Durante más de 25 años, los humanos han vivido y trabajado continuamente a bordo de la Estación Espacial Internacional, realizando descubrimientos que transformarán la vida en la Tierra y darán forma al futuro de la exploración. Desde cultivar alimentos y secuenciar ADN hasta estudiar enfermedades y simular misiones a Marte, cada experimento en el laboratorio orbital amplía nuestra comprensión de cómo los humanos pueden prosperar más allá de la Tierra mientras desarrollan ciencia y tecnología que beneficiarán a personas de todo el mundo.
La estación espacial ofrece a los científicos un laboratorio como ningún otro en la Tierra. En microgravedad, las células crecen en tres dimensiones, las proteínas forman cristales de alta calidad y los sistemas biológicos revelan detalles ocultos por la gravedad. Estas condiciones abren nuevas vías para estudiar la enfermedad y desarrollar tratamientos.
Los astronautas e investigadores han utilizado el laboratorio orbital para observar cómo crecen las células cancerosas, probar métodos de administración de medicamentos y examinar estructuras proteicas relacionadas con enfermedades como el Parkinson y el Alzheimer. Un ejemplo es el estudio Angiex Cancer Therapy, que probó un fármaco diseñado para atacar los vasos sanguíneos que alimentan los tumores. En microgravedad, las células endoteliales viven más tiempo y se comportan como lo hacen en el cuerpo humano, lo que brinda a los investigadores una visión más clara de cómo funciona el tratamiento y si es seguro antes de los ensayos en humanos.
El crecimiento de cristales de proteínas (PCG) es otra área importante de estudio relacionado con el cáncer. Las investigaciones de NanoRacks-PCG Therapeutic Discovery y On-Orbit Crystals han avanzado en la investigación de la leucemia, el cáncer de mama y el cáncer de piel. Los cristales de proteínas cultivados en microgravedad producen estructuras grandes y bien organizadas que permiten a los científicos determinar detalles estructurales finos que guían el diseño de terapias dirigidas.
Los estudios en órbita han proporcionado información sobre cómo la salud cardiovascular, los trastornos óseos y el sistema inmunológico cambian en el espacio: conocimientos que pueden informar a la medicina en la Tierra y preparar a los astronautas para largas misiones en el espacio profundo.
Al convertir el espacio en un laboratorio de investigación, los científicos están avanzando en tratamientos que beneficiarán a las personas en la Tierra y sentando las bases para garantizar la salud de la tripulación en futuros viajes a la Luna y Marte.
Los astronautas en misiones de larga duración necesitan más que comidas envasadas para alimentarse. Esto requiere sistemas sostenibles de cultivo de alimentos frescos en el espacio. El Sistema de Producción de Vegetales, conocido como Vegeta, es un jardín de la estación espacial diseñado para probar cómo crecen las plantas en microgravedad mientras agrega productos frescos a la dieta de la tripulación y mejora el bienestar en órbita.
Hasta ahora, la verdura ha producido tres variedades de lechuga, col china, mostaza mizuna, col rizada rusa roja y flores de zinnia. Los astronautas cultivan lechuga, hojas de mostaza, rábanos y pimientos cultivados en el espacio utilizando Veggie and Advanced Plant Habitat, una cámara de crecimiento grande y altamente controlada que permite a los científicos estudiar los cultivos con mayor detalle.
Estos experimentos con plantas allanaron el camino para futuros invernaderos lunares y marcianos, mostrando cómo la microgravedad afecta el desarrollo de las plantas, la distribución de agua y nutrientes y las interacciones microbianas. Proporcionan beneficios inmediatos a la tierra, promoviendo la agricultura en ambientes controlados y técnicas de agricultura vertical que ayudan a que la producción de alimentos sea más eficiente y resiliente en entornos desafiantes.
Comprender cómo cambia el cuerpo humano en el espacio es fundamental para planificar misiones de larga duración. El estudio de los gemelos de la NASA brindó una oportunidad sin precedentes para investigar la naturaleza versus la crianza en órbita y en la Tierra. El astronauta de la NASA Scott Kelly pasó casi un año en la estación espacial mientras su gemelo idéntico, el astronauta retirado Mark Kelly, permaneció en la Tierra.
Al comparar a los gemelos antes, durante y después de la operación, los investigadores examinaron los cambios a nivel genómico, fisiológico y de comportamiento en un estudio exhaustivo. Los resultados mostraron que la mayoría de los cambios en el cuerpo de Scott volvieron a los valores iniciales después de su regreso, pero algunos persistieron, como cambios en la expresión genética, la longitud de los telómeros y las respuestas del sistema inmunológico.
