Juno rymdfarkoster ansluter Jupiter s Realm

LONGUEUIL, Quebec - Det är alltid en fest när en kanadensisk astronaut räknar ner till ett rymduppdrag.

David Saint-Jacques höll sin första stora uppdragshändelse den 29 november på det kanadensiska rymdkontoret i Montreal. Han avslöjade de experiment som han sannolikt kommer att delta under sin vistelse på den internationella rymdstationen, från och med november 2018.

Han pratade på scenen för endast ca 10 minuter, men det verkade att alla i landets rymdsamhälle var representerade vid evenemanget. Det fanns vetenskapsmän, kanadensiska delegater från International Space University, som är baserad i Frankrike, ordförande för Kanadas rymdrådgivande styrelse och även några dussin deltagare från en rymdkonferens som händer på plats samma dag.

"Rummet är svårt på människokroppen", sade Saint-Jacques framför cirka 125 personer. "Just nu tränar jag i Ryssland och Houston, och jag är lika frisk som jag någonsin varit ... men så snart jag kommer ombord [rymdstationen] kommer min kropp att försämras. Jag kommer snabbt börja känna effekterna av mikrogravity. " [Människokroppen i rymden: 6 konstiga fakta]

På både franska och engelska gick Saint-Jacques snabbt igenom publiken genom 10 av de experiment som han planerar att utföra på stationen - inklusive experiment som undersöker hälsan hos hans artärer, hur väl han navigerar och hans psykologiska tillstånd.

Saint-Jacques, som var läkare i Kanadas nord innan han gick med i rymdprogrammet i maj 2009, sa att de problem som astronauterna står inför i rymden liknar dem som människor står inför på jorden. Härdade artärer är ett problem för äldre och människor med stillasittande livsstilar, såväl som för astronauter. Benstudier i rymden gagnar de med osteoporos på jorden, sade Saint-Jacques.

På franska tillade han att han kommer att vara väldigt upptagen med sina experiment, men han planerar att använda sin fritid för att "dela sitt perspektiv med kanadensare så mycket som möjligt". Saint-Jacques kommer att använda fotografier och sociala medier för att ge omloppsutsikt över planeten och dess miljö, tillade han.

I en separat intervju med ProfoundSpace.org sa Saint-Jacques att han just har börjat den praktiska träningen av sitt uppdrag efter att ha gått med sina akademiska tentor. Hans praktiska träningsexaminer kommer att äga rum på ungefär sex månader, eftersom Saint-Jacques är en backup-astronaut för ett annat uppdrag strax före hans.

Hjälper seniorer på plats

Saint-Jacques kommer att vara den första kanadensaren i rymden sedan Chris Hadfields omfattande uppdrag 2012-13. Hadfield, Kanadas första rymdstationschef, använde sociala medier för att locka uppmärksamhet från hela världen. Ett mindre känt faktum är att Hadfield sprang ett otroligt produktivt vetenskapsuppdrag på rymdstationen, inklusive deltagande i ett University of Waterloo-experiment som kallas vaskulärt.

Vaskulär, som är kort för hjärt- och kärlsjukdomseffekter av rymdflyg med lång varaktighet, undersökte hur styva artärer påverkar blodflödet. Nu har Vascular huvudforskare Richard Hughson och medförfattare Danielle Greaves, båda forskarna vid Waterloo, två uppföljningsutrymmexperiment som finns i butik för Saint-Jacques och hans besättningsmän.

"Astronauterna lever en väldigt stillesittande livsstil," sade Hughson i en intervju efter händelsen. Han sa att en typisk astronaut, baserat på uppdragsloggar han hört, har aerob träning för endast 30 minuter dagligen och ett liknande belopp som är allokerat för resistiv träning. Resten av 2-timmars astronauterna får träning dagligen är begravd i underhåll: Upprustning, nedtagning och byte av kläder två gånger i mikrogravity (ingen enkel prestation).

Bristen på aerob träning leder till en form av insulinresistens, en sjukdom där celler inte kan absorbera det viktiga hormonet ordentligt, vilket liknar vad som finns i stillasittande vuxna på jorden. Hughson sa astronauterna "ålder" snabbt i rymden på grund av viktlöshet. Arterier upplever 10-20 års värd av härdning i ett typiskt sexmånadersuppdrag, till exempel.

De nya experimenten ser på artärstyvhet (i ett experiment som kallas vaskulärt eko) och kardiovaskulär hälsa mer allmänt (vaskulär åldring). Hughson sa att han förväntar sig att rekrytera åtta till nio astronauter för varje experiment. Echo, som pågår, kommer att sluta om två år, och åldring (som börjar snart) kommer att slutföras om fyra år.

För sina experiment jämför Hughson mätningarna från astronauterna med data från seniorer på jorden. I det största samarbetet i Kanada av sin typ samarbetade Hughsons team med byn vid University Gates, en långtidsvård med 192 bäddar som ligger vid University of Waterloo nordliga campus, sade Hughson.

Anläggningen, som öppnades i augusti 2015, tillåter forskare att studera seniorer i sina bostäder istället för att få dem till ett labb där resultaten är svårare att spåra över tiden, säger Hughson. Företaget som driver anläggningen, Schlegel, kommer att börja bygga på en 228-svitslägenhet på campus nästa månad, tillade Hughson, som kommer att följa en expansion på 9 miljoner dollar av sina egna forskningsanläggningar om åldrande.

