Gli esperimenti scientifici dell'Expedition 72 sono gli esperimenti svolti dagli astronauti della missione spaziale di lunga durata Expedition 72 a bordo della Stazione spaziale internazionale (ISS) nel periodo tra settembre 2024 e aprile 2025.

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.

ADSEP-MOF L'esperimento Assessing the Effect of Microgravity on Growth and Properties of Metal Organic Framework (MOF) Crystals (ADSEP-MOF) ha l'obiettivo di studiare l'influenza della microgravità sulla crescita e sulle proprietà dei cristalli di framework organico-metallico. Questi materiali hanno un'ampia gamma di applicazioni, tra cui la separazione cromatografica, la catalisi e l'elettronica avanzata, come dispositivi a effetto Hall, condensatori e materiali dielettrici a bassa costante dielettrica per memristori, sensori chimici e optoelettronici. Sulla Terra, la crescita di questi cristalli è ostacolata dalla convezione solutale, un fenomeno che causa la formazione di cristalli di piccole dimensioni, non uniformi e con numerosi difetti strutturali. Nella microgravità della Stazione Spaziale Internazionale, l'assenza di accelerazione elimina questo effetto, permettendo la crescita di macrocristalli più grandi, omogenei e con meno imperfezioni. L'indagine, condotta da ricercatori della Università di Stanford e della Università della California - Berkeley, sfrutta la piattaforma ADvanced Space Experiment Processor Facility (ADSEP) di Redwire, un dispositivo polivalente progettato per coltivare cellule, far crescere cristalli e persino ospitare organismi viventi nello spazio. Questo stesso sistema è stato in precedenza impiegato con successo nell'esperimento BFF-Cardiac, in cui è stato biostampato tessuto cardiaco umano. I risultati dell'ADSEP-MOF potrebbero migliorare la produzione di materiali ad alte prestazioni per dispositivi elettronici avanzati, con ricadute significative sia nelle future missioni spaziali sia nelle applicazioni terrestri.

ADSEP-PIL Il programma ADSEP-PIL (Pharmaceutical In-space Laboratory) si concentra sulla crescita di cristalli proteici e molecolari in microgravità, con l'obiettivo di migliorare la qualità e la purezza delle strutture cristalline utilizzate in ambito farmaceutico. La cristallizzazione è un processo fondamentale per la produzione di farmaci, poiché determina le proprietà fisiche e chimiche delle molecole, influenzando la loro efficacia e stabilità. Sulla Terra, le forze gravitazionali introducono instabilità e disomogeneità nei cristalli, compromettendo la qualità del prodotto finale. Nell'ambiente a microgravità della Stazione Spaziale Internazionale, questi effetti indesiderati vengono eliminati, permettendo la formazione di cristalli più grandi, ordinati e con meno difetti. Il programma ADSEP-PIL utilizza il Pharmaceutical In-space Laboratory – Biocrystal Optimization eXperiment (PIL-BOX), un sistema avanzato di cristallizzazione dotato di microscopia integrata per monitorare in tempo reale il processo di crescita. Gli esperimenti condotti all'interno del programma ADSEP-PIL hanno il potenziale di rivoluzionare la produzione di farmaci sulla Terra e di sviluppare trattamenti personalizzati per gli astronauti durante le missioni di lunga durata.

ADSEP-PIL-02 L'esperimento ADSEP-PIL-02 si concentra sulla crescita di cristalli proteici e sull'analisi del comportamento dei fluidi in condizioni di microgravità. Lo scopo è migliorare la comprensione della cristallizzazione per sviluppare farmaci più puri, stabili ed efficaci. In particolare, la microgravità consente di eliminare i difetti strutturali che si verificano sulla Terra a causa della convezione solutale, garantendo la formazione di cristalli più omogenei. L'esperimento utilizza il dispositivo PIL-BOX DMC (Dynamic Microscopy Cassette) per condurre tre studi distinti: il primo utilizza il lisozima come modello per verificare il funzionamento del sistema; il secondo mira a ottenere una struttura tridimensionale del complesso proteico ANGPTL3/8, con potenziali applicazioni per lo sviluppo di anticorpi più efficaci; il terzo si concentra sulla ricristallizzazione dell'insulina per validare le prestazioni del sistema PIL-BOX. Infine, un quarto studio, denominato FAME (Fluids at-Altitude Mixing Experiment), analizza il comportamento della miscelazione dei fluidi in microgravità, utilizzando coloranti e microsfere per tracciare le dinamiche di interfaccia tra diverse soluzioni.

ADSEP-PIL-04 L'esperimento ADSEP-PIL-04 ha l'obiettivo di migliorare le tecnologie di cristallizzazione utilizzate in microgravità, testando e ottimizzando il sistema PIL-BOX per garantire la riproducibilità dei risultati. L'indagine si concentra su due proteine di riferimento, il lisozima e l'insulina, per verificare come la microgravità influisca sulla loro cristallizzazione rispetto a esperimenti precedenti. L'assenza di forze gravitazionali consente di ottenere strutture più pure e ordinate, riducendo le imperfezioni che possono comprometterne l'utilizzo farmaceutico. Il sistema PIL-BOX DMC, dotato di microscopia avanzata, consente di monitorare in tempo reale la crescita dei cristalli, permettendo un'analisi dettagliata post-volo. I dati raccolti aiuteranno a perfezionare le tecniche di cristallizzazione per applicazioni industriali, rendendo la produzione farmaceutica più efficiente e riducendo i costi di produzione. Inoltre, l'esperimento fornisce indicazioni cruciali per la produzione di farmaci direttamente nello spazio, migliorando la capacità di supporto medico per gli astronauti in missioni di lunga durata.

