3000, det är det beräknade antalet experiment som ägt rum på den internationella rymdstationen, ISS, sedan den började byggas år 2000. Resonemanget är enkelt: Ju mer data vi samlar in och ju mer kunskap vi får, desto bättre förberedda kommer andra uppdrag i syfte att utforska rymden att vara.

Till exempel hjälper ISS oss att samla in data om hur viktlöshet påverkar kroppen samt solstrålningens inverkan. Och några av resultaten som gjorts under de senaste 20 åren kan visa sig vara mycket fördelaktiga.

En revolution inom förbränning

Sedan mänsklighetens gryning har eld varit ett mysterium som hypnotiserat många ögon. Så det är ingen överraskning att astronauter ombord på ISS skulle tända en tändsticka för att se vad som händer. Och 2012, under Flame Extinguishing Experiment, gjorde de en viktig upptäckt: vissa bränsledroppar, såsom heptan, oktan eller dekan, brinner i två olika lägen. Den första fasen är med en synlig och het flamma, men den andra är med en sval och osynlig flamma som förblir stabil en stund innan den släcks.

Fördelarna med denna upptäckt kan vara i konstruktionen av förbränningsmotorer.

Att odla grönsaker bortom jorden

Efter eld kommer mat. Att ta med tillräckligt med mat har alltid varit ett pussel för alla utforskningsuppdrag. Att kunna odla grönsaker direkt i rymden skulle göra det möjligt att avsevärt minska mängden som behöver skjutas upp. Men utmaningen ligger i att de specifika förhållandena i rymden destabiliserar växternas naturliga utveckling. I mikrogravitation faller inget vatten, exempelvis.

I ISS:s omlopp förändras dag- och nattcykeln drastiskt. Det går sexton soluppgångar och solnedgångar på varje dygn! Lösningen för att övervinna detta hinder för växande växter var att skapa ”växtkuddar”. Varje frö kapslas tillsammans med jord i en påse, tillräckligt flexibel för att låta växterna växa och förses med vatten och gödselmedel regelbundet.

LED-lampor är placerade ovanför påsarna för att hjälpa unga skott att urskilja en uppåtriktning mot vilken de kan växa från en "botten". Detta etablerar också en ljus- och mörkercykel som i större utsträckning efterliknar det växter är vana vid på jorden. Och 2015 lyckades astronauterna producera sin första grönsak som odlats utanför vår blå planet.

Vattenrening

Principen för massbevarande lär en berömd sak - ingenting skapas, allt förvandlas. Att odla mat ur jorden är en prestation. Vad sägs om vattenförsörjning? Precis som mat tar det plats att ta med den mängd vatten som krävs för att överleva och lägger mycket vikt.

Tack vare flera system återvinns merparten av vattnet på ISS. En av dem är JEM Water Recovery System som genererar dricksvatten från urin. Sådana innovationer ger nya lösningar för att säkerställa vattenförsörjning vid långa rymdfärder. Men deras värde är inte begränsat till att utforska vårt universum. Samtliga av dessa återvinningssystem kan också installeras i områden där befolkningar saknar tillgång till rent vatten.

Hitta botemedlet

Undersökningen av kristaller på en atomskala är nyckeln till att förstå hur proteiner, som DNA, är uppbyggda. Men på grund av gravitationen är det svårt att odla ett tillräckligt stort antal komplexa kristaller på jorden. I omlopp minskar problemet avsevärt och forskare har nu kunnat tillverka mycket rena ordnade kristaller.

Denna skicklighet öppnar tre möjligheter. För det första är det möjligt att förbättra sammansättning och kvalitet på läkemedel. För det andra kan deras intag förenklas och förkortas, eftersom en mindre dos av ett läkemedel av högre kvalitet skulle visa motsvarande effekter jämfört med en större dos av nuvarande läkemedel.

För det tredje har högkvalitativa, rena och koncentrerade kristaller visat sig ha en förlängd hållbarhet. Att flytta och lagra dessa läkemedel kan således bli mycket lättare. Och i de bästa scenarierna kan nya läkemedel förbättras med kunskap från rymden, som behandlar sjukdomar som cancer mer framgångsrikt.

Till skillnad från tidigare exempel där ISS användes för att lösa problem som var djupt grundade i förhoppningar om rymdutforskning, är produktion av rena och ordnade kristaller ett underbart exempel på hur viktigt det kan vara att utföra experiment i denna fientliga miljö. Detta framsteg hade endast kunnat uppnås i de förhållanden som rymden erbjuder.

Konsolidera en gammal teori

Vi har hittills sett hur ISS kan hjälpa till att lösa jordnära problem. Men ibland tillåter det helt enkelt attutforska kvantvärldens lagar. Detta är fallet med Cold Atom Laboratory. År 2018 använde forskare denna extremkalla anläggning för att återskapa Bose-Einstein-kondensatet (BEC), känt som materias femte tillstånd. Som Albert Einstein och Satyendra Nath Bose förutsåg 1924, börjar elementarpartiklar, som kallas bosoner, att blåsa upp när temperaturen sjunker.

Vid temperaturer nära den absoluta nollpunkten, -273,15 ° C,  beter de sig som vågor, men större och bredare än avståndet mellan två bosoner. På den nivån börjar de dela en och samma energi i ett kvanttillstånd, BEC. På jorden stör gravitationen stabiliteten hos BEC som bildas i laboratorier. Ett hinder som återigen försvinner i ISS, där forskare kan återskapa mycket stabilare och mer observerbara BEC. Naturligtvis är de potentiella och konkreta tillämpningarna som härrör från detta arbete ännu inte inom synhåll. Men utan tvekan är det ytterligare ett viktigt steg för att förstå kvantvärlden.

Så kanske att vi nästa gång vi ser en ljusfläck korsa natthimmelen, ska uppbringa en skål till de män och kvinnor som arbetar för vår framtid i 28 000 kilometer i timmen.