Psykologisk hälsa i rymden

Medan de flesta andra experiment som Saint-Jacques diskuterar kommer att fokusera på aspekter av astronautens hälsa står utredningen Hemma i rymden ensam. University of British Columbia-ledd arbete är det första kanadensiska experimentet att ta itu med psykosociala frågor i rymden, säger forskarna.

Huvudforskare och sociolog Phyllis Johnson, forskare vid University of British Columbia, berättade för ProfoundSpace.org att det sex-personiga rymdstationens personal i ett långsiktigt rymduppdrag ofta deltar i kulturella evenemang. Slutförandet av tuffa rymdpromenader resulterar ofta i en festmåltid, till exempel.Crewmembers markerar ofta 100 dagar i rymden för ett visst besättning med en liten ceremoni. Dessutom bestämmer besättningen tillsammans vilka nationella helgdagar att hedra under sitt uppdrag. [Semester i rymden: ett astronautfotoalbum]

Att ta reda på hur astronauter bildar kultur i rymden har många potentiella tillämpningar, bland annat att lära sig skydda rymdfärdarens psykiska hälsa och lagarna som deltar i isolerade, begränsade expeditioner på jorden i Arktis, Antarktis eller andra avlägsna platser. Johnson kommer att samla frågeformulär från astronauter fem gånger: två gånger under uppdraget, en gång före uppdraget och två gånger efter uppdraget (tre veckor efter och sex månader efter).

"När du kommer tillbaka kanske du känner dig annorlunda sex månader," sa Johnson när hon förklarade varför hon skulle göra en andra uppföljningsundersökning efter uppdrag. De första veckorna är fortfarande fyllda med uppdragsuppriktning, medan på längre sikt står astronauterna förlorade ständig kontakt med sina besättningsmän och behöver återintegrera sig i sina familjer.

Medan det kanadensiska experimentet är det första i sitt slag har tidigare, icke-kanadensiska experiment också utforskat psykologisk hälsa i rymden. Ett framträdande exempel är "Behavioral Issues Associated with Isolation and Confinement: granskning och analys av astronaut tidskrifter", som NASA astronaut Scott Kelly deltog i under sitt ettåriga uppdrag i rymden.

Dessa "introspektiva rapporter" från astronauter "kan ge användbar information om de faktorer som påverkat individ- och gruppprestanda under förlossningen", säger huvudforskaren och Anacapa Sciences president Jack Stuster i en NASA-kort.

Den fullständiga förteckningen över experiment

I den kanadensiska rymdorganisationens ord anges här korta beskrivningar av de experiment där Saint-Jacques sannolikt kommer att delta under sitt uppdrag.

  • Hemma i rymden (Johnson, University of British Columbia) - Kanadas första psykosociala experiment ombord på ISS: Det undersöker hur multinationella besättningar av astronauter anpassar sig för att bo tillsammans i rymden under långvariga uppdrag.
  • Bioanalysator (Ian D'Souza, Honeywell / Com Dev) - Nya kanadensiska instrument som ska utföra nästan sanntidsanalys av blod och tillhandahålla data på flera biologiska markörer för forskningsändamål.
  • Bio-Monitor (Jean-Francois Roy, Carré Technologies) - Nya kanadensiska bioövervakningssystem, inklusive en smart skjorta, som kommer att övervaka astronauternas vitala tecken och stödja identifiering och lindring av risker för människor i rymden.
  • Immuno Profile (Chen Wang, University of Toronto) - Undersöker och övervakar astronauternas immunsystem över långvariga uppdrag ombord på ISS.
  • MARROW (Guy Trudel och Odette Laneuville, University of Ottawa) - Syftar till att fastställa om mikrogravity orsakar fettackumulering i benmärgen och påverkar produktionen, funktionen och förstöringen av röda och vita blodkroppar.
  • MicroPREP (Teodor Veres, Canadas nationella forskningsråd) - Ny kanadensisk lab-on-a-chip-teknik baserad på centrifugal mikrofluidik. Från ett prov av kroppsvätskor kan denna teknik isolera flera makromolekyler som DNA, tillsammans med proteiner eller sällsynta celler som krävs för att bedöma immunsystemets tillstånd.
  • TBone (Steven Boyd, University of Calgary) - Undersöker effekterna av viktlöshet på benkvaliteten, eftersom benen åldras i en snabb takt i rymden.
  • Vaskulär åldrande (Hughson och Greaves, University of Waterloo) - Detta experiment kommer att studera följderna av viktlöshet, näring, fysisk aktivitet och strålning på kardiovaskulärsystemet och vid insättande av insulinresistens i omlopp.
  • Vaskulärt eko (Hughson och Greaves, University of Waterloo) - Denna studie undersöker hur och varför vissa astronauter upplever arteriell förstyvning i rymden, för att hitta sätt att sänka kärlfördröjningen.
  • Wayfinding (Giuseppe Iaria, University of Calgary) - Målet är att bättre förstå hur rymden påverkar astronauternas orientering, navigeringsförmåga och hjärnfunktion.