STS-50 - STS-50

STS-50

Spacelab Modul LM1 i Columbia 's lasterom, fungerer som USA Microgravity Laboratory
Oppdragstype	Mikrogravitasjonsforskning
Operatør	NASA
COSPAR ID	1992-034A
SATCAT nr.	22000
Oppdragets varighet	13 dager, 19 timer, 30 minutter, 4 sekunder
Avstand tilbakelagt	9.200.000 kilometer (5700.000 mi)
Baner fullført	221
Romfartøyegenskaper
Romfartøy	Romfergen Columbia
Landingsmasse	103.814 kilo (228.871 pund)
Nyttelastmasse	12.101 kg (26.678 lb)
Mannskap
Mannskap størrelse	7
Medlemmer
Start på oppdrag
Lanseringsdato	25. juni 1992, 16:12:23  UTC  ( 1992-06-25UTC16: 12: 23Z )
Start nettstedet	Kennedy LC-39A
Oppdragets slutt
Landingsdato	9. juli 1992, 11:42:27  UTC  ( 1992-07-09UTC11: 42: 28Z )
Landingssted	Kennedy SLF Runway 33
Orbitale parametere
Referansesystem	Geosentrisk
Regime	Lav jord
Perigee høyde	302 kilometer (188 mi)
Apogee høyde	309 kilometer (192 mi)
Tilbøyelighet	28,5 grader
Periode	90,6 min
Fra venstre til høyre: Baker, Bowersox, Dunbar, Richards, Meade, Trinh, DeLucas Romferge-programmet ←  STS-49 STS-46  →

STS-50 (US Microgravity Laboratory 1) var et amerikansk romfergeoppdrag , det 12. oppdraget til Columbia- orbiteren. Columbia landet på Kennedy Space Center for første gang noensinne på grunn av dårlig vær på Edwards forårsaket av restene av orkanen Darby .

Mannskap

Backup mannskap

Crew sitteplasser

Sete	Start	Landing	Plass 1–4 er på Flight Deck. Plass 5–7 er på Middeck.
S1	Richards	Richards
S2	Bowersox	Bowersox
S3	Dunbar	Meade
S4	Baker	Baker
S5	Meade	Dunbar
S6	DeLucas	DeLucas
S7	Trinh	Trinh

Misjonens høydepunkter

US Microgravity Laboratory 1 var et romfartsoppdrag med eksperimenter innen materialvitenskap, væskefysikk og bioteknologi. Det var den første flyet til en romferge med utvidet varighet Orbiter (EDO) -maskinvare, noe som tillot lengre flytid.

Primær nyttelast, US Microgravity Laboratory-1 (USML- 1), gjorde sin første flytur; inneholdt trykkplate-modul. USML-1 først i planlagt flyserie for å fremme USAs forskning på mikrogravitasjon innen flere fagområder. Eksperimentene ble utført: Crystal Growth Furnace (CGF); Drop Physics Module (DPM); Overflatespenningsdrevne konveksjonseksperimenter (STDCE); Zeolite Crystal Growth (ZCG); Proteinkrystallvekst (PCG); Glovebox Facility (GBX); Space Acceleration Measurement System (SAMS); Generisk bioprosesseringsapparat (GBA); Astroculture-1 (ASC); Utvidet varighet Orbiter Medical Project (EDOMP); Solid Surface Combustion Experiment (SSCE).

Sekundære eksperimenter var: Undersøkelser av polymermembranbehandling (IPMP); Shuttle amatørradioeksperiment II (SAREX II); og Ultraviolet Plume Instrument (UVPI).

Store misjonsoppnåelser

• Gjennomførte den første dedikerte mikroflyttningslaboratoriet i USA som la grunnlaget for vitenskapelige operasjoner på Space Station Freedom.
• Gjennomførte 31 mikrogravitasjonseksperimenter innen fem grunnleggende områder: væskedynamikk, krystallvekst, forbrenningsvitenskap, biologisk vitenskap og teknologidemonstrasjon.
• Introduserte flere nye mikrogravitasjonseksperimentelle fasiliteter for flere brukere og flere flyreiser (inkludert Crystal Growth Furnace, Drop Physics Module og Surface Tension Driven Convection Experiment).
• Demonstrerte effektiviteten av interaktive vitenskapelige operasjoner mellom besetningsmedlemmer og forskere på bakken for å optimalisere vitenskapelig retur.
• Fullført lengste periode med vekst av proteinkrystaller i Space Shuttle-programmet.
• Gjennomførte iterative krystallvoksende eksperimenter der kjemiske sammensetninger ble endret basert på mikroskopiske observasjoner av vekstprosesser.
• Gjennomførte det lengste Space Shuttle-oppdraget (13 dager 19 timer og 30 minutter) på den tiden og den første utvidede varigheten Orbiter (EDO) -flyging av Space Shuttle-programmet.
• Demonstrert allsidighet i det nye Glovebox-anlegget for interaksjon med mannskapet med flere eksperimenter for maksimal vitenskap.

