STS-50 - STS-50

STS-50
Spacelab Module in Cargo Bay.jpg
Spacelab Modul LM1 i Colombia 's nyttelast bay, der tjener som USA laboratorium for mikrogravitation
Missionstype Mikrogravitation forskning
Operatør NASA
KOSPAR-ID 1992-034A
SATCAT nr. 22000
Missionens varighed 13 dage, 19 timer, 30 minutter, 4 sekunder
Afstand tilbagelagt 9.200.000 kilometer (5.700.000 mi)
Baner afsluttet 221
Rumfartøjsegenskaber
Rumfartøj Rumfærgen Columbia
Landingsmasse 103.814 kg (228.871 lb)
Nyttelastmasse 12.101 kg (26.678 lb)
Mandskab
Besætningsstørrelse 7
Medlemmer
Start af mission
Frokost aftale 25. juni 1992, 16:12:23  UTC  ( 1992-06-25UTC16: 12: 23Z )
Start websted Kennedy LC-39A
Afslutning af missionen
Landingsdato 9. juli 1992, 11:42:27  UTC  ( 1992-07-09UTC11: 42: 28Z )
Landingssted Kennedy SLF Runway 33
Orbitale parametre
Reference system Geocentrisk
Regime Lav jord
Perigee højde 302 kilometer (188 mi)
Apogees højde 309 kilometer (192 mi)
Hældning 28,5 grader
Periode 90,6 min
STS-50 patch.svg Sts-50-crew.jpg
Fra venstre mod højre: Baker, Bowersox, Dunbar, Richards, Meade, Trinh, DeLucas
←  STS-49
STS-46  →
 

STS-50 (US Microgravity Laboratory 1) var en United States Space Shuttle- mission, den 12. mission i Columbia- orbiteren. Columbia landede ved Kennedy Space Center for første gang nogensinde på grund af dårligt vejr ved Edwards forårsaget af resterne af orkanen Darby .

Mandskab

Position Astronaut
Kommandør Richard N. Richards
tredje rumflyvning
Pilot Kenneth D. Bowersox
Første rumflyvning
Mission Specialist 1 Bonnie J. Dunbar
Tredje rumflyvning
Mission Specialist 2 Ellen S. Baker
Anden rumflyvning
Mission Specialist 3 Carl J. Meade
Anden rumflyvning
Nyttelastsspecialist 1 Lawrence J. DeLucas
Kun rumfart
Nyttelastspecialist 2 Eugene H. Trinh
Kun rumflyvning

Backup besætning

Position Astronaut
Nyttelastsspecialist 1 Joseph M. Prahl
Første rumflyvning
Nyttelastspecialist 2 Albert Sacco
Første rumflyvning

Crew siddepladser

Sæde Start Landing STS-121 siddepladser.png
Pladser 1–4 er på Flight Deck. Pladser 5–7 er på Middeck.
S1 Richards Richards
S2 Bowersox Bowersox
S3 Dunbar Meade
S4 Bager Bager
S5 Meade Dunbar
S6 DeLucas DeLucas
S7 Trinh Trinh

Missionens højdepunkter

US Microgravity Laboratory 1 var en spacelab- mission med eksperimenter inden for materialevidenskab, væskefysik og bioteknologi. Det var den første flyvning af en rumfærge med Extended Duration Orbiter (EDO) -hardware, hvilket tillod længere flyvarighed.

Den primære nyttelast, US Microgravity Laboratory-1 (USML-1), foretog sin første flyvning; Fremhævede tryk på mellemrumsmodulet. USML-1 først i planlagt serie af flyvninger for at fremme amerikansk mikrogravitation forskningsindsats i flere discipliner. De udførte eksperimenter var: Crystal Growth Furnace (CGF); Drop Physics Module (DPM); Overfladespændingsdrevne konvektionseksperimenter (STDCE); Zeolitkrystalvækst (ZCG); Proteinkrystalvækst (PCG); Handskeboksfacilitet (GBX); Rumaccelerationsmålesystem (SAMS); Generisk Bioprocessing Apparatus (GBA); Astroculture-1 (ASC); Udvidet varighed Orbiter Medical Project (EDOMP); Solid Surface Combustion Experiment (SSCE).

Sekundære eksperimenter var: Undersøgelser af polymermembranbehandling (IPMP); Shuttle-amatørradioeksperiment II (SAREX II); og Ultraviolet Plume Instrument (UVPI).

