Πολύ σύντομα, ένας χειρουργός-ρομπότ μπορεί να βρεθεί σε τροχιά γύρω από τον πλανήτη μας – και παρόλο που δεν θα είναι μια μεταλλική, ανθρωποειδής μηχανή που θα φορά λευκή στολή και θα κρατά ένα νυστέρι, η αποστολή του χαρακτηρίζεται ως συναρπαστική.

Την Τρίτη (30 Ιανουαρίου), οι επιστήμονες θα στείλουν μια σειρά από καινοτόμα πειράματα στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό μέσω του διαστημικού σκάφους Cygnus του Northrop Grumman. Έχει προγραμματιστεί να εκτοξευθεί όχι νωρίτερα από τις 12:07 μ.μ. ET (1707 GMT) και, αν όλα πάνε σύμφωνα με το σχέδιο, θα φτάσει στον ISS λίγες μέρες αργότερα, την 1η Φεβρουαρίου.

Πράγματι, ένα από τα πειράματα επί του σκάφους είναι μια ρομποτική συσκευή δύο λιβρών (0,9 κιλών), περίπου όσο ο πήχης σας, με δύο ελεγχόμενους βραχίονες που συγκρατούν αντίστοιχα μια λαβίδα και ένα ψαλίδι. Αυτό το είδος ρομπότ-γιατρού είναι κατασκευασμένο για να μπορεί κάποια μέρα να επικοινωνεί με ανθρώπους γιατρούς στο έδαφος ενώ εισάγεται σε έναν ασθενή αστροναύτη για να διεξάγει ιατρικές διαδικασίες με υψηλή ακρίβεια.

«Το πιο προηγμένο μέρος του πειράματός μας θα ελέγχει τη συσκευή από εδώ στο Λίνκολν της Νεμπράσκα και θα ανατέμνει προσομοιωμένο χειρουργικό ιστό στην τροχιά», είπε ο Shane Farritor, συνιδρυτής της Virtual Incision, κατά τη διάρκεια μιας παρουσίασης για το Cygnus την Παρασκευή.

Προς το παρόν, καθώς βρίσκεται σε προκαταρκτικά στάδια, πρόκειται να δοκιμαστεί σε λάστιχα — αλλά η ομάδα έχει μεγάλες ελπίδες για το μέλλον καθώς οι αποστολές στο φεγγάρι , τον Άρη και όχι μόνο αρχίζουν να αναπτύσσονται για την εξερεύνηση του διαστήματος. Η απομακρυσμένη διαστημική ιατρική έχει γίνει καυτό θέμα τα τελευταία χρόνια, καθώς διαστημικές υπηρεσίες και ιδιωτικές διαστημικές εταιρείες καταρτίζουν σχέδια για μια ποικιλία μελλοντικών διαστημικών αποστολών με πλήρωμα.

Το Πρόγραμμα Artemis της NASA , για παράδειγμα, ελπίζει να πάει άνθρωπο στο φεγγάρι το 2026 — επιπλέον, αυτό υποτίθεται ότι ανοίγει το δρόμο για μια μέρα κατά την οποία η ανθρωπότητα μπορεί να πει ότι έφτασε στον Κόκκινο Πλανήτη. Και μαζί, αυτές οι αποστολές αναμένεται να ανοίξουν το δρόμο για ένα μέλλον στο οποίο η ανθρωπότητα θα ξεκινήσει ένα βαθύτερο διαστημικό ταξίδι, ίσως στην Αφροδίτη ή ακόμα και πέρα ​​από το ηλιακό σύστημα.

Έτσι, για να βεβαιωθούν ότι οι αστροναύτες παραμένουν ασφαλείς στο διάστημα – ένα περιβάλλον στο οποίο κυριολεκτικά δεν είναι φτιαγμένοι για να επιβιώσουν – οι επιστήμονες θέλουν να βεβαιωθούν ότι η διαστημική ιατρική θεραπεία θα σημειώσει πρόοδο παράλληλα με τους πυραύλους που θα μεταφέρουν αυτούς τους αστροναύτες όπου κι αν πάνε .

