mikrogravitace | Svět2000

Spermie v mikrogravitaci ztrácí orientaci, žádná vesmírná miminka zatím nebudou

27. 3. 2026 Iveta Mauci, šéfredaktorka 0 komentářů 3 min read 130 Zobrazení embryo, gravitace, mikrogravitace, orientace, osídlování, porod, spermie, těhotenství, vesmír

Evoluce Nové Osídlování vesmíru TOP 10 Vesmírné objevy Výzkum

Vědět, která strana je nahoru a která dolů pomáhá spermiím najít cestu k vajíčku. Bez gravitace se potýkají s problémy.

Rozmnožování u savců zahrnuje mnoho podmínek. Vědci jsou teprve na začátku s hledáním, které z nich budou fungovat i mimo Zemi. Dřívější studie, které naznačovaly, že spermie plavou v mikrogravitaci stejně dobře jako na Zemi, nestačí k prokázání, že reprodukce na oběžné dráze bude fungovat. A rozhodně nebude snadná v případě, pokud bude probíhat postaru.

Stejný výzkum vyvolává otázky, zda mikrogravitace může představovat problémy i pro jiné aspekty, jako je porod dítěte ve vesmíru, který může vyžadovat více pozemských podmínek.

Jak ukázal nový výzkum Adelaidské univerzity, který u spermií odhalil, že nedostatek gravitace u nich negativně ovlivňuje navigační schopnosti.

Spermie v mikrogravitaci

Vědci ve své studii zkoumali, jak by mimozemské podmínky mohly ovlivnit navigaci spermií, oplodnění a raný vývoj embryí. Pro svou studii si vybrali vzorky spermií od tří různých savců, včetně lidí. Vzorky byly podrobeny 3D klinostatu, přístroji, který simuluje podmínky nulové gravitace ve vesmíru otáčením buněk, čímž dochází k jejich dezorientaci. Spermie poté prošly bludištěm navrženým tak, aby napodobovalo ženský reprodukční trakt. *3D klinostat vyvinul Dr. Giles Kirby ze společnosti Firefly Biotech

Vědci při svém pokusu při podmínkách v mikrogravitaci pozorovali významné snížení počtu spermií, které byly schopné úspěšně najít cestu komorovým bludištěm. Poprvé byli schopni ukázat, že gravitace je důležitým faktorem pro schopnost spermií pohybovat se kanálem, jako je reprodukční trakt.

Stejně se to projevilo u všech modelů, a to i přes to, že nedošlo ke změnám ve způsobu, jakým se spermie fyzicky pohybují. To naznačuje, že jejich ztráta směru nebyla způsobena změnou motility, ale jinými faktory.

Progesteron jako navigátor

Většímu počtu lidských spermií pomohlo překonat negativní účinky simulované mikrogravitace přidání pohlavního hormonu progesteronu, který je pro nastolení těhotenství důležitý. Vědci se domnívají, že je to tím, že progesteron se uvolňuje také z vajíčka a může pomoci navést spermie k místu oplodnění. Ale toto řešení zatím není potvrzené.

Vědci také zkoumali dopad mikrogravitace během oplodnění a na následný vývoj embryí u zvířecích modelů. Po čtyřech hodinách vystavení nulové gravitaci vědci pozorovali, že úspěšně oplodněná vajíčka měla 30% snížení počtu myších vajíček.

Během čtyř až šesti hodin vystavení mikrogravitaci vědci pozorovali sníženou míru oplodnění. Dlouhodobé vystavení se zdálo být ještě škodlivější. Vedlo ke zpoždění vývoje a v některých případech i ke snížení počtu buněk.

***Popis: Studie Adelaidské univerzity zjistila, že nedostatek gravitace u spermií negativně ovlivňuje navigační schopnosti.***

***Popis: Vystavení nulové gravitaci zřejmě ovlivnilo počet fetálních buněk v embryu.***

Reprodukce a vývoj ve vesmíru je kritický

Studie ukazuje, jak složitý je reprodukční úspěch ve vesmíru a jak naléhavá je potřeba dalšího výzkumu ve všech raných fázích vývoje. Proto vědci nyní vstupují do další fáze svého výzkumu. Nově budou testovat jak různé gravitační prostředí, jako je například na Měsíci, Marsu.

