Gli esperimenti scientifici dell'Expedition 71 sono gli esperimenti svolti dagli astronauti della missione spaziale di lunga durata Expedition 71 a bordo della Stazione spaziale internazionale (ISS) nel periodo tra aprile e settembre 2024.

Esperimenti In questa sezione è riportata solo una piccola parte delle centinaia di esperimenti scientifici svolti a bordo della ISS in quel periodo, in ordine alfabetico.

APEX-09 Il progetto C4 Photosynthesis in Space (Advanced Plant Experiment-09, APEX-09) è un'indagine scientifica che studia come la microgravità influisca sul metabolismo delle piante Brachypodium distachyon (modello C3) e Setaria viridis (modello C4). Queste piante possiedono due diversi meccanismi di concentrazione di anidride carbonica (CO2), e l'esperimento mira a confrontare come questi meccanismi si comportino nello spazio rispetto alla Terra. Durante l'esperimento, le piante vengono coltivate nel dispositivo Veggie per 32 giorni, durante i quali vengono registrati vari dati come temperatura, intensità luminosa e concentrazione di CO2 e effettuate molte foto alle piante. Al termine di due fasi di crescita, i campioni di tessuto vegetale vengono raccolti, congelati rapidamente a -80°C e successivamente riportati sulla Terra per ulteriori analisi. I risultati di questo esperimento potrebbero offrire una comprensione fondamentale del metabolismo delle piante nello spazio e potrebbero fornire informazioni utili per l'utilizzo di piante che fissano il carbonio in sistemi di supporto vitale biorigenerativi per future missioni spaziali. Inoltre, le conoscenze acquisite potrebbero avere applicazioni terrestri, contribuendo a migliorare l'efficienza della fotosintesi e del metabolismo del carbonio in agricoltura e nella gestione ambientale.

ArgUS Mission 1 L'ArgUS Mission 1 è uno studio scientifico che include diversi carichi utili con obiettivi distinti, come la dimostrazione di software, l'uso dell'elaborazione computerizzata avanzata e tecniche per l'osservazione della Terra, oltre a metodi per catturare video nello spazio e testare vari rilevatori e sistemi di imaging. Questi esperimenti sono supportati dalla ArgUS Multi-payload platform, una piattaforma installabile sulla piattaforma esterna Bartolomeo dell'ESA, che fornisce energia, dati e una struttura di supporto. I carichi utili che costituiscono il progetto sono il Ball Aerospace Red Panda, che mira a migliorare i livelli di prontezza tecnologica di vari strumenti e software tramite test e raccolta dati in orbita terrestre bassa. Un altro carico, Thales Alenia Space IMAGIN-e, ha come scopo dimostrare le capacità del computing avanzato orientato allo spazio, con un focus particolare sull'osservazione della Terra. Questo sistema è in grado di generare e processare immagini direttamente a bordo, con un computer di bordo accessibile dai controllori a Terra. Infine, il SEN SpaceTV-1 è un sistema di telecamere capace di catturare video in 4K Ultra-High-Definition (UHD), progettato per essere montato in futuro all'esterno di veicoli spaziali e satelliti, e offre la possibilità di registrare e trasmettere video in tempo reale. Nello spazio, gli strumenti e le tecniche testate potrebbero migliorare la raccolta e l'elaborazione di dati e immagini, cruciali per future missioni spaziali. Sulla Terra, il software e l'hardware dimostrati durante la missione potrebbero essere applicati per la raccolta e l'elaborazione di dati e immagini in diversi settori.

B Complex Lo studio B Complex: A Nutraceutical SANS Countermeasure è un'indagine che mira a prevenire o mitigare una condizione chiamata Spaceflight-Associated Neuro-ocular Syndrome (SANS), che colpisce alcuni astronauti durante i voli spaziali. Questa sindrome provoca gonfiore vicino al punto in cui il nervo ottico si collega alla parte posteriore dell'occhio, compromettendo la visione. Si ritiene che la genetica e la quantità delle vitamine del gruppo B possano predisporre alcuni astronauti a sviluppare questa condizione. Lo studio B Complex testa se un'integrazione giornaliera di vitamine del gruppo B può prevenire o ridurre il rischio di SANS e valuta come la genetica individuale possa influenzare la risposta a questo trattamento. Se questo approccio si dimostrasse efficace, potrebbe fornire un mezzo a basso rischio per proteggere la salute visiva degli astronauti durante missioni di lunga durata, come quelle verso Marte. Lo studio prevede che gli astronauti inizino a prendere il supplemento di vitamine B sei mesi prima del volo, continuando durante tutto il volo spaziale e per 30 giorni dopo il ritorno. Durante questo periodo, vengono effettuati prelievi di sangue e valutazioni della funzione endoteliale, della retina e dei marcatori di infiammazione. I risultati di questo studio potrebbero avere implicazioni anche per le persone sulla Terra, specialmente nel comprendere meglio il legame tra la biochimica nutrizionale e la funzione cardiovascolare. Inoltre, lo studio potrebbe aiutare le donne con Sindrome dell'ovaio policistico (PCOS), che presentano caratteristiche simili a quelle degli astronauti che sviluppano SANS, a migliorare la funzione vascolare attraverso l'ottimizzazione della biochimica nutrizionale.

