STS-65 - STS-65
 Modul Spacelab LM1 v Columbiaje nákladového prostoru, který slouží jako mezinárodní laboratoř mikrogravitace | |
| Typ mise | Výzkum mikrogravitace |
|---|---|
| Operátor | NASA |
| ID COSPARU | 1994-039A |
| SATCAT Ne. | 23173 |
| Trvání mise | 14 dní, 17 hodin, 55 minut |
| Ujetá vzdálenost | 9 886 200 kilometrů (6 143 000 mil) |
| Oběžné dráhy dokončeny | 235 |
| Vlastnosti kosmické lodi | |
| Kosmická loď | Raketoplán Columbia |
| Hmotnost užitečného zatížení | 10 811 kilogramů (23 834 lb) |
| Osádka | |
| Velikost posádky | 7 |
| Členové | |
| Začátek mise | |
| Datum spuštění | 8. července 1994, 16:43:01 UTC |
| Spusťte web | Kennedy LC-39A |
| Konec mise | |
| Datum přistání | 23. července 1994, 10:38:01 UTC |
| Místo přistání | Kennedy Dráha SLF 33 |
| Orbitální parametry | |
| Referenční systém | Geocentrický |
| Režim | Nízká Země |
| Perigeová nadmořská výška | 300 kilometrů (190 mi) |
| Apogee nadmořská výška | 304 kilometrů (189 mi) |
| Sklon | 28,45 stupňů |
| Doba | 90,5 minuty |
  Zleva doprava - Sedící: Hieb, Cabana, Thomas; Stojí: Chiao, Halsell, Naito-Mukai, Walz | |
STS-65 byl Program raketoplánu poslání Columbia spuštěno z Kennedyho vesmírné středisko, Florida, 8. července 1994. Velitelem tohoto letu byl Robert D. Cabana kdo by později pokračoval vést Kennedyho vesmírné středisko.[1]
Osádka
| Pozice | Astronaut | |
|---|---|---|
| Velitel | Robert D. Cabana Třetí vesmírný let | |
| Pilot | James D. Halsell První vesmírný let | |
| Specialista na mise 1 | Richard J. Hieb Třetí a poslední vesmírný let | |
| Specialista na mise 2 | Carl E. Walz Druhý vesmírný let | |
| Specialista na mise 3 | Leroy Chiao První vesmírný let | |
| Specialista na mise 4 | Donald A. Thomas První vesmírný let | |
| Specialista na užitečné zatížení 1 | Chiaki Mukai, NASDA První vesmírný let | |
Záložní posádka
| Pozice | Astronaut | |
|---|---|---|
| Specialista na užitečné zatížení 1 | Jean-Jacques Favier, CNES První vesmírný let | |
Hlavní body mise
Mezinárodní laboratoř pro mikrogravitaci (IML-2) byla druhou v řadě Spacelab (SL) lety určené k provádění výzkumu v prostředí mikrogravitace. Koncept IML umožnil vědci aplikovat výsledky z jedné mise na druhou a rozšířit rozsah a rozmanitost vyšetřování mezi misemi. Údaje z misí IML přispěly k výzkumné základně vesmírné stanice.[2]
Jak název napovídá, IML-2 byla mezinárodní mise. Vědci z Evropská kosmická agentura (ESA), Kanada, Francie, Německo a Japonsko spolupracovaly s NASA na misi IML-2, aby poskytly celosvětové vědecké komunitě řadu doplňkových zařízení a experimentů. Tato zařízení a experimenty byly namontovány do dvaceti 19 "stojanů v modulu IML 2.
Výzkum IML-2 byl věnován mikrogravitaci a vědám o živé přírodě. Věda o mikrogravitaci pokrývá širokou škálu činností od porozumění základní fyzice podílející se na chování materiálů až po použití těchto účinků ke generování materiálů, které by jinak nemohly být vyrobeny v gravitačním prostředí Země. Ve výzkumu biologických věd umožňuje snížení účinku gravitace izolovaně studovat určité vlastnosti buněk a organismů. Tyto snížené gravitační účinky také představují pro vesmírné posádky špatně pochopené pracovní zdravotní problémy, od syndromu adaptace na vesmír až po dlouhodobé hormonální změny. Na IML-2 se experimenty s mikrogravitací a vědy o živé přírodě doplňovaly v používání zdrojů SL. Věda o mikrogravitaci má tendenci silně čerpat z energie kosmických lodí, zatímco vědy o živé přírodě klade největší nároky na čas posádky.