Klíčovou otázkou je, zda ke změnám ve vývoji souvisejícím s gravitací dochází postupně s tím, jak klesá gravitační síla, nebo zda existuje prahový efekt, reakce „všechno nebo nic“.

Pochopení tohoto rozdílu je nezbytné pro plánování budoucí lidské reprodukce v mimozemském prostředí, včetně osídlení Měsíce a Marsu, a pro vývoj systémů umělé gravitace, které podporují zdravý vývoj.

Zdroj: vědecká studie byla publikovaná v časopise Communications Biology 10.1038/s42003-026-09734-4; https://www.eurekalert.org/news-releases/1121275

NASA v 90sátkách testovala mikrogravitaci volným pádem z horizontu pomocí dopravního letadla

2. 4. 2025 Iveta Mauci, šéfredaktorka 3 min read 295 Zobrazení DC-9, dopravní letadlo, mikrogravitace, NASA, technologie, testy, volný pád

NASA Nové Technologie Výzkum

Zapůjčené letadlo NASA DC-9 zachycené v mikrogravitaci při první zkušební parabole nad jezerem Erie v roce 1996.

Podle dobového textového souboru z roku 1996

Letadlo díky sérii parabol mohlo simulovat stav beztíže. V 90. letech poskytlo vědcům jedinečný způsob, jak studovat chování tekutin, průběh hoření a chování materiálů v prostředí mikrogravitace. Šlo o velmi důležité testy, které měly zabránit neočekávanému chování materiálů na oběžné dráze Země.

Když se řekne mikrogravitace, anebo „volný pád“, mnoha lidem se zvedne žaludek. A i když ho uměly napodobit některé kolotoče, těžko byste nahnali partu budoucích astronautů a vědců do lunaparku, aby tam testovali materiály ve stavu beztíže. NASA proto sáhla po jiném řešení.

To, co nám tady na Zemi přijde „normální“, se mimo naši atmosféru může chovat zcela nepředvídatelně. Představte si, že byste astronautům na ISS poslali matraci z materiálu, který by se ve vesmíru rozpínal tak dlouho, až by nakonec roztrhal celou vesmírnou stanici. NASA se proto rozhodla, že tyto věci otestuje v zapůjčeném dopravním letadle, které vyšle čumákem k horizontu a pak pustí volným pádem rovnou k zemi.

Upravené dopravní letadlo

V roce 1990 padlo rozhodnutí pro společnost McDonnell Douglas DC-9. Vedení NASA převzalo plnou odpovědnost za letadlo, které bylo pronajaté ministerstvem energetiky USA. Tento letoun vyžadoval dva piloty, palubního inženýra a ředitele zkoušek.

DC-9 dorazilo do Lewisu v říjnu 1994 ve své původní variantě určené pro běžné cestující. Během následujících tří měsíců technici odstranili téměř všechna sedadla, vyztužili podlahu a strop a instalovali nové energetické, komunikační a naváděcí systémy. Nainstalovali také nové nákladové dveře o rozměrech cca 2×3 metry, které umožnily přesun velkého vybavení.

Jak probíhaly testy

Když pilot prudce zvednul čumák letadla DC-9 k horizontu, na palubovce zazvonil zvonek a zablikal stroboskop. V tuto chvíli byli pasažéři tlačeni k podlaze kabiny silou dvakrát větší, než je běžná gravitace. Krev lidí, kteří byli na palubě, rychle odtékala z hlavy.

Jakmile se zrychlení zpomalilo na požadovanou úroveň a letadlo se přehouplo přes svůj oblouk, velitel letových testů prohlásil: „Jsme nad vrcholem!“ To už bylo znamení, že tlak v letadle začne prudce klesat. Letadlo se v tu chvíli začalo řítit vpřed volným pádem. Na dalších 20 až 25 sekund se všichni a vše, co nebylo připoutané, začalo vznášet. (Vsadím se, že těchto 25 sekund pro ně trvalo nejmíň hodinu! Ano, čas je pouze relativní veličina!) Vědci pak rychle začali provádět své experimenty. A to tak dlouho, dokud pilot nevrátil letadlo zpět do vodorovného letu při normální zemské gravitaci.

Letadlo DC-9 NASA. Fotografie byla pořízena 5. srpna 1996.

Budoucí experimenty na oběžné dráze

Na palubě letadla DC-9 se testovaly experimenty, které zahrnovaly měření zrychlení prostoru, smyčky kapilárního čerpadla, chování bublin, praskání tenké vrstvy kapaliny, hořlavost materiálů a šíření plamene.

