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Mini-laboratórios avançados automatizam a pesquisa na estação espacial

NASA astronaut and Expedition 71 Flight Engineer Tracy C. Dyson swaps out sample processors for the Pharmaceutical In-space Laboratory experiment that is exploring the production and manufacturing of medicines to benefit astronauts in space and humans on Earth. The processors were installed in the Advanced Space Experiment Processor, or ADSEP, that can process a variety of research samples and be delivered to the International Space Station and returned to Earth aboard the SpaceX Dragon cargo craft.
O astronauta da NASA Tracy C. Dyson troca processadores de amostras no Advanced Space Experiment Processor (ADSEP).

A Estação Espacial Internacional abriga centenas de experimentos científicos ao mesmo tempo. Alguns experimentos podem levar horas para serem realizados, e os pesquisadores precisam considerar o tempo limitado dos astronautas. Dispositivos totalmente automatizados, como os ADvanced Space Experiment Processors (ADSEPs) da Redwire, foram projetados para realizar mais ciência espacial com menos tempo de tripulação.

Dentro de cada instalação do ADSEP, há de três a quatro “mini-laboratórios”, chamados cassettes, que permitem que múltiplos estudos com necessidades diferentes sejam conduzidos simultaneamente. O modelo mais recente, o ADSEP-4, pode acomodar quatro cassettes e conta com recursos de imagem. Desde 2017, os ADSEPs conduziram e apoiaram duas dezenas de investigações a bordo da estação espacial, com novas a caminho.

Close-up microscope image of transparent, hexagonal and cubic crystals against a warm orange-pink background.
Cristais são cultivados a bordo da Estação Espacial Internacional como parte do ADSEP-PIL-02, uma investigação que busca estudar os efeitos da microgravidade em vários tipos de cristais. — Crédito: Redwire

As mais recentes investigações do ADSEP estão relacionadas ao crescimento de cristais de sementes no espaço, que podem ser usados para reformular medicamentos existentes ou desenvolver terapias totalmente novas. Experimentos anteriores mostraram que o ambiente único de microgravidade permite o crescimento de cristais maiores e de maior qualidade. Com o Pharmaceutical In-Space Laboratory (PIL-BOX) da Redwire, um sistema baseado em cassette que utiliza a instalação do ADSEP, os pesquisadores podem cultivar cristais de sementes melhorados, produzidos no espaço.

Adenot, wearing light blue polo shirt and black cargo pants, smiles as she holds a gray cassette the size of a lunchbox. The surrounding walls, ceiling, and floor are covered with cables, cameras, laptops, storage bags, and research equipment.
A astronauta da Agência Espacial Europeia (ESA) Sophie Adenot exibe um cassette para o ADvanced Space Experiment Processor (ADSEP). — Crédito: NASA

Experimentos notáveis do PIL-BOX patrocinados pelo ISS National Laboratory se concentraram em pesquisas sobre câncer. A investigação ADSEP-PIL-10, atualmente em andamento em órbita em colaboração com a Aspera Biomedicines, busca cristalizar moléculas que bloqueiam e promovem o câncer, com o objetivo de criar um medicamento oral contra a doença. O ADSEP-PIL-15 cristalizou medicamentos para tratar o câncer para ajudar a refinar a produção, a qualidade e a estabilidade desses fármacos. Uma demonstração recente de tecnologia, ADSEP-ICC (Industrial Crystallization Cassette), testou um cassette maior para ampliar a função do ADSEP e aumentar a produção de cristalização para uso comercial.

Image of several juvenile bobtail squid suspended in water against a light background. The small, translucent squid have rounded, oblong bodies covered with tiny brown pigment spots and have tiny tentacles extending just below their round black eyes. Four squid are in the forefront in focus while several others are blurred in the background.
Polvo-bobtail juvenil nadando na água do mar logo após a eclosão como parte da investigação ADSEP-UMAMI. — Crédito: University of Florida

Os ADSEPs não se limitam ao crescimento de cristais e também podem ser usados para cultivar células e tecidos, estudar organismos e pesquisar ciências dos materiais. Em 2021, o ADSEP-UMAMI estudou como o polvo-bobtail interagiu com microrganismos benéficos no ambiente espacial. Essa pesquisa descobriu que interações simbióticas com micróbios podem reduzir as respostas de estresse de um animal hospedeiro causadas por voos espaciais e acelerar vias de desenvolvimento, como o crescimento de neurônios e tecidos. Esses resultados fornecem percepções sobre a importância das relações simbióticas em ecossistemas fechados como naves espaciais e têm implicações para astronautas e suas próprias bactérias benéficas durante missões espaciais.

A automação e a versatilidade dos ADSEPs permitem a realização de uma ampla variedade de experimentos científicos a bordo da estação em órbita, gerando descobertas que orientam futuras missões espaciais e beneficiam as pessoas na Terra.