Space Shuttle Columbia raket for å bane for den lengste Shuttle-flyet i historien. Columbia berørte nesten 14 dager senere og kom tilbake med data og prøver samlet fra en viktig serie med mikrogravitasjonseksperimenter. Shuttle-oppdrag STS-50 bar det første USAs mikrogravitasjonslaboratorium (USML-1) til verdensrommet og gjennomførte mikrogravitasjonseksperimenter med lang varighet. Mikrogravitasjon er en gravitasjonsakselerasjon som er liten sammenlignet med gravitasjonsattraksjonen på jordens overflate. Gjennom virkningen av fritt fall (f.eks. Romferge som kretser rundt jorden), reduseres de lokale effektene av tyngdekraften sterkt, og skaper dermed et mikrogravitasjonsmiljø.

Under det utvidede oppdraget til Columbia , gjennomførte forskermannskapsmedlemmer, som jobbet inne i den lange Spacelab-modulen som ble fraktet i nyttelasten i Columbia , mer enn 30 mikrogravitasjonsundersøkelser og tester. For å maksimere den vitenskapelige avkastningen fra oppdraget fant eksperimenter sted døgnet rundt. Undersøkelsene falt under fem grunnleggende områder innen forskning innen mikrogravitasjon: væskedynamikk (studien av hvordan væsker og gasser reagerer på anvendelse eller fravær av forskjellige krefter), materialvitenskap (studien av materialstørking og krystallvekst), forbrenningsvitenskap (den studier av prosesser og fenomener ved forbrenning), bioteknologi (studiet av fenomener relatert til produkter avledet fra levende organismer), og teknologidemonstrasjoner som forsøkte å bevise eksperimentelle konsepter for bruk i fremtidige Shuttle-oppdrag og på Space Station Freedom .

Tre nye store eksperimentfasiliteter ble fløyet på USML-1. De var Crystal Growth Furnace, Surface Tension Driven Convection Experiment apparater og Drop Physics Module. Et ekstra stykke ny maskinvare på denne flyturen var den allsidige Glovebox, som tillot "praktisk" manipulering av små eksperimenter mens den isolerte mannskapet fra væskene, gassene eller de faste stoffene som var involvert. Noen av USML-1-eksperimentene er beskrevet nedenfor.

Spacelab eksperimenter

Lawrence DeLucas iført strømpe plethysmograph under oppdraget.

Spacelab Computer.

Crystal Growth Furnace (CGF) er et gjenbrukbart anlegg for å undersøke krystallvekst i mikrogravitasjon. Den er i stand til å behandle opptil seks store prøver automatisk ved temperaturer opp til 1600 grader Celsius. Ytterligere prøver kan behandles ved manuell utveksling av prøver. To metoder for krystallvekst, retningsretning og damptransport ble brukt på USML-1. Ved å analysere sammensetningen og atomstrukturen til krystaller som vokser uten tyngdekraftens dominerende innflytelse, vil forskere få innsikt i sammenhenger mellom væskestrømmer under størkning og manglene i en krystall. CGF opererte i 286 timer og behandlet syv prøver, tre mer enn planlagt, inkludert to galliumarsenid halvlederkrystaller. Galliumarsenidkrystaller brukes i høyhastighets digitale integrerte kretser, optoelektroniske integrerte kretser og solid state-lasere. Besetningsmedlemmer var i stand til å utveksle prøver ved hjelp av en spesialdesignet fleksibel hanskeboks for å gi ytterligere eksperimentoperasjoner.

Surface Tension Driven Convection Experiment (STDCE) var det første romforsøket som brukte toppmoderne instrumenter for å skaffe kvantitative data om overflatespenningsdrevne strømmer på overflaten av væsker over et bredt spekter av variabler i et mikrogravitasjonsmiljø. Svært små forskjeller i overflatetemperatur er tilstrekkelig til å generere subtile væskestrømmer på overflaten av væsker. Slike strømmer, referert til som "termokapillær", eksisterer på flytende overflater på jorden. Imidlertid er termokapillærstrømmer på jorden veldig vanskelig å studere fordi de ofte blir maskert av mye sterkere oppdriftsdrevne strømmer. I mikrogravitasjon reduseres oppdriftsdrevne strømmer sterkt, slik at studiet av dette fenomenet kan studeres. STDCE ga de første observasjonene av termokapillær strømning i en buet overflatevæske og demonstrerte at overflatespenning er en kraftig drivkraft for væskebevegelse.