Store missioner

  • Gennemført den første dedikerede amerikanske mikrogravitationslaboratorieflyvning, der lægger grunden til videnskabelige operationer ved Space Station Freedom.
  • Afsluttede 31 mikrogravitation eksperimenter inden for fem grundlæggende områder: væskedynamik, krystalvækst, forbrændingsvidenskab, biologisk videnskab og teknologidemonstration.
  • Introducerede flere nye faciliteter til mikrogravitation til flere brugere og flere flyvninger (inklusive Crystal Growth Furnace, Drop Physics Module og Surface Tension Driven Convection Experiment).
  • Demonstrerede effektiviteten af ​​interaktive videnskabelige operationer mellem besætningsmedlemmer og forskere på stedet for at optimere videnskabsafkast.
  • Afsluttet længste periode med proteinkrystalvækst i Space Shuttle-programmet.
  • Udførte iterative krystalvoksende eksperimenter, hvor kemiske sammensætninger blev ændret baseret på mikroskopiske observationer af vækstprocesser.
  • Afsluttet længste Space Shuttle-mission (13 dage 19 timer og 30 minutter) på det tidspunkt og den første udvidede varighed orbiter (EDO) -flyvning af rumfærdsprogrammet.
  • Demonstreret alsidighed i den nye Handskeboksfacilitet til interaktion med besætningsmedlem med flere eksperimenter for maksimal videnskab.

Rumfærgen Columbia raketter for at kredse om den længste shuttle-flyvning i historien. Columbia rørte ved næsten 14 dage senere og vendte tilbage med data og prøver samlet fra en vigtig serie af mikrogravitation eksperimenter. Shuttle-mission STS-50 bar det første amerikanske mikrogravitationslaboratorium (USML-1) ud i rummet og udførte mikrogravitationseksperimenter med lang varighed. Mikrogravitation er en tyngdeacceleration, der er lille sammenlignet med tyngdekraftens tiltrækning ved jordens overflade. Gennem handlingen af ​​frit fald (f.eks. Rumfærge, der kredser om jorden), reduceres tyngdekraftens lokale virkninger kraftigt og skaber således et mikrogravitationsmiljø.

Under Columbia 's udvidede mission gennemførte videnskabsmandens besætningsmedlemmer, der arbejdede inde i det Spacelab lange modul, der blev transporteret i nyttelastbommen i Columbia , mere end 30 mikrogravitationundersøgelser og test. For at maksimere den videnskabelige tilbagevenden fra missionen fandt eksperimenter sted døgnet rundt. Undersøgelserne faldt ind under fem grundlæggende områder inden for mikrogravitationsvidenskabelig forskning: væskedynamik (undersøgelsen af, hvordan væsker og gasser reagerer på anvendelse eller fravær af forskellige kræfter), materialevidenskab (studiet af størkning af materialer og krystalvækst), forbrændingsvidenskab ( undersøgelse af processer og fænomener ved forbrænding), bioteknologi (undersøgelse af fænomener relateret til produkter afledt af levende organismer) og teknologidemonstrationer, der søgte at bevise eksperimentelle koncepter til brug i fremtidige Shuttle-missioner og på Space Station Freedom .

Tre nye store eksperimentfaciliteter blev fløjet på USML-1. De var Crystal Growth Furnace, Surface Tension Driven Convection Experiment apparater og Drop Physics Module. Et ekstra stykke nyt hardware på denne flyvning var den alsidige Glovebox, som tillod "praktisk" manipulation af små eksperimenter, mens man isolerede besætningen fra de involverede væsker, gasser eller faste stoffer. Nogle af USML-1-eksperimenterne er beskrevet nedenfor.

Spacelab eksperimenter

Lawrence DeLucas iført strømpe plethysmograph under mission.
Spacelab-computer.

Crystal Growth Furnace (CGF) er en genanvendelig facilitet til at undersøge krystalvækst i mikrogravitation. Den er i stand til automatisk at behandle op til seks store prøver ved temperaturer op til 1.600 grader Celsius. Yderligere prøver kan behandles ved manuel prøveudveksling. To metoder til krystalvækst, retningsbestørning og damptransport blev anvendt på USML-1. Ved at analysere sammensætningen og den atomare struktur af krystaller, der dyrkes uden tyngdekraftens dominerende indflydelse, får forskere indsigt i korrelationer mellem væskestrømme under størkning og defekterne i en krystal. CGF fungerede i 286 timer og behandlede syv prøver, tre mere end planlagt, inklusive to galliumarsenid halvlederkrystaller. Galliumarsenidkrystaller bruges i højhastigheds digitale integrerede kredsløb, optoelektroniske integrerede kredsløb og solid state-lasere. Besætningsmedlemmer var i stand til at udveksle prøver ved hjælp af en specielt designet fleksibel handskeboks for at give de ekstra eksperimentoperationer.

