wake Shield Facitily (WSF) liên quan đến một chiếc đĩa bằng thép trắng, đường kính rộng 3,7 mét bay tự do phía sau tàu vũ trụ để nó tạo ra một lượng chân không tần suất từ 1.000 đến 10.000 lần so với bất kỳ vật liệu nào có trên trái đất.

WSF tận dụng chân không này để phát sinh những màng cực mỏng và tinh khiết, màng này có thể ứng dụng cho nhiều mục đích, đặc biệt là trong sản xuất các vật liệu bán dẫn. Cuộc thử nghiệm kéo dài trong 3 chuyến bay gồm STS-60 của tàu Discovery năm 1994, STS-69 của Endeavour năm 1995 và STS-80 của Columbia năm 1996.

Trong các cuộc thử nghiệm này, nhờ có các phần cứng đã giúp WSF vận hành theo đúng hướng dẫn của cánh tay đòn robot lắp trên tàu. Nó giúp các nhà khoa học hiểu sâu thêm về quang điện và các màng mỏng của nhiều loại vật, kể cả gốm sứ và khả năng ứng dụng của chúng trong việc chế tạo võng mạc nhân tạo cho con người trong tương lai.

Thử nghiệm EU

Sứ mệnh STS-107 của tàu con thoi Columbia năm 2003 gần như chỉ dành riêng cho khoa học và nghiên cứu. Nó mang theo hàng chục thí nghiệm, bao gồm một thí nghiệm nghiên cứu sự phát triển và hành vi sinh sản của giun tròn Worm C. elegans trong môi trường không trọng lực.

Thật bi thảm, Columbia và phi hành đoàn gồm 7 nhà du hành vũ trụ đã thiệt mạng khi tàu con thoi tan rã trong quá trình quay trở lại bầu khí quyển Trái đất do hư hại tấm chắn nhiệt. Riêng những con giun tròn đựng trong những chiếc thùng đặc biệt lại không hề việc gì. Mặc dù sự sống sót của những con giun chỉ là một phần nhỏ và thứ yếu trong câu chuyện đau lòng về Columbia, nhưng nó đã cho khoa học biết thêm về sức sống mãnh liệt, và cách động vật có thể lây lan từ hành tinh này sang hành tinh khác.