Ένα γρήγορο παράδειγμα που έρχεται στο μυαλό είναι πώς, το 2021, ο χειρουργός πτήσης της NASA, Josef Schmid, «μεταφέρθηκε » στον ISS μέσω της τεχνολογίας HoloLens. Αυτό είναι περίπου σαν η εικονική πραγματικότητα να συναντά το FaceTime, που συναντά την επαυξημένη πραγματικότητα, αν αυτό έχει νόημα.

Ωστόσο, όπως εξηγεί η ομάδα, αυτή η ρομποτική χειρουργική αποστολή θα μπορούσε να ωφελήσει όχι μόνο τους ανθρώπους που εξερευνούν το κενό του διαστήματος, αλλά και αυτούς που ζουν εδώ στη Γη. “Εάν έχετε έναν ειδικό που είναι πολύ καλός χειρουργός, αυτός ο ειδικός θα μπορούσε να καλέσει σε διαφορετικές τοποθεσίες και να βοηθήσει με τηλεχειρουργική ή εξ αποστάσεως χειρουργική”, είπε ο Farritor. “Μόνο περίπου το 10% των χειρουργικών αιθουσών σήμερα είναι ρομποτικές, αλλά δεν βλέπουμε κανένα λόγο που να μην είναι 100%.“

Αυτό θα ήταν ένα ιδιαίτερα σημαντικό πλεονέκτημα για τα νοσοκομεία σε αγροτικές περιοχές όπου υπάρχουν λιγότεροι ειδικοί και όπου οι αίθουσες χειρουργείων είναι περιορισμένες. Στην πραγματικότητα, όπως εξήγησε ο Farritor, το Virtual Incision δεν χρηματοδοτείται μόνο από τη NASA αλλά και από τον στρατό. «Και οι δύο ομάδες θέλουν να κάνουν χειρουργικές επεμβάσεις σε τρελά μέρη», είπε, «και τα μικρά ρομπότ μας προσφέρονται για τέτοια κινητικότητα».

Ο μικρός γιατρός-ρομπότ δεν θα είναι μόνος του στο διαστημόπλοιο Cygnus καθώς κατευθύνεται προς τον ISS. Κατά τη διάρκεια της ίδιας παρουσίασης στην οποία ο Farritor συζήτησε το Virtual Incision, άλλοι ειδικοί μίλησαν για το τι θα στείλουν τη Δευτέρα.

Πρώτον, θα έχει έναν φίλο ρομπότ να το ενώνει στο τροχιακό εργαστήριο — ένα ρομποτικό χέρι. Αυτός ο βραχίονας έχει ήδη δοκιμαστεί στο παρελθόν εντός των περιορισμών του σταθμού.

“Αποσύνδεση, επανατοποθέτηση, μετακίνηση αντικειμένων, αυτό είναι το είδος των πραγμάτων που κάναμε με την πρώτη έρευνα”, δήλωσε η May Murphy, διευθύντρια προγραμμάτων στην εταιρεία NanoRacks. «Αυξάνουμε κάπως την πολυπλοκότητα… θα απενεργοποιήσουμε τα εργαλεία που χρησιμοποιούμε, θα μπορούμε να χρησιμοποιούμε ανάλογα κατσαβιδιών και τέτοια πράγματα· αυτό θα μας επιτρέψει να κάνουμε ακόμη περισσότερη δουλειά .”

«Μπορούμε να δούμε ακόμη και πέρα ​​από το να αφαιρέσουμε κάτι για το οποίο το πλήρωμα θα έπρεπε να αφιερώσει χρόνο δουλεύοντας», συνέχισε. “Τώρα, έχουμε επίσης τη δυνατότητα να κάνουμε πρόσθετη δουλειά σε πιο σκληρά περιβάλλοντα στα οποία δεν θέλουμε απαραίτητα να εκθέσουμε το πλήρωμα.”

Ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος, εν τω μεταξύ, θα στείλει έναν τρισδιάστατο εκτυπωτή που μπορεί να δημιουργήσει μικρά μεταλλικά μέρη. Ο στόχος εδώ είναι να δούμε πώς αποδίδει η δομή του 3D-τυπωμένου μετάλλου στο διάστημα σε σύγκριση με το τρισδιάστατο τυπωμένο μέταλλο στη Γη. Οι τρισδιάστατοι ημιαγωγοί, βασικά εξαρτήματα των περισσότερων ηλεκτρονικών συσκευών, θα δοκιμαστούν επίσης για παρόμοιο λόγο.