El estudio proporciona la visión molecular más completa hasta la fecha de cómo el cuerpo humano se adapta a los vuelos espaciales. Sus hallazgos podrían guiar el programa de investigación humana de la NASA en los próximos años, abordando contramedidas a la radiación, la microgravedad y el aislamiento. La investigación puede impactar la salud en la Tierra, desde comprender el envejecimiento y las enfermedades hasta explorar tratamientos para los trastornos relacionados con el estrés y las lesiones cerebrales traumáticas.
El estudio de los Gemelos demostró la resiliencia del cuerpo humano en el espacio y continúa dando forma al manual médico para la misión lunar Artemis y futuros viajes a Marte.
La estación espacial en sí es análoga al espacio profundo y complementa la investigación analógica basada en la Tierra que simula el entorno de los vuelos espaciales. Las observaciones, los descubrimientos y los desafíos de las estaciones espaciales informan las preguntas de investigación y las contramedidas que los científicos exploran en la Tierra.
Este trabajo se está llevando a cabo actualmente a través de CHAPEA (Análogo de exploración de desempeño y salud de la tripulación), en el que los voluntarios vivirán y trabajarán en un hábitat marciano impreso en 3D de 1,700 pies cuadrados durante aproximadamente un año. La primera tripulación de CHAPEA completó 378 días en aislamiento en 2024, probando estrategias para mantener la salud, cultivar alimentos y mantener la moral en comunicaciones retrasadas.
La NASA lanzó recientemente CHAPEA 2 con una tripulación de cuatro personas que comenzó su misión simulada a Marte de 378 días el 19 de octubre de 2025 en Johnson. Aprovechando las lecciones de la primera misión y décadas de investigación en la estación espacial, probarán nuevas tecnologías y contramedidas de comportamiento que ayudarán a los futuros astronautas en exploraciones de larga duración. Sentando las bases para el viaje a la Luna y la primera expedición humana a Marte.
Mantenerse saludable es una prioridad absoluta para todos los astronautas de la NASA, pero es especialmente importante cuando se vive y se trabaja en un laboratorio en órbita.
Las tripulaciones suelen pasar períodos prolongados en el laboratorio orbital, y la misión promedio dura seis meses o más. Durante estas largas misiones, sin la carga constante de la gravedad terrestre, se producen muchos cambios en el cuerpo humano. La nutrición adecuada y el ejercicio son algunas de las formas en que se pueden mitigar estos efectos.
La NASA cuenta con un equipo de médicos, psicólogos, nutricionistas, científicos del ejercicio y otro personal médico especializado que colaboran para garantizar la salud y el estado físico de los astronautas en la estación. Estos equipos están dirigidos por un cirujano de vuelo de la NASA que monitorea periódicamente la salud de cada miembro de la tripulación durante las misiones y personaliza las rutinas de dieta y acondicionamiento físico para priorizar la salud y la seguridad en el espacio.
Los miembros de la tripulación también forman parte de investigaciones sobre salud y rendimiento que se llevan a cabo para aumentar la comprensión de los efectos de los vuelos espaciales de larga duración en el cuerpo humano. Ese conocimiento se aplicará a cualquier misión tripulada y ayudará a preparar a la humanidad para viajar más lejos que nunca, incluso a la Luna y Marte.
En 2016, la astronauta de la NASA Kate Rubins hizo historia a bordo de un puesto de avanzada en órbita como la primera persona en secuenciar el ADN en el espacio. Utilizando un dispositivo portátil llamado MinION, analizaron muestras de ADN en microgravedad, demostrando por primera vez que la secuenciación genética se puede realizar en una órbita terrestre baja.
Su trabajo condujo al desarrollo de técnicas de biología molecular como el diagnóstico molecular en vuelo, el cultivo celular a largo plazo y la manipulación de líquidos en microgravedad.
La capacidad de secuenciar ADN en un laboratorio en órbita permite a los astronautas y científicos identificar microbios en tiempo real, monitorear la salud de la tripulación y estudiar cómo los organismos vivos se adaptan a los vuelos espaciales. La misma tecnología ahora respalda el diagnóstico médico y la detección de enfermedades en entornos remotos o extremos de la Tierra.
Esta investigación continúa a través del programa Genes in Space, donde los estudiantes diseñan experimentos de ADN que vuelan en misiones de la NASA. Cada sonda se basa en los hitos de Rubins, allanando el camino para que futuros exploradores diagnostiquen enfermedades, monitoreen la salud del medio ambiente y busquen signos de vida más allá de la Tierra.
Explore una línea de tiempo de la secuenciación de ADN espacial.
