محیط منحصربه‌فرد فضا اگرچه با شرایطی همچون ریزگرانش و تابش‌های کیهانی، چالش‌هایی برای سلامت انسان ایجاد می‌کند؛ در عین حال فرصت‌های بی‌نظیری برای تحقیقات و گسترش مرزهای علم ارائه می‌دهد. این گزارش به بررسی دستاوردهای علمی چین در ایستگاه فضایی خود و تاثیرات آن بر سلامت انسان و فناوری‌های پیشرفته می‌پردازد.
تحقیقات پزشکی در فضا، راهکاری برای سلامت فضانوردان و بیماران زمینی
محیط ریزگرانش در فضا باعث تغییرات فیزیولوژیکی مانند تحلیل عضلانی (Muscle atrophy) می‌شود که یکی از چالش‌های اصلی ماموریت‌های طولانی‌مدت فضایی است. لی یویینگ (Li Yuying)، دانشیار موسسه تغذیه و سلامت شانگهای در آکادمی علوم چین (Chinese Academy of Sciences)، در این باره می‌گوید: «درک سازوکار این تغییرات و یافتن راه‌حل‌هایی برای کاهش آنها می‌تواند به درمان بیماری‌های مشابه روی زمین کمک کند.»
در نوامبر ۲۰۲۲، تیم تحقیقاتی لی نمونه‌های سلول عضلانی موش را از طریق فضاپیمای باری تیانژو ۵ (Tianzhou 5) به ایستگاه فضایی تیانگونگ (Tiangong Space Station) ارسال کرد. آنها در بخش آزمایش بیوتکنولوژی ماژول ونتیان (Wentian) موفق به کشت و تمایز سلول‌های عضلانی شدند و برای اولین بار پدیده‌هایی مانند همجوشی سلولی (cell fusion) و تشکیل فیبر عضلانی در ریزگرانش را مشاهده کردند. این تیم همچنین ژن مسئول اتوفاژی (autophagy) -بازیافت سلولی بدن- را شناسایی کرد و اثرات ریزگرانش بر این فرآیند را تحلیل نمود.
نتایج این پژوهش می‌تواند از طریق تنظیم اتوفاژی با داروهای خاص، رژیم غذایی یا ورزش، سلامت فضانوردان را بهبود بخشد. علاوه بر این، این یافته‌ها برای بیماران مبتلا به سارکوپنیا (sarcopenia) -کاهش توده عضلانی مرتبط با افزایش سن- و افرادی که مدت طولانی بستری هستند، راه‌حل‌های جدیدی ارائه می‌دهد.
برنامه‌ریزی برای بیش از ۱۰۰۰ پروژه تحقیقاتی در ۱۰ تا ۱۵ سال آینده
ایستگاه فضایی چین که با پرتاب ماژول اصلی تیانهه (Tianhe) در آوریل ۲۰۲۱ و ماژول‌های آزمایشگاهی ونتیان و منگتیان (Mengtian) در سال ۲۰۲۲ تکمیل شد، به مرکزی برای تحقیقات پیشرفته تبدیل شده است.
آکادمی علوم چین اعلام کرده که ایستگاه فضایی تیانگونگ در ۱۰ تا ۱۵ سال آینده میزبان بیش از ۱۰۰۰ پروژه تحقیقاتی خواهد بود. این پروژه‌ها شامل زیست‌شناسی پایه، بیوتکنولوژی، بوم‌شناسی زندگی و مطالعه منشا حیات می‌شوند. گو ییدونگ (Gu Yidong) از دانشمندان ارشد سازمان فضایی سرنشین‌دار چین (China Manned Space Agency) اظهار داشت: «حدود ۱۰۰ عضو آکادمی علوم چین و هزاران متخصص برای برنامه‌ریزی این پروژه‌ها همکاری کرده‌اند که حوزه‌هایی مانند علوم زیستی فضایی، مطالعات انسانی، علوم فیزیکی ریزگرانش، نجوم فضایی و فناوری‌های نوین فضایی را پوشش می‌دهد.»
ایستگاه فضایی چین با بیش از ۲۰ بخش آزمایش علمی داخلی و سه پلتفرم آزمایش خارجی، ابزارهای تحقیقاتی پیشرفتهای مانند تلسکوپ فضایی چین با دیافراگم دو متری (در حال توسعه) را در اختیار دانشمندان قرار می‌دهد. این امکانات به محققان امکان می‌دهد تا آزمایش‌های پیشگامانه‌ای در زمینه‌های مختلف انجام دهند.
