Một kính hiển vi mới vừa đến Trạm vũ trụ quốc tế (ISS) để giúp nghiên cứu khả năng thích nghi của sự sống trong điều kiện khắc nghiệt bằng cách sử dụng một kỹ thuật chụp ảnh tiên tiến.
Hệ thống chụp ảnh thể tích Extant Life, hay ELVIS, được tài trợ bởi Phòng thí nghiệm quốc gia ISS và được phát triển bởi các nhà nghiên cứu tại Đại học Portland State (PSU), hợp tác với Phòng thí nghiệm động cơ phản lực của NASA tại Nam California.
Thiết bị này đã đến phòng thí nghiệm trên quỹ đạo vào sáng nay (ngày 22 tháng 4) trên một khoang chở hàng SpaceX Dragon, đang thực hiện sứ mệnh Dịch vụ tiếp tế thương mại lần thứ 32 của công ty cho NASA.
ELVIS sử dụng công nghệ toàn ảnh tiên tiến được gọi là hình ảnh thể tích để tạo ra hình ảnh 3D của vi khuẩn và các tế bào khác. Nhiệm vụ này nhằm mục đích nghiên cứu cách thức sự sống ở cấp độ vi mô thích nghi với môi trường khắc nghiệt của không gian; các thành viên trong nhóm cho biết kết quả của nó cuối cùng có thể giúp các nhà khoa học xác định sự sống trên các hành tinh và mặt trăng khác, chẳng hạn như Europa của Sao Mộc và Enceladus của Sao Thổ.
Liên quan: Tìm kiếm sự sống ngoài hành tinh
Không giống như kính hiển vi hai chiều truyền thống, ELVIS cho phép các nhà nghiên cứu quan sát cấu trúc và hành vi phức tạp của các tế bào sống ở định dạng thể tích. Hệ thống này cho phép đánh giá sinh học chi tiết về cách các tế bào thay đổi trong điều kiện vi trọng lực — một điều kiện chỉ có sẵn cho các nhà nghiên cứu trên ISS.
"Chúng tôi rất vui mừng khi tận dụng Phòng thí nghiệm quốc gia ISS để chuẩn bị ELVIS cho các vai trò tương lai của nó trong các sứ mệnh thám hiểm không gian", Jay Nadeau, giáo sư vật lý PSU và là nhà nghiên cứu chính của dự án, phát biểu trong một tuyên bố của PSU.
"Hoạt động thành công của ELVIS trong điều kiện khắc nghiệt của không gian không chỉ mở đường cho việc sử dụng nó trong các môi trường ngoài Trái đất nhưng cũng có ý nghĩa trong việc tăng cường nghiên cứu y sinh và vi sinh trên hành tinh của chúng ta", Nadeau nói thêm.
Nadeau lần đầu tiên đề xuất sử dụng kính hiển vi toàn ảnh như một kỹ thuật săn tìm sự sống vào năm 2017, trong một bài báo lập luận rằng nó có khả năng phát hiện ra những dấu hiệu nhỏ của sự sống mà kính hiển vi 2D thông thường có thể bỏ sót.
"Việc phân biệt giữa một vi khuẩn và một hạt bụi khó hơn bạn nghĩ", Nadeau đã nói vào năm 2017, khi bà là giáo sư nghiên cứu về kỹ thuật y tế và hàng không vũ trụ tại Viện Công nghệ California ở Pasadena.
"Kính hiển vi toàn ảnh kỹ thuật số cho phép bạn nhìn thấy và theo dõi ngay cả những chuyển động nhỏ nhất", bà tiếp tục nói.
Các bài viết liên quan:
— Trạm vũ trụ quốc tế: Mọi thứ bạn cần biết về phòng thí nghiệm quỹ đạo
— Tàu chở hàng SpaceX CRS-32 Dragon đến ISS với 6.700 pound hàng tiếp tế (video)
— Chúng ta có thực sự tìm thấy dấu hiệu của sự sống ngoài hành tinh trên K2-18b không? 'Chúng ta nên mong đợi một số báo động giả và đây có thể là một trong số đó'
Khả năng này không chỉ cho phép xác định vi khuẩn trong vật chất trơ, như Nadeau và các đồng nghiệp của bà đã đề xuất trong bài báo năm 2017, mà còn cho phép theo dõi những thay đổi của tế bào mà có thể không thấy rõ từ hình ảnh phẳng 2D. Do đó, ELVIS có thể thấy những thay đổi được tạo ra trong cấu trúc của tế bào trong điều kiện khắc nghiệt của không gian tốt hơn hình ảnh 2D.
Trong sứ mệnh ISS, ELVIS sẽ nghiên cứu hai sinh vật trên Trái đất nổi tiếng về độ bền và khả năng phục hồi: Euglena gracilis, một loại tảo cực kỳ thích nghi, và Colwellia psychrerythraea, một loại vi khuẩn ưa lạnh được tìm thấy ở vùng nước sâu dưới đại dương. Bằng cách phân tích các dạng sống này trong điều kiện vi trọng lực, các nhà khoa học muốn khám phá ra cả những thay đổi có thể quan sát được và những thay đổi về mặt di truyền có thể giúp sự sống tồn tại trong môi trường ngoài hành tinh.
Được thiết kế cho các điều kiện không gian, ELVIS bao gồm các thành phần bền bỉ, ít bảo trì và các tính năng tự động hóa giúp giảm nhu cầu can thiệp của phi hành gia, cho phép các thí nghiệm diễn ra với sự gián đoạn tối thiểu, các thành viên trong nhóm sứ mệnh cho biết.