Součástí experimentů a zařízení pro biologické vědy na IML-2 jsou: Experimentální jednotka s vodními zvířaty (AAEU) ve stojanu 3, Biorack (BR) ve stojanu 5, Biostack (BSK) ve stojanu 9, prodloužený orbitální lékařský program (EDOMP) a změny páteře Mikrogravitace (SCM) na středovém ostrově, zařízení pro podtlak v dolním těle (LBNPD), mikrobiální vzorkovač vzduchu (MAS), pracovní stanice pro hodnocení výkonu (PAWS) na palubě, mikroskop s pomalou rotací (NIZEMI) v stojanu 7, monitorování záření v reálném čase Zařízení (RRMD) a termoelektrický inkubátor (TEI) v racku 3.
Mezi mikrogravitační experimenty a zařízení na IML-2 patří: Aplikovaný výzkum separačních metod (RAMSES) v Racku 6, Bubble, Drop and Particle Unit (BDPU) v Racku 8, Critical Point Facility (CPF) v Racku 9, Zařízení na elektromagnetické zpracování kontejnerů ( TEMPUS) v stojanu 10, jednotka volného toku elektroforézy (FFEU) v stojanu 3, velká izotermická pec (LIF) v stojanu 7, měření kvazi ustáleného zrychlení (QSAM) v stojanu 3, systém měření zrychlení prostoru (SAMS) na středním ostrově, a experimentální systém pro izolaci vibrací (VIBES) v racku 3.
Další užitečné zatížení této mise bylo: Advanced Protein Crystallization Facility (APCF), Commercial Protein Crystal Growth (CPCG), Air Force Maui Kalibrační test optického stanoviště (AMOS), experiment s výzkumem orbitální akcelerace (OARE), vojenská aplikace lodních stop (MAST), raketoplánský amatérský experiment II (SAREX-II). Columbia letěla s paletou Extended Duration Orbiter (ED0) a nebylo instalováno žádné rameno RMS. Toto byl také první let s modifikací momentové skříně dveří nákladového prostoru Columbia a první let nového softwaru hlavního motoru OI-6.
Přehled mise
Druhý ze série Mezinárodní laboratoř mikrogravitace náklad (IML-2) byl vypuštěn na raketoplánu Columbia 's Mise STS-65 dne 8. července 1994. Poté, co zůstal na oběžné dráze kolem Země po dobu 15 dnů, přistál Shuttle 23. července. Sedmičlenná posádka zahrnovala japonského astronauta, který byl první Japonkou ve vesmíru.
Kromě NASA je Evropská kosmická agentura (ESA ) a vesmírné agentury Japonska (NASDA ), Kanada (CSA ), Německo (DLR) a Francie (CNES) sponzorovaly experimenty na misi. Vyšetřovatelé z celkem 13 zemí se zúčastnili výzkumu chování materiálů a života v mikrogravitaci.
Užitečné zatížení IML-2 sestávalo z více než 80 experimentů v mikrogravitaci a biologických vědách, včetně pěti experimentů biologických věd vyvinutých americkými vědci. Z nich Ames Research Center sponzorovalo dva experimenty s použitím mloků a medúz. Kennedyho vesmírné středisko (KSC) sponzorovalo experiment PEMBSIS určený ke studiu závodu embryogeneze v mikrogravitaci.
Cíle výzkumu biologických věd
Cílem mločího experimentu bylo studovat časný vývoj orgánů snímajících gravitaci (viz obrázek). The utricle a Saccule jsou specializované orgány přítomné ve vnitřních uších všech obratlovců. Obsahují otolity (nebo otoconia ), uhličitan vápenatý kameny, které jsou uloženy na želatinové membráně, která leží nad smyslovými vlasovými buňkami. Tah, který gravitace působí na otolity, je snímán vlasovými buňkami a informace o gravitačním stimulu jsou přenášeny do mozku prostřednictvím spojovacích nervových vláken. Experiment byl navržen tak, aby určil, zda může být v mikrogravitačním prostředí vesmíru změněna produkce a vývoj otolitových receptorových buněk a nervových vláken.