Drop Physics Module (DPM) tillot studier av væsker uten interferens fra en beholder. Væsker på jorden har form av beholderen som holder dem. Videre kan materialene som utgjør beholderen forurense væskene kjemisk. DPM bruker akustiske (lyd) bølger for å plassere et fall i midten av et kammer. Ved å studere dråper på denne måten har forskere muligheten til å teste grunnleggende væskefysikkteorier innen områdene ikke-lineær dynamikk, kapillærbølger og overflatereologi (endringer i materiens form og flyt). Besetningsmedlemmer, gjennom manipulering av lydbølgene, var i stand til å rotere, svinge, slå sammen og til og med splitte dråper. I en annen test var besetningsmedlemmene i stand til å lage den første sammensatte dråpen, en dråpe i en dråpe, for å undersøke en prosess som til slutt kunne brukes til å kapsle levende celler i en semi-permeabel membran for bruk i medisinske transplantasjonsbehandlinger.

Glovebox-anlegget viste seg kanskje å være det mest allsidige nye romlaboratoriumutstyret som ble introdusert de siste årene. Glovebox gir besetningsmedlemmene muligheten til å manipulere mange forskjellige typer testaktiviteter og demonstrasjoner og materialer (til og med giftige, irriterende eller potensielt smittsomme) uten å ta direkte kontakt med dem. Hanskeboksen har et visningsport (vindu) inn i et rent arbeidsområde, innebygde hansker for manipulering av prøver og utstyr, et negativt lufttrykkanlegg, et filtersystem og en inngangsdør for å føre materialer og eksperimenter inn og ut av arbeidsområdet . Den primære bruken av hanskeboksen var å selektivt blande proteinkrystaller og overvåke deres vekst. Glovebox tillot besetningsmedlemmer å endre komposisjoner med jevne mellomrom for å optimalisere veksten, en første plass. Andre tester utført i hanskerommet inkluderte studier på stearinlysflammer , fibertrekking, partikkeldispersjon, overflatekonveksjon i væsker og væske / beholdergrensesnitt. Det ble gjennomført seksten tester og demonstrasjoner inne i hanskerommet. Glovebox ga også besetningsmedlemmer muligheten til å utføre sikkerhetskopieringsoperasjoner på Generic Bioprocessing Apparatus som ikke var planlagt.

En annen av Spacelab-eksperimentene var Generic Bioprocessing Apparatus (GBA), en enhet for behandling av biologiske materialer. GBA behandlet 132 individuelle eksperimenter med volum på flere milliliter. Apparatet studerte levende celler, mikroorganismer brukt i økologisk avfallshåndtering, og utvikling av saltlake reker og vepsegg, og andre biomedisinske testmodeller som brukes i kreftforskning. En studie som ble undersøkt, liposomer, består av sfæriske strukturer som kan brukes til å kapsle inn legemidler. Hvis dette biologiske produktet kan dannes riktig, kan det brukes til å levere et medikament til et bestemt vev i kroppen, for eksempel en svulst.

SAMS-instrumentet (Space Acceleration Measurement System) målte forholdene på lavt nivå akselerasjon (også kjent som mikrogravitasjon) opplevd av mikrogravitasjonseksperimenter under oppdraget. Disse dataene er uvurderlige for forskerne for å fastslå om effekter sett i deres eksperimentelle data skyldes eksterne forstyrrelser eller ikke. SAMS-instrumentene fløy på mer enn tjue Shuttle-oppdrag, 3,5 år på Mir , og en ny versjon er for tiden (2006) på den internasjonale romstasjonen .

Midtdekk mikrogravitasjonseksperimenter

Mens de fleste STS-50 eksperimenter ble utført i US Microgravity Laboratory, opererte andre i Columbias midtdekk. Inkludert i eksperimentene på midten av dekk var studier av proteinkrystallvekst, astrokultur og Zeolite Crystal Growth.

Protein Crystal Growth-eksperimentet gjorde sin fjortende flytur, men USML-1 representerte første gang besetningsmedlemmene var i stand til å optimalisere vekstforholdene ved hjelp av Glovebox-anlegget. Omtrent 300 prøver ble sådd fra 34 proteintyper, inkludert HIV Reverse Transcriptase Complex (et enzym som er en kjemisk nøkkel til replikering av AIDS) og faktor D (et viktig enzym i menneskets immunsystem). Cirka 40 prosent av proteinene som blir fløyet, vil bli brukt til røntgendiffraksjonsstudier. Den økte størrelsen og utbyttet kan tilskrives den utvidede krystallveksttiden som tilbys av dette oppdraget. Forskere på bakken vil bruke røntgenkrystallografi for å studere hvert proteins tredimensjonale struktur som, når det er bestemt, kan hjelpe til med å kontrollere hvert proteins aktivitet gjennom rasjonell legemiddelutforming.