Hệ thống chụp ảnh thể tích Extant Life, hay ELVIS, được tài trợ bởi Phòng thí nghiệm quốc gia ISS và được phát triển bởi các nhà nghiên cứu tại Đại học Portland State (PSU), hợp tác với Phòng thí nghiệm động cơ phản lực của NASA tại Nam California.
Thiết bị này đã đến phòng thí nghiệm trên quỹ đạo vào sáng nay (ngày 22 tháng 4) trên một khoang chở hàng SpaceX Dragon, đang thực hiện sứ mệnh Dịch vụ tiếp tế thương mại lần thứ 32 của công ty cho NASA.
ELVIS sử dụng công nghệ toàn ảnh tiên tiến được gọi là hình ảnh thể tích để tạo ra hình ảnh 3D của vi khuẩn và các tế bào khác. Nhiệm vụ này nhằm mục đích nghiên cứu cách thức sự sống ở cấp độ vi mô thích nghi với môi trường khắc nghiệt của không gian; các thành viên trong nhóm cho biết kết quả của nó cuối cùng có thể giúp các nhà khoa học xác định sự sống trên các hành tinh và mặt trăng khác, chẳng hạn như Europa của Sao Mộc và Enceladus của Sao Thổ.
Liên quan: Tìm kiếm sự sống ngoài hành tinh
Không giống như kính hiển vi hai chiều truyền thống, ELVIS cho phép các nhà nghiên cứu quan sát cấu trúc và hành vi phức tạp của các tế bào sống ở định dạng thể tích. Hệ thống này cho phép đánh giá sinh học chi tiết về cách các tế bào thay đổi trong điều kiện vi trọng lực — một điều kiện chỉ có sẵn cho các nhà nghiên cứu trên ISS.
"Chúng tôi rất vui mừng khi tận dụng Phòng thí nghiệm quốc gia ISS để chuẩn bị ELVIS cho các vai trò tương lai của nó trong các sứ mệnh thám hiểm không gian", Jay Nadeau, giáo sư vật lý PSU và là nhà nghiên cứu chính của dự án, phát biểu trong một tuyên bố của PSU.
"Hoạt động thành công của ELVIS trong điều kiện khắc nghiệt của không gian không chỉ mở đường cho việc sử dụng nó trong các môi trường ngoài Trái đất nhưng cũng có ý nghĩa trong việc tăng cường nghiên cứu y sinh và vi sinh trên hành tinh của chúng ta", Nadeau nói thêm.
Nadeau lần đầu tiên đề xuất sử dụng kính hiển vi toàn ảnh như một kỹ thuật săn tìm sự sống vào năm 2017, trong một bài báo lập luận rằng nó có khả năng phát hiện ra những dấu hiệu nhỏ của sự sống mà kính hiển vi 2D thông thường có thể bỏ sót.
"Việc phân biệt giữa một vi khuẩn và một hạt bụi khó hơn bạn nghĩ", Nadeau đã nói vào năm 2017, khi bà là giáo sư nghiên cứu về kỹ thuật y tế và hàng không vũ trụ tại Viện Công nghệ California ở Pasadena.
"Kính hiển vi toàn ảnh kỹ thuật số cho phép bạn nhìn thấy và theo dõi ngay cả những chuyển động nhỏ nhất", bà tiếp tục nói.
Các bài viết liên quan:
— Trạm vũ trụ quốc tế: Mọi thứ bạn cần biết về phòng thí nghiệm quỹ đạo
— Tàu chở hàng SpaceX CRS-32 Dragon đến ISS với 6.700 pound hàng tiếp tế (video)
— Chúng ta có thực sự tìm thấy dấu hiệu của sự sống ngoài hành tinh trên K2-18b không? 'Chúng ta nên mong đợi một số báo động giả và đây có thể là một trong số đó'
Khả năng này không chỉ cho phép xác định vi khuẩn trong vật chất trơ, như Nadeau và các đồng nghiệp của bà đã đề xuất trong bài báo năm 2017, mà còn cho phép theo dõi những thay đổi của tế bào mà có thể không thấy rõ từ hình ảnh phẳng 2D. Do đó, ELVIS có thể thấy những thay đổi được tạo ra trong cấu trúc của tế bào trong điều kiện khắc nghiệt của không gian tốt hơn hình ảnh 2D.
Trong sứ mệnh ISS, ELVIS sẽ nghiên cứu hai sinh vật trên Trái đất nổi tiếng về độ bền và khả năng phục hồi: Euglena gracilis, một loại tảo cực kỳ thích nghi, và Colwellia psychrerythraea, một loại vi khuẩn ưa lạnh được tìm thấy ở vùng nước sâu dưới đại dương. Bằng cách phân tích các dạng sống này trong điều kiện vi trọng lực, các nhà khoa học muốn khám phá ra cả những thay đổi có thể quan sát được và những thay đổi về mặt di truyền có thể giúp sự sống tồn tại trong môi trường ngoài hành tinh.
Được thiết kế cho các điều kiện không gian, ELVIS bao gồm các thành phần bền bỉ, ít bảo trì và các tính năng tự động hóa giúp giảm nhu cầu can thiệp của phi hành gia, cho phép các thí nghiệm diễn ra với sự gián đoạn tối thiểu, các thành viên trong nhóm sứ mệnh cho biết.