Experiment s medúzy byl navržen ke studiu chování a vývoje ve vesmíru. Studované parametry chování zahrnovaly plavání, pulzování a orientaci. Studium vývojových procesů zaměřených na orgány snímající gravitaci. Experiment se také snažil určit úroveň stimulu umělé gravitace potřebného k vyrovnání negativních účinků kosmického letu.
Cílem experimentu rostlinné embryogeneze (PEMBSIS) bylo vyhodnotit, zda kosmický let ovlivnil vzorec a vývojovou progresi embryonálních denních lilií z jedné přesně definované fáze do druhé. Rovněž zkoumalo, zda bylo buněčné dělení (mitóza) a chování chromozomů ovlivněno vesmírným prostředím.
Užitečné zatížení biologických věd
Organismy
Dospělí a larvy Japonský čolek červený druh (Cynopus pyrrhogaster) byly použity v mločím experimentu. Tento druh byl vybrán pro studium částečně proto, že vestibulární systém velmi mladých Mloků prochází většinu svého vývoje v časovém období ekvivalentním plánované době mise. Dospělé samice lze navíc přimět k kladení vajíček injekcí hormonu. Jejich vejce se vyvíjejí na oběžné dráze a dozrávají v prostředí mikrogravitace, aby poskytli vědcům vzorek embryí, která prošla časným vývojem v mikrogravitaci.
Měsíční medúzy (Aurelia aurita) sloužily jako experimentální subjekty pro experiment s medúzy. Byly studovány jak sedavé stádium polypů, tak stádium volného plavání medúzy.
Experiment PEMBSIS studoval embryogenně kompetentní buňky denivka (Hemerocallis cv. Autumn Blaze).
Hardware
Dospělí mloci a larvy byli ubytováni v kazetových nádržích na vodu v akvarijním balíčku v rámci jednotky pro experimenty s vodními zvířaty (AAEU) vyvinuté japonskou vesmírnou agenturou NASDA. AAEU je jednotka podporující život, která dokáže ve Spacelabu udržet ryby nebo jiná vodní zvířata naživu po dobu nejméně 19 dnů. Skládá se z hlavní jednotky, akvarijního balíčku a rybího balíčku, z nichž každý má nezávislý systém podpory života. V IML-2 každá kazeta obsahovala nádobu na vejce s jednotlivými otvory pro vejce (průměr 6 mm, hloubka přibližně 12 mm).
Pomalý rotující centrifugační mikroskop a kamerový systém, Nizemi, vyvinutý německou kosmickou agenturou DLR (dříve DARA), byl použit ke zkoumání a nahrávání videoklipů na chování medúzových ephyr a polypů až při 15 různých úrovních G a při teplotě 28 ° C (pro usnadnění plavecké aktivity). Nizemi poskytuje pozorování vzorků při různých úrovních zrychlení mezi 10–3 a 1,5 G a kontrolovatelné teplotě mezi 18 a 37 ° C.
Medúzy byly umístěny v zařízení Biorack Evropské vesmírné agentury v kontejnerech Biorack typu I. Popisy zařízení a kontejnerů viz IML-1.
Modul chladničky / inkubátoru (R / IM) obsahoval fixní vzorky medúz. R / IM je teplotně řízená přídržná jednotka přeletěná na palubě Shuttle, která udržuje chlazené nebo vyhřívané prostředí. Je rozdělena do dvou přídržných dutin a může obsahovat až šest polic pro uložení experimentálního hardwaru. Do R / IM byl umístěn záznamník teploty okolí (ATR-4). Obecný popis ATR-4 najdete v IML-1.