ADSEP-PIL-07 L'esperimento ADSEP-PIL-07 esplora la possibilità di cristallizzare un farmaco sperimentale sviluppato da ExesaLibero Pharma, destinato al trattamento dell'artrite reumatoide e di alcune forme di cancro osseo. Questo farmaco, noto come ELP-004, agisce direttamente sulle cellule responsabili della distruzione dell'osso, offrendo un'alternativa più sicura rispetto ai trattamenti attuali. La microgravità potrebbe facilitare la formazione di una nuova struttura cristallina del farmaco, migliorandone la purezza, la stabilità e l'efficacia. Per l'esperimento viene utilizzato il dispositivo PIL-BOX SMALS (Small Molecule Accelerated Laboratory for Structures), un sistema avanzato per la cristallizzazione di piccole molecole dotato di strumenti per la manipolazione di solventi organici e per l'analisi in situ mediante microscopia. Il processo di cristallizzazione viene monitorato in tempo reale sulla Stazione Spaziale Internazionale e i campioni vengono successivamente riportati sulla Terra per analisi spettroscopiche dettagliate. Se il farmaco cristallizzato in microgravità si rivelasse più efficace rispetto alla versione prodotta sulla Terra, potrebbe portare a una riduzione del dosaggio necessario, migliorando la sicurezza e abbattendo i costi di produzione. I risultati di ADSEP-PIL-07 potrebbero non solo ottimizzare la produzione di farmaci innovativi per il trattamento di malattie ossee, ma anche contribuire alla prevenzione della perdita di densità ossea negli astronauti durante le missioni spaziali di lunga durata.

Arthrospira C L'esperimento Arthrospira Gene Expression and Mathematical Modelling on Cultures Grown in the International Space Station (Arthrospira C) studia la crescita e l'adattamento delle microalghe nello spazio, con l'obiettivo di sviluppare sistemi di supporto vitale autonomi per missioni di lunga durata. Le microalghe come la Spirulina sono in grado di convertire l'anidride carbonica in ossigeno attraverso la fotosintesi e di produrre biomassa commestibile, riducendo la dipendenza dalle risorse terrestri per il sostentamento degli astronauti. Poiché le future missioni verso la Luna e Marte dovranno essere sempre più autosufficienti, questo studio aiuta a comprendere se le alghe possano essere coltivate con successo nello spazio e mantenere la stessa efficienza di produzione di ossigeno e biomassa osservata sulla Terra.

L'esperimento utilizza il fotobioreattore Advanced Experiment Container (AEC), un dispositivo ermetico e controllato da remoto, installato nella struttura BIOLAB del modulo Columbus. Quattro fotobioreattori sono stati consegnati alla Stazione Spaziale Internazionale tramite un veicolo Cargo Dragon e, una volta attivati, forniscono luce alle colture di Spirulina, avviando il processo di crescita. Dopo una settimana di adattamento, il test prosegue per due mesi e mezzo, con incrementi graduali dell'intensità luminosa ogni due settimane per valutare la risposta delle alghe alle variazioni di luce. I dati sulla crescita e sulla produzione di ossigeno vengono monitorati in tempo reale dalla Columbus Control Centre a Colonia, in Germania. Al termine dell'esperimento, i campioni vengono riportati sulla Terra per analisi biomolecolari e per verificare la qualità nutrizionale della biomassa prodotta. Le ricerche su Spirulina hanno dimostrato che il suo consumo può offrire una protezione contro gli effetti negativi delle radiazioni cosmiche, un aspetto utile non solo per gli astronauti ma anche per i pazienti sottoposti a trattamenti radioterapici sulla Terra.

ARTEMOSS L'esperimento ARTEMOSS studia gli effetti combinati delle radiazioni cosmiche ionizzanti e della microgravità sulla crescita del muschio Ceratodon purpureus, una pianta estremofila ideale per missioni spaziali. Poiché le piante saranno essenziali per il supporto vitale negli habitat spaziali, è fondamentale comprendere come reagiscono a condizioni estreme. L'indagine si sviluppa in due fasi: a Terra, i campioni vengono esposti a radiazioni cosmiche simulate in dosaggi differenziati per replicare i raggi cosmici galattici e gli eventi particellari solari. Successivamente, i campioni irradiati vengono inviati sulla Stazione Spaziale Internazionale, dove vengono coltivati in microgravità per osservare le loro capacità di adattamento e riparazione del danno. Dopo il volo spaziale, i campioni vengono analizzati per studiare variazioni morfologiche ed espressione genica.

Astrobee-REACCH L'esperimento Responsive Engaging Arms for Captive Care and Handling (REACCH) Demonstration via Astrobee (Astrobee-REACCH) mira a testare una tecnologia innovativa per la cattura e la manipolazione di oggetti nello spazio, indipendentemente dalla loro forma o materiale. L'indagine utilizza Astrobee, un robot autonomo della Stazione Spaziale Internazionale, per verificare la capacità del sistema REACCH di afferrare e spostare oggetti in microgravità. Questa tecnologia, composta da bracci tentacolari con pad adesivi simili a quelli delle zampe dei gechi, potrebbe rivoluzionare la gestione dei detriti spaziali, il riposizionamento di satelliti e le operazioni di manutenzione in orbita, riducendo il rischio di collisioni e prolungando la vita operativa delle infrastrutture spaziali. Durante l'esperimento, Astrobee esegue più test di cattura su bersagli di diversa consistenza e superficie, inclusi pannelli di alluminio liscio, materiali rugosi come coperte isolanti multistrato e superfici stampate in 3D con diverse texture. L'obiettivo è garantire che REACCH possa afferrare gli oggetti in modo sicuro senza danneggiarli e senza lasciare residui dopo il rilascio. I dati raccolti, trasmessi in tempo reale a Terra e analizzati post-volo, serviranno a migliorare il design del sistema per future missioni.

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