DC-9 mohlo pojmout až osm experimentů a 20 výzkumných pracovníků na každý let. Byl to vysoce interaktivní zážitek, když vědci na palubě doprovázeli své testovací sady, aby získali další informace přímým pozorováním. Vědci byli často tak soustředěni na svou práci, že ani nevnímali levitaci svých vlastních těl.

Lety, které byly řízené z mezinárodního letiště Cleveland Hopkins, byly vedené v omezeném vzdušném prostoru nad severním Michiganem. Letoun někdy létal až 40 parabol v jedné misi.

Zpráva z roku 1996

Letadlo DC-9 od 18. května 1995 do 11. července 1997 nalétalo přes 400 hodin, při mikrogravitačních letech proběhlo více než 70 trajektorií a uskutečnili 73 výzkumných projektů. Více o testech ukazuje zpráva z roku 1996 v .pdf v anglickém jazyce.

Na Mezinárodní vesmírnou stanici byl poslán „robotický chirurg“

6. 8. 2022 Jan Ondra 2 min read 357 Zobrazení chirurgie, mikrogravitace, NASA, robot, vesmír

Technologie Zajímavosti

Chirurgii v mikrogravitaci je třeba provádět na dálku, bezpečně a s minimálním narušením, aby byli astronauti chráněni

Na Mezinárodní vesmírnou stanici bude vyslán malý chirurgický robot. „Miniaturizovaný robotický asistent in vivo“, neboli Mira, bude nakonfigurován tak, aby se vešel do skříňky experimentu a testován, aby bylo zajištěno, že přežije start, napsal server Independent.

Mira lze zavést malým řezem, takže břišní operace lze provádět s minimální invazí a robot může pracovat na dálku. V budoucnu může být robot schopen řešit lékařskou pohotovost, zatímco operatér je tisíce kilometrů daleko. V předchozím experimentu robot prováděl operace podobné operaci na operačním sále vzdáleném 1450 km od svého uživatele.

Zatímco na palubě vesmírné stanice bude robot pracovat autonomně, bude stříhat natažené gumičky a tlačí kovové kroužky podél drátu, aby simuloval pohyby, které bude dělat při operaci.

„Tyto simulace jsou velmi důležité kvůli všem datům, která během testů shromáždíme,“ řekla absolventka inženýrství University of Nebraska Omaha Rachael Wagner.

Zařízení je naprogramováno tak, aby pracovalo autonomně, aby se šetřilo komunikační pásmo vesmírné stanice a aby se minimalizovalo množství času, který musí astronauti strávit vývojem experimentu, a předpokládá se, že robot bude fungovat 50 až 100 let. Ale skutečným cílem robota je, aby bylo zajištěno, že bude fungovat v prostředí s nulovou gravitací.

„Jak lidé poletí stále hlouběji do vesmíru, možná budou muset jednoho dne podstoupit operaci,“ řekl profesor inženýrství z Nebrasky Shane Farritor. „Pracujeme na dosažení tohoto cíle.“

U posádky sedmi lidí vědci odhadují, že během mise na Mars dojde v průměru k jednomu chirurgickému zásahu každého 2,4 roku, což znamená, že je nutné překonat obrovské vzdálenosti mezi Zemí a vesmírnými misemi, které by mohly ohrozit zdraví astronautů.

Chirurgie v mikrogravitaci je možná a již byla provedena. Astronautům se podařilo opravit krysí ocasy a provést laparoskopii – minimálně invazivní chirurgický zákrok používaný k vyšetření a opravě orgánů uvnitř břicha – na zvířatech v mikrogravitaci. Operace na člověku v mikrogravitaci však zatím provedena nebyla.

Technologie, jako je autonomní a účinná chirurgie klíčovou dírkou, se stávají nesmírně užitečnými v potenciálně napjatých situacích, protože střeva se mohou při otevřené operaci vznášet a zakrývat výhled na operační pole.

Aby se s tím vypořádali, měli by se cestující vesmírem rozhodnout pro minimálně invazivní chirurgické techniky, jako je operace klíčovou dírkou, ideálně probíhající ve vnitřních dutinách pacientů prostřednictvím malých řezů pomocí kamery a nástrojů.

Zdroj: Independent