Experiment PEMBSIS používal hardware poskytnutý Japonskou národní agenturou pro rozvoj vesmíru (NASDA). Jako součást sady NASDA Life Science Cell Culture Kit tento experiment používal šest Petriho misek podobných rostlinných fixačních komor (PFC). PFC byly použity k uchování kultivovaných rostlinných buněk pro experiment PEMBSIS. Tyto kontejnery jsou zcela uzavřeny. PFC umožňují, aby byly rostlinné buňky vystavené kosmickému letu fixovány na oběžné dráze zavedením chemického fixačního prostředku injekční stříkačkou přes septum port.
Operace
Předletová kontrola
Buněčné kultury PEMBSIS byly připraveny asi týden před spuštěním. Dvanáct komor bylo naplněno polotuhým médiem. Šest bylo přepraveno do KSC a udržováno v neosvětleném inkubátoru při 22 ± 2 ° C, dokud nebyli naloženi do raketoplánu. Dalších šest bylo použito jako pozemní ovládání.
Přibližně 36 hodin před vypuštěním bylo do tří kazet AAEU naloženo 148 preferovaných vajíček čolka. Do kazet byly naloženy také čtyři dospělí mloci; dvě kazety obsahovaly po jednom mloku za kus, zatímco třetí obsahovala dva. Jednotka neustále cirkulovala čerstvou provzdušněnou vodu o teplotě 24 ° C. Podobná jednotka byla udržována v KSC jako pozemní ovládání.
Dvacet čtyři hodin před vypuštěním dostaly čtyři skupiny po šesti polypech medúz jód v umělé mořské vodě (ASW) k navození strobilizace polypů do formy ephyrae.
Krátce před letem byly vzorky medúz naloženy do celkem 10 kyvet Nizemi obsahujících ASW a umístěny do kontejnerů typu I. Pro studium chování skupina normálních ephyrae a skupina ephyrae bez statolity byly umístěny do inkubátoru Biorack 22 ° C. Třetí skupina ephyrae byla umístěna do odstředivky Biorack 1-G. Pro vývojovou studii byly použity dvě skupiny polypů. Jedna skupina byla umístěna do inkubátoru a druhá do centrifugy 1-G. Podobná sada zařízení byla udržována v pozemním kontrolním zařízení KSC.
Let
Záznamník okolní teploty (ATR-4) je samostatný přístroj napájený z baterie, přibližně velikosti balíčku karet. Může být umístěn v téměř jakémkoli prostředí (neponoří se do kapaliny), aby poskytoval záznam až čtyř kanálů údajů o teplotě.[4]
V letových dnech 6, 8 a 11 posádka prováděla videozáznamy o mločích vejcích, aby dokumentovala rychlost vývoje. Posádka také prováděla pozorování dospělých mloků ve stanovených časech. Pátý i devátý den letu byl dospělý mlok nalezen mrtvý, což způsobilo ztrátu některých vajec kvůli kontaminaci. Zbývající dva dospělí mloci přežili let a byli po přistání živě uzdraveni.
Jedna kyveta z každé skupiny medúzy ephyrae a polypů byla po celou dobu mise v intervalech po celou dobu mise videonahrávána na rotační mikroskop / centrifugu, aby se určil G-práh pro plavecké chování ephyrae. V pátý letový den byly opraveny jak letové, tak pozemní kontrolní skupiny ephyrae se statolity, které se vylíhly na Zemi. V letový den 13 byly opraveny dvě ze čtyř skupin polypů, které byly vyvolány strobilací. Zbývající ephyry a polypy byly vráceny na Zemi k analýze po letu.
Abychom poskytli srovnání mezi skupinami fixovanými na let a na zemi v experimentu PEMBSIS, posádka krátce před přistáním opravila některé kultury. Fixačním činidlem byl tříprocentní roztok glutaraldehydu (rovnovážná voda). Každá komora byla fixována 20 ml injekcí fixátoru.
Postflight
Letové kazety s mloky byly získány přibližně šest hodin po přistání. Některé z larev byly fixovány a uchovány pro pozdější analýzu, zatímco některé byly testovány za účelem odhadu, jak kosmický let ovlivnil zisk otolit-okulárního reflexu, a změřit otolitové objemy a oblasti souvisejících smyslových epitelů.