ایستگاه فضایی تیانگونگ
دستاوردهای برجسته: از زیست‌فناوری تا مواد نیمه‌رسانا
محققان در ایستگاه فضایی تیانگونگ آزمایش‌های نوآورانه‌ای انجام داده‌اند که نتایج چشمگیری به همراه داشته است. برای مثال، آنها موفق به تولید منابع جدید ژرم‌پلاسم برنج (rice germplasm)، تمایز سلول‌های بنیادی جنینی به سلول‌های خون‌ساز و ایجاد طولانی‌ترین اکوسیستم آبی فضایی شده‌اند. طبق گزارش آژانس فضایی سرنشین‌دار چین در پایان سال گذشته، ایستگاه فضایی از زمان راه‌اندازی تاکنون میزبان ۸ ماموریت سرنشین‌دار و ۷ ماموریت باری بوده است. این ایستگاه تاکنون ۲۱ فضانورد را پذیرفته و محیط زندگی پایداری در فضا ایجاد کرده است. داده‌های آکادمی علوم چین نشان می‌دهد که بیش از ۱۸۰ پروژه علمی و کاربردی در این ایستگاه انجام شده که بیش از ۲۶۵ ترابایت داده علمی، بیش از ۱۵۰ اختراع ثبت‌شده و چندین نتیجه کاربردی را به همراه داشته است.
در زمینه مواد پیشرفته، لیو ژوئه‌چائو (Liu Xuechao) از مؤسسه سرامیک شانگهای (Shanghai Institute of Ceramics) و جین مین (Jin Min) از دانشگاه دیانجی شانگهای (Shanghai Dianji University) پیشرفتهای قابل‌توجهی در تحقیقات مواد نیمه‌رسانا داشته‌اند. لیو توضیح داد: «مواد نیمه‌رسانا در حوزه‌هایی مانند مدارهای مجتمع، ارتباطات، سلول‌های خورشیدی و هوافضا نقش کلیدی دارند.» تیم او با استفاده از آزمایشگاه مواد علمی دمای بالا در ایستگاه فضایی، نمونه‌ای از کریستال نیمه‌رسانای ایندیم سلنید (InSe) را پس از ۷۰ ساعت آزمایش به دست آورد. این ماده که در ژوئن ۲۰۲۳ به زمین بازگشت، در شرایط ریزگرانش متورم شده بود و نقص‌های چگالی بسیار کمتری نسبت به نمونه‌های زمینی نشان داد.
جین افزود: «کریستال‌های ایندیم سلنید خواص فیزیکی عالی نیمه‌رساناهای متداول را دارند، ضمن اینکه مانند فلزات قابلیت تغییر شکل پلاستیک و پردازش مکانیکی را نیز دارا هستند.» این ویژگی‌ها ایندیم سلنید را به گزینه‌ای ایده‌آل برای دستگاه‌های الکترونیکی نسل بعدی، فتوولتائیک (photovoltaics)، دستگاه‌های اپتوالکترونیک و فتودتکتورها (photodetectors) تبدیل می‌کند. لیو تاکید کرد که این دستاورد می‌تواند عملکرد ترانزیستورها را بهبود بخشد و به زودی به تولید تجاری این ماده منجر شود.
کریستال نیمه‌رسانای ایندیم سلنید
گسترش افق‌های علمی با مشارکت جهانی
ایستگاه فضایی تیانگونگ علاوه بر فراهم کردن بستری برای تحقیقات داخلی چین، با تاکید بر همکاری بین‌المللی و ترویج علم، به دنبال گسترش دانش بشری است. پروژه‌های تحقیقاتی این ایستگاه، که با تلاش ۳۰ساله چندین نسل از دانشمندان چینی به ثمر نشسته، به عنوان فرصتی برای تحقیقات علمی، فناوری و کاربردهای فضایی در مقیاس بزرگ شناخته می‌شود.
ایستگاه فضایی چین با ایجاد زیرساخت‌های پیشرفته و میزبانی از پروژه‌های متنوع، راه را برای اکتشافات علمی مهم، اصول علمی جدید و مزایای عملی قابل‌توجه هموار کرده است. با بیش از ۱۰۰۰ پروژه تحقیقاتی برنامه‌ریزی‌شده و تاکید بر همکاری بین‌المللی، تیانگونگ نقش مهمی در آینده اکتشافات فضایی خواهد داشت و به پیشرفتهای پزشکی و صنعتی در سراسر جهان خواهد کرد.
منبع: chinadailyasia