BFF-Cardiac L'indagine Redwire Cardiac Bioprinting Investigation (BFF-Cardiac) utilizza il dispositivo Redwire BioFabrication Facility (BFF) presente a bordo della ISS per stampare e processare campioni di tessuto cardiaco. L'obiettivo principale è sfruttare la microgravità per creare campioni di tessuto di qualità superiore rispetto a quelli stampati sulla Terra, con l'eventuale scopo di utilizzare questi tessuti per la ricerca e, in futuro, per sostituire organi donati per i trapianti. Questo approccio innovativo potrebbe anche migliorare le tecnologie di biostampa 3D, aprendo la strada alla stampa di alimenti e medicinali su richiesta durante missioni spaziali di lunga durata. La carenza di organi disponibili per il trapianto è un problema globale, con molte persone che muoiono in attesa di un organo. Le tecnologie di biostampa 3D potrebbero alleviare questa carenza, permettendo la creazione di organi e tessuti sostitutivi utilizzando le cellule del paziente stesso. Inoltre, i cuore umano adulto ha una capacità rigenerativa limitata, e una volta danneggiato, il tessuto viene spesso sostituito con tessuto cicatriziale non contrattile, che può compromettere le funzioni cardiache. La biostampa 3D potrebbe permettere la creazione di "patch" cardiaci per sostituire il tessuto cicatriziale danneggiato. Tuttavia, la gravità terrestre limita l'avanzamento di queste tecnologie, poiché provoca gradienti di densità e sedimentazione che rendono difficile la stampa di strutture complesse senza aggiungere supporti strutturali, spesso non fisiologicamente rilevanti. In microgravità, invece, queste limitazioni sono superate, consentendo una stampa più precisa e senza necessità di supporti aggiuntivi, facilitando l'auto-organizzazione delle cellule in tessuti funzionali. L'esperimento prevede la miscelazione di bioinchiostri e cellule, che vengono poi installati nella BFF insieme a una cassetta per la stampa del tessuto. La stampa avviene su tre giorni consecutivi, con ogni campione stampato incubato per 14 giorni a 37°C nel Redwire ADvanced Space Experiment Processor (ADSEP). I campioni vivi vengono poi mantenuti alla temperatura desiderata per il ritorno sulla Terra nel congelatore Microgravity Experiment Research Locker Incubator (MERLIN) Insert.

Cardiobreath L'esperimento Causal Analysis of Cardiorespiratory Coupling on the ISS (CARDIOBREATH) studia come le modifiche del sistema cardiovascolare e respiratorio degli astronauti durante i voli spaziali influenzino la regolazione della pressione sanguigna. Durante le missioni spaziali, gli astronauti sperimentano cambiamenti nei loro sistemi cardiovascolare, respiratorio e muscoloscheletrico, che possono alterare la loro capacità di allenarsi e mantenere la pressione sanguigna una volta tornati sulla Terra. I risultati di questa ricerca potrebbero fornire una comprensione più approfondita dei meccanismi di adattamento della pressione sanguigna in missioni di lunga durata e supportare lo sviluppo di metodi per valutare e mitigare gli effetti cardiovascolari e respiratori sulla pressione sanguigna, sia durante che dopo i voli spaziali. Questo è particolarmente rilevante per le future missioni su Marte o sulla Luna, dove le variazioni di gravità e la limitata assistenza medica rappresentano sfide significative. I cambiamenti fisiologici osservati negli astronauti durante i voli spaziali sono simili a quelli che si verificano con l'invecchiamento sulla Terra. Questo studio potrebbe contribuire a migliorare l'assistenza sanitaria e la qualità della vita per gli anziani, fornendo nuove intuizioni sui processi di adattamento cardiorespiratorio.

CIPHER L'indagine Complement of Integrated Protocols for Human Exploration Research on Varying Mission Durations (CIPHER) mira a comprendere meglio i cambiamenti fisiologici e psicologici che si verificano negli esseri umani durante missioni spaziali di diversa durata, da alcune settimane fino a un anno. Lo scopo è raccogliere dati che permettano di estrapolare i risultati a missioni di durata pluriennale, come un viaggio di tre anni verso Marte. Comprendere come il corpo umano si adatta a periodi prolungati nello spazio è fondamentale per sviluppare contromisure che possano garantire la salute e il benessere degli astronauti durante queste missioni. L'indagine affronta i cinque principali rischi dei voli spaziali umani: radiazioni, isolamento, distanza dalla Terra, gravità alterata e ambienti ostili o chiusi. Conducendo la stessa ricerca su missioni di durata variabile, gli scienziati possono ottenere una comprensione approfondita di come questi fattori influenzano il corpo umano nel tempo e sviluppare strategie per mitigare eventuali effetti negativi. CIPHER include 14 studi su diversi sistemi fisiologici, condotti su un massimo di 30 astronauti, suddivisi in categorie di durata della missione: breve, standard ed estesa. Ogni partecipante è sottoposto a una serie di misure standardizzate, che comprendono test cognitivi, esami vestibolari, monitoraggio dell'attività fisica, misurazioni della pressione sanguigna, esami oculari, test di forza muscolare, e raccolta di campioni di sangue e urina. I risultati potrebbero anche avere applicazioni sulla Terra, come l'identificazione delle persone predisposte alla perdita ossea, il miglioramento della riabilitazione vestibolare e una maggiore comprensione dell'invecchiamento e delle malattie legate all'età.

CLINGERS L'esperimento Flight Tech Demo of Docking/Undocking Cubesats Inside ISS (CLINGERS) utilizza gli Astrobee della ISS per testare un adattatore di docking e sensori di prossimità per il collegamento di oggetti spaziali attivi e passivi. Questa tecnologia è fondamentale per applicazioni future come il rifornimento orbitale, la riparazione e l'aggiornamento dei satelliti, nonché la fabbricazione in orbita. I risultati potrebbero migliorare la capacità di muovere oggetti in sicurezza e sviluppare l'ecosistema di assemblaggio in orbita. Nelle operazioni in orbita, i robot Astrobee equipaggiati con CLINGERS eseguono una serie di test per valutare le capacità di docking e undocking da diverse distanze e orientazioni.

Cold Atom Lab