Živé medúzy byly spočítány, kódovány a vyfotografovány počínaje pět hodin po letu. Pulzní frekvence, počet paží, rhopalia a statolity byly spočítány v každé z ephyrae. Ti, kteří měli neobvyklé pulzování, byli po přistání natočeni na videokazetu a znovu přibližně o 24 hodin později. Některým z letových i kontrolních medúz bylo umožněno vytvářet klony, které byly poté zkoumány na počet paží a další strukturální rozdíly.
Poté, co byly z raketoplánu získány komory buněčných kultur PEMBSIS, byly vzorky živých buněk a somatických embryí vyfotografovány, spočítány a chemicky fixovány do devíti hodin po přistání, než byl dokončen jejich první cyklus dělení na Zemi. Chromozomy byly měřeny a porovnávány uvnitř kultur a mezi kulturami.
Výsledek
Studie Mloka
Podle morfologické analýzy se jak letové, tak pozemní ovládací prvky vyvíjely stejnou rychlostí. Analýza trojrozměrných rekonstrukcí ukázala, že larvy chované za letu měly větší průměrný objem endolymfatického vaku (ES) a potrubí a větší průměrný objem otoconie uvnitř vaku ve srovnání s obdobně odstupňovanými pozemními kontrolami. Navíc se výskyt otoconie v ES výrazně zrychlil u larev chovaných v mikrogravitaci.
Studie medúz
Ephyry, které se vyvinuly v mikrogravitaci, měly ve srovnání s letovými a pozemními ovládacími prvky významně vyšší počet paží. Ve srovnání s kontrolami při testování po letu plávalo podstatně méně ephyr, které se vyvinuly ve vesmíru. Polypy začínající ve vesmíru produkovaly více pupenů a byly vývojově před pozemními kontrolami. Přestože vývoj prostřednictvím pučení a metamorfózy probíhal ve vesmíru dobře, některé medúzy jsou zjevně citlivější na mikrogravitaci než jiné, o čemž svědčí jejich abnormální vývoj paží.
Studie denních buněk
Cytologické změny a chromozomální aberace byly pozorovány jak v letově fixovaných, tak v pozemně fixovaných letových buňkách. V letových vzorcích byl také nalezen značný počet dvoujaderných buněk, buněk se dvěma jádry. Pozemní kontrolní vzorky byly všechny uninucleate.
Mloci
Při plavbě zemřeli nejméně dva ze čtyř dospělých mloků. První smrt mloka byla přičítána jednoduše stresu. Druhý mrtvý mlok byl nalezen Donald A. Thomas pozdě v neděli 17. července 1994 při kontrole tanků, avšak druhá smrt byla v komentáři doktora Michaela Wiederholda, pozemského vědce, označena za „zvláštní“. V té době se říkalo, že by bylo obtížné mloka z nádrže vyjmout kvůli beztížnosti, ale mrtvé zvíře by mohlo nádrž kontaminovat, pokud by bylo ponecháno uvnitř.[5] Mloci byli Japonští rudobřichi (Cynops pyrrhogaster).[6]
Viz také
Reference
Tento článek zahrnujepublic domain materiál z webových stránek nebo dokumentů Národní úřad pro letectví a vesmír.
- ^ "Lisovací sada STS-65". NASA.
- ^ „International Microgravity Laboratory 2 / STS-65“. NASA. 8. července 1994. Archivovány od originál dne 27. května 2010. Citováno 22. srpna 2010.
- ^ „Modul chladničky / inkubátoru (R / IM)“. NASA. Archivovány od originál dne 20. srpna 2010. Citováno 22. srpna 2010.
- ^ „Záznamník okolní teploty (ATR-4)“. NASA. Archivovány od originál dne 20. srpna 2010. Citováno 22. srpna 2010.
- ^ 2. Mlok umírá na palubě raketoplánu New York Times. (Pozdní vydání (Východní pobřeží)). New York, NY: 19. července 1994. str. C.11
- ^ International Microgravity Laboratory 2 / STS-65 Archivováno 27. května 2010 v Wayback Machine
externí odkazy
Raketoplán Columbia (OV-102) | ||
|---|---|---|
| Lety |  | |
| Postavení |
| |
| Příbuzný |
| |
Žádný z odkazů na tyto reference nefunguje.