Surface Tension Driven Convection Experiment (STDCE) var det første rumeksperiment, der brugte avancerede instrumenter til at opnå kvantitative data om overfladespændingsdrevne strømme på overfladen af ​​væsker over en bred vifte af variabler i et mikrogravitationsmiljø. Meget små overfladetemperaturforskelle er tilstrækkelige til at generere subtile væskestrømme på væskens overflade. Sådanne strømme, der betegnes som "termokapillær", findes på flydende overflader på Jorden. Imidlertid er termokapillære strømme på jorden meget vanskelige at undersøge, fordi de ofte maskeres af meget stærkere flydedrevne strømme. I mikrogravitation reduceres opdriftsdrevne strømme kraftigt, hvilket tillader undersøgelse af dette fænomen. STDCE leverede de første observationer af termokapillær strømning i en buet overfladevæske og demonstrerede, at overfladespænding er en stærk drivkraft for væskebevægelse.

Drop Physics Module (DPM) tillod undersøgelse af væsker uden indblanding af en beholder. Væsker på jorden har form af beholderen, der holder dem. Desuden kan de materialer, der udgør beholderen, kemisk forurene væsker, der undersøges. DPM bruger akustiske (lyd) bølger til at placere et fald i midten af ​​et kammer. Ved at studere dråber på denne måde har forskere mulighed for at teste grundlæggende væskefysikteorier inden for områderne ikke-lineær dynamik, kapillærbølger og overfladereologi (ændringer i materiens form og strøm). Besætningsmedlemmer var gennem manipulation af lydbølgerne i stand til at rotere, svinge, flette og endda splitte dråber. I en anden test var besætningsmedlemmerne i stand til at skabe den første sammensatte dråbe, en dråbe inden for en dråbe, for at undersøge en proces, der til sidst kunne anvendes til at indkapsle levende celler i en semipermeabel membran til brug i medicinske transplantationsbehandlinger.

Handskeboksfaciliteten viste sig muligvis at være det mest alsidige nye rumlaboratorieudstyr, der blev introduceret i de sidste par år. Handskeboksen giver besætningsmedlemmer mulighed for at manipulere med mange forskellige slags testaktiviteter og demonstrationer og materialer (endda giftige, irriterende eller potentielt smitsomme) uden at komme direkte i kontakt med dem. Handskeboksen har en visningsport (vindue) ind i et rent arbejdsområde, indbyggede handsker til manipulation af prøver og udstyr, et negativt lufttrykssystem, et filtersystem og en indgangsdør til at føre materialer og eksperimenter ind og ud af arbejdsområdet . Den primære anvendelse af handskekassen var at selektivt blande proteinkrystaller og overvåge deres vækst. Handskeboksen tillod besætningsmedlemmer periodisk at ændre kompositioner for at optimere væksten, en første plads. Andre forsøg udført inde i Handskerum inkluderet undersøgelser af stearinlys flammer, fibre trækker, partikeldispersion, overflade konvektion i væsker og flydende / container grænseflader. Der blev i alt udført seksten tests og demonstrationer inde i handskerummet. Handskeboksen gav også besætningsmedlemmer mulighed for at udføre backup-operationer på Generic Bioprocessing Apparatus, som ikke var planlagt.

En anden af ​​Spacelab-eksperimenterne var Generic Bioprocessing Apparatus (GBA), en enhed til behandling af biologiske materialer. GBA behandlede 132 individuelle eksperimenter med volumener på flere milliliter. Apparatet studerede levende celler, mikroorganismer, der blev brugt til økologisk affaldsbehandling, og udviklingen af ​​saltvandsrejer og hvepsæg og andre biomedicinske testmodeller, der anvendes til kræftforskning. En undersøgt prøve, liposomer, består af sfæriske strukturer, der kan bruges til at indkapsle lægemidler. Hvis dette biologiske produkt kan dannes korrekt, kan det bruges til at aflevere et lægemiddel til et specifikt væv i kroppen, såsom en tumor.

Space Acceleration Measurement System (SAMS) -instrumentet målte forholdene på lavt niveau acceleration (også kaldet mikrogravitation), der blev oplevet af mikrogravitationseksperimenterne under missionen. Disse data er uvurderlige for forskerne at fastslå, om effekter set i deres eksperimentelle data skyldes eksterne forstyrrelser eller ej. SAMS-instrumenterne fløj på mere end tyve Shuttle-missioner, 3,5 år på Mir , og en ny version findes i øjeblikket (2006) på den internationale rumstation .

Mid-deck mikrogravitation eksperimenter

Mens de fleste STS-50 eksperimenter blev udført i US Microgravity Laboratory, opererede andre i Columbias midterdæk. Inkluderet i eksperimentet på midterdækket var undersøgelser af proteinkrystalvækst, astrokultur og Zeolit-krystalvækst.