«Όταν μιλάμε για την ύπαρξη οχημάτων στο διάστημα για μεγαλύτερες χρονικές περιόδους χωρίς να μπορούμε να φέρουμε προμήθειες πάνω-κάτω, πρέπει να μπορούμε να εκτυπώσουμε μερικά από αυτά τα μικρότερα μέρη στο διάστημα, για να βοηθήσουμε την ακεραιότητα του οχήματος με την πάροδο του χρόνου», είπε η Μέγκαν Έβερετ, αναπληρώτρια επιστήμονας του προγράμματος ISS της NASA.

Σύμφωνα με την Έβερετ, αυτό θα μπορούσε επίσης να βοηθήσει τους επιστήμονες να μάθουν εάν ορισμένα είδη υλικών που δεν είναι τρισδιάστατα εκτυπώσιμα στη Γη μπορούν να εκτυπωθούν τρισδιάστατα στο διάστημα. «Κάποια προκαταρκτικά δεδομένα υποδηλώνουν ότι μπορούμε πραγματικά να παράγουμε καλύτερα προϊόντα στο διάστημα σε σύγκριση με τη Γη, κάτι που θα μεταφραζόταν άμεσα σε καλύτερα ηλεκτρονικά σε δυνατότητες παραγωγής ενέργειας», είπε.

Ένα άλλο πείραμα που ξεκίνησε τη Δευτέρα εξετάζει τις επιπτώσεις της μικροβαρύτητας στην απώλεια οστικής μάζας. Γνωστό ως MABL-A , θα εξετάσει τον ρόλο των γνωστών μεσεγχυματικών κυττάρων (που σχετίζονται με τον μυελό των οστών) και πώς μπορεί να αλλάξει όταν εκτεθεί στο διαστημικό περιβάλλον. Αυτό θα μπορούσε να προσφέρει πληροφορίες για την απώλεια οστικής μάζας των αστροναυτών – ένα καλά τεκμηριωμένο, σημαντικό ζήτημα για τους εξερευνητές του διαστήματος – καθώς και για τη δυναμική της γήρανσης του ανθρώπου. «Θα εξετάσουμε επίσης τα γονίδια που εμπλέκονται στο σχηματισμό των οστών και πώς τα επηρέασε η βαρύτητα», δήλωσε ο Abba Zubair, καθηγητής Εργαστηριακής Ιατρικής και Παθολογίας στην Mayo Clinic.

Η Lisa Carnell, διευθύντρια του Τμήματος Βιολογικών και Φυσικών Επιστημών της NASA, μίλησε για την αποστολή Apex-10, η οποία θα δει πώς αλληλεπιδρούν τα μικρόβια των φυτών στο διάστημα. Αυτό θα μπορούσε να βοηθήσει στην αποκωδικοποίηση του τρόπου αύξησης της παραγωγικότητας των φυτών στη Γη.

Υπολογιστές και αμφιβληστροειδής
Δύο από τα άλλα βασικά πειράματα που συζητήθηκαν κατά τη διάρκεια της παρουσίασης περιλαμβάνουν έναν διαστημικό υπολογιστή και ένα τεχνητό μάτι — για την ακρίβεια, έναν τεχνητό αμφιβληστροειδή.

Η Nicole Wagner έχει έναν στόχο: Να αποκαταστήσει την όραση σε εκατομμύρια ασθενείς που έχουν τυφλωθεί από εκφυλιστικές ασθένειες του αμφιβληστροειδούς τελικού σταδίου, όπως η εκφύλιση της ωχράς κηλίδας και η μελαγχρωστική αμφιβληστροειδίτιδα.

Για να γίνει αυτό, αυτή και η ομάδα της προσπαθούν να αναπτύξουν έναν τεχνητό αμφιβληστροειδή βασισμένο σε πρωτεΐνες, ο οποίος είναι κατασκευασμένος μέσω μιας διαδικασίας γνωστής ως «ηλεκτροστατική εναπόθεση στρώμα προς στρώμα». Εν ολίγοις, αυτό συνίσταται στην εναπόθεση πολλαπλών στρωμάτων ενός ειδικού είδους πρωτεΐνης σε ένα ικρίωμα. «Σκεφτείτε το ικρίωμα σχεδόν σαν ένα σφιχτά υφασμένο κομμάτι γάζας», είπε η Βάγκνερ.