Astroculture-eksperimentet evaluerte et vannleveringssystem som skal brukes til å støtte veksten av planter i mikrogravitasjon. Plantevekst i rommet blir sett på som en mulig metode for å skaffe mat, oksygen, renset vann og fjerning av karbondioksid for langvarig menneskelig bebyggelse i rommet. Siden væsker oppfører seg annerledes i mikrogravitasjon enn de gjør på jorden, tilpasser ikke vanningsanlegg som brukes på jorden seg godt til bruk av mikrogravitasjon.

Zeolite Crystal Growth-eksperimentet behandlet 38 separate prøver som ble blandet i hanskeboksen. Zeolittkrystaller brukes til å rense biologiske væsker, som tilsetningsstoffer i vaskemidler og i avfallsrenseanvendelser.

Utvidet varighet orbiter (EDO)

DeLucas og Dunbar i Spacelab med underkroppen negativt trykk enhet.

STS-50 markerte ikke bare den første amerikanske Microgravity Laboratory-flyet, men også den første Extended Duration Orbiter-flyet. For å forberede seg på langsiktig (måneder) mikrogravitasjonsforskning ombord Space Station Freedom, trenger forskere og NASA praktisk erfaring med å håndtere gradvis lengre tider for sine eksperimenter. Romfergen gir vanligvis en uke til ti dager med tyngdekraft. Takket være Extended Duration Orbiter-settet, holdt romfergen orbiter Columbia i bane i nesten 14 dager, og fremtidige oppdrag med Columbia kan vare så lenge som en måned. Settet består av ekstra hydrogen- og oksygentanker for kraftproduksjon, ekstra nitrogentanker for kabinatmosfæren og et forbedret regenereringssystem for å fjerne karbondioksid fra kabineluften.

En av de praktiske aspektene ved å være lenger i rommet vil være kravet om å opprettholde besetningsmedlemmets helse og ytelse. Under STS-50 gjennomførte besetningsmedlemmer biologiske tester som en del av EDO Medical Project. Besetningsmedlemmer overvåket blodtrykk og hjertefrekvens og tok prøver av hyttestemningen under flyturen. De evaluerte også LBNP-enheten (Lower Body Negative Pressure) som en mottiltak til den normale reduksjonen av kroppsvæsker som foregår i rommet. Hvis de gunstige effektene av LBNP kan vare i 24 timer, vil det forbedre besetningsmedlemmets ytelse ved gjeninntreden og landing.

Andre nyttelaster

STS-50-besetningsmedlemmene opererte også Shuttle Amateur Radio Experiment (SAREX). Gjennom eksperimentet var besetningsmedlemmer i stand til å kontakte amatørradiooperatører, en polynesisk seilbåtreplika ute i Stillehavet og utvalgte skoler over hele verden.

Det var uten tvil første gang astronautene mottok amatør-tv- video fra ham radioklubbstasjon (W5RRR) på JSC.

Undersøkelser av polymermembranbehandling (IPMP) -eksperimentet har fløyet tidligere på seks Shuttle-oppdrag. Den brukes til å studere dannelsen av polymermembraner i mikrogravitasjon med sikte på å forbedre kvaliteten og bruke dem som filtre i biomedisinske og industrielle prosesser.

Misjonstegn

Oppdragets insignier viser romfergen i den typiske flygende stillingen for mikrogravitasjon . USML-banneret strekker seg fra nyttelastfeltet, der mellomromsmodulen med teksten μg - symbolet for mikrogravitasjon. Både stjernene og stripene på USML-bokstavene, så vel som de fremhevede USA på jorden under skyssen, viser at det var et amerikansk vitenskapsmisjon.

Påvirkning med rusk og mikrometeoroider

Columbias "stand-up" orbitale holdning, selv om den var ideell for mikrogravitasjonseksperimenter, var veldig langt fra optimal fra synspunktet til D&M (Debris and Micrometeoroid) sårbarhet. Orbiteren mottok 40 strålingsavfall, støt på åtte vinduer og tre støt på karbon-karbonfløyens forkanter.

Se også

• Liste over menneskelige romfly
• Liste over romfergeoppdrag
• Område for romvitenskap
• Romskip

Referanser

 Denne artikkelen inneholder  materiale fra offentlig domene fra nettsteder eller dokumenter fra National Aeronautics and Space Administration .

Bibliografi

Young, John W. (16. september 2012). Forever Young: A Life of Adventure in Air and Space . University Press of Florida. s. 432. ISBN   978-0813042091 .

Eksterne linker

• Oppsummering av NASA
• STS-50 Video Høydepunkter