Protein Crystal Growth-eksperimentet gennemførte sin fjortende shuttleflyvning, men USML-1 repræsenterede første gang besætningsmedlemmerne var i stand til at optimere vækstbetingelser ved hjælp af Glovebox-faciliteten. Ca. 300 prøver blev podet fra 34 proteintyper, herunder HIV Reverse Transcriptase Complex (et enzym, der er en kemisk nøgle til replikering af AIDS) og faktor D (et vigtigt enzym i humane immunsystemer). Cirka 40 procent af de flyvede proteiner vil blive brugt til røntgendiffraktionsundersøgelser. Den øgede størrelse og udbyttet kan tilskrives den forlængede krystalvæksttid, som denne mission giver. Forskere på jorden vil bruge røntgenkrystallografi til at undersøge hvert proteins tredimensionelle struktur, som, når det er bestemt, kan hjælpe med at kontrollere hvert proteins aktivitet gennem rationel lægemiddeldesign.

Astroculture-eksperimentet evaluerede et vandforsyningssystem, der skal bruges til at understøtte væksten af ​​planter i mikrogravitation. Plantevækst i rummet betragtes som en mulig metode til at levere mad, ilt, renset vand og fjernelse af kuldioxid til langvarig menneskelig beboelse i rummet. Da væsker opfører sig anderledes i mikrogravitation, end de gør på Jorden, tilpasser plantevandingssystemer, der anvendes på Jorden, ikke godt til brugen af ​​mikrogravitation.

Zeolitkrystalvækstforsøget behandlede 38 separate prøver, der blev blandet i handskekassen. Zeolitkrystaller bruges til at rense biologiske væsker, som tilsætningsstoffer i vaskemidler og til affaldsrensningsanvendelser.

Udvidet varighed orbiter (EDO)

DeLucas og Dunbar i Spacelab med underkroppen negativt tryk enhed.

STS-50 markerede ikke kun den første amerikanske Microgravity Laboratory-flyvning, men også den første forlængede varighed Orbiter-flyvning. For at forberede sig på langsigtet (måneder) mikrogravitationsforskning ombord på Space Station Freedom har forskere og NASA brug for praktisk erfaring med gradvist at styre længere tid til deres eksperimenter. Rumfærgen giver normalt en uges til ti dages mikrogravitation. Takket være forlænget varighed Orbiter-sæt forblev rumfærgen orbiter Columbia i kredsløb i næsten 14 dage, og fremtidige missioner med Columbia kunne vare så længe som en måned. Sættet består af ekstra brint- og ilttanke til elproduktion, ekstra kvælstoftanke til kabineatmosfæren og et forbedret regenereringssystem til fjernelse af kuldioxid fra kabineluften.

Et af de praktiske aspekter ved at blive længere i rummet vil være kravet om at opretholde besætningens sundhed og ydeevne. Under STS-50 gennemførte besætningsmedlemmer biologiske tests som en del af EDO Medical Project. Besætningsmedlemmer overvågede deres blodtryk og hjerterytme og tog prøver af kabineatmosfæren under flyvningen. De vurderede også LBNP-enheden (Lower Body Negative Pressure) som en modforanstaltning til den normale reduktion af kropsvæsker, der finder sted i rummet. Hvis de gavnlige virkninger af LBNP kunne vare i 24 timer, ville det forbedre besætningsmedlemmets ydeevne ved genindtræden og landing.

Andre nyttelast

STS-50 besætningsmedlemmer opererede også Shuttle Amateur Radio Experiment (SAREX). Gennem eksperimentet var besætningsmedlemmer i stand til at kontakte amatørradiooperatører, en replik af polynesisk sejlskib i Stillehavet og udvalgte skoler rundt om i verden.

Det var uden tvivl første gang, at astronauterne modtog amatør-tv- video fra skinkeradioklubben (W5RRR) på JSC.

Undersøgelser af polymermembranbehandling (IPMP) -eksperimentet har tidligere været fløjet på seks Shuttle-missioner. Det bruges til at undersøge dannelsen af ​​polymermembraner i mikrogravitation med det formål at forbedre deres kvalitet og anvendelse som filtre i biomedicinske og industrielle processer.

Mission insignier

Missionens insignier viser rumfærgen i den typiske flyveposition for mikrogravitation . USML-banneret strækker sig fra nyttelastrummet, hvor spacelab-modulet med teksten μg - symbolet for mikrogravitation. Både stjernerne og striberne på USML-bogstaverne såvel som de fremhævede USA på Jorden under rumfærgen skildrer det faktum, at det var en amerikansk videnskabsmission.

Virkninger med snavs og mikrometeoroider

Columbias "stand-up" orbitale holdning, skønt den var ideel til mikrogravitationsexperimenter, var meget langt fra optimal set med hensyn til D&M (Debris and Micrometeoroid) sårbarhed. Orbiteren modtog 40 stødpåvirkninger, stød på otte vinduer og tre stød på kulstof-kulstoffløjens forreste kanter.

Se også

Referencer

 Denne artikel indeholder  materiale fra det offentlige domæne fra websteder 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 links