Ωστόσο, όπως εξηγεί, αυτή η διαδικασία στη Γη μπορεί να παρεμποδιστεί από τις επιπτώσεις της βαρύτητας. Και τυχόν ατέλειες στα στρώματα μπορεί να καταστρέψουν την απόδοση του τεχνητού αμφιβληστροειδούς.

«Σε αυτή την αποστολή», είπε, «εξετάζουμε την αποστολή μιας κονιοποιημένης μορφής βακτηριοροδοψίνης στο ISS που στη συνέχεια θα επαναιωρηθεί σε διάλυμα και θα χρησιμοποιήσουμε ειδικά όργανα, σε αυτήν την περίπτωση φασματόμετρα, για να εξετάσουμε την ποιότητα και καθαρότητα της πρωτεΐνης στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό, καθώς και για την επικύρωση αυτής της διαδικασίας που χρησιμοποιείται για τη λήψη της πρωτεΐνης σε διάλυμα.”

Θα μπορούσατε να φανταστείτε να μπορούσαν κάποια μέρα τεχνητοί αμφιβληστροειδείς να αναπτυχθούν στο διάστημα και στη συνέχεια να παραδοθούν στο έδαφος για εμφύτευση σε έναν ασθενή; Και ότι όλη αυτή η διαδικασία θα μπορούσε να δώσει σε κάποιον πίσω την όρασή του;

Όσον αφορά τον διαστημικό υπολογιστή, ο Mark Fernandez, κύριος ερευνητής για το έργο Spaceborne Computer-2, έθεσε μια υπόθεση. «Οι αστροναύτες πηγαίνουν σε έναν διαστημικό περίπατο και μετά την εργάσιμη ημέρα τους, τα γάντια εξετάζονται για φθορά», είπε. «Αυτό πρέπει να γίνει από κάθε αστροναύτη, μετά από κάθε διαστημικό περίπατο, προτού τα γάντια να μπορούν να χρησιμοποιηθούν ξανά».

Κανονικά, εξηγεί ο Fernandez, η ομάδα τραβάει ένα σωρό φωτογραφίες υψηλής ανάλυσης των δυνητικά μολυσμένων γαντιών και στη συνέχεια στέλνει αυτές τις εικόνες για ανάλυση.

Αυτή η ανάλυση, λέει, συνήθως διαρκεί περίπου πέντε ημέρες για να ολοκληρωθεί και να επιστρέψει. Έτσι, ελπίζοντας να λύσει το πρόβλημα, η ομάδα ανέπτυξε ένα μοντέλο τεχνητής νοημοσύνης σε συνεργασία με τη NASA και τη Microsoft που μπορεί να κάνει την ανάλυση κατευθείαν στον σταθμό και να επισημαίνει περιοχές ανησυχίας. Το καθένα χρειάζεται περίπου 45 δευτερόλεπτα για να ολοκληρωθεί. «Θα γίνεται από πέντε ημέρες, μέσα σε λίγα μόνο λεπτά», είπε, προσθέτοντας ότι η ομάδα έκανε επίσης ανάλυση DNA που πρέπει να γίνεται στον διαστημικό σταθμό, σε περίπου 12 λεπτά. Κανονικά, τόνισε, αυτό θα χρειαζόταν μήνες.

Όμως, η ομάδα θέλει να βεβαιωθεί ότι οι διακομιστές του Spaceborne Computer-2 θα λειτουργούν σωστά, ενώ βρίσκονται στον ISS, εξ ου και το ωφέλιμο φορτίο Cygnus. Αυτό θα σηματοδοτήσει την τρίτη αποστολή στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό.

«Το Εθνικό Εργαστήριο ISS έχει τόσα πολλά οφέλη για το έθνος μας», είπε ο Carnell. «Δημιουργεί ένα σύμπαν νέων δυνατοτήτων για την επόμενη γενιά επιστημόνων και μηχανικών».

(photo: pixabay)