HOUSTON (NASA PR) – Przestrzeń może wydawać się pusta, ale ma ekstremalne temperatury, wysoki poziom promieniowania tła, drobne meteory i niefiltrowane oślepiające światło słoneczne. Ponadto materiały i sprzęt na zewnątrz Międzynarodowa Stacja Kosmiczna Są wystawione na działanie tlenu atomowego (AO) i innych naładowanych cząsteczek, gdy krążą wokół Ziemi na skraju naszej atmosfery. Tylko najtrwalsze materiały, sprzęt i organizmy mogą wytrzymać to trudne środowisko, a naukowcy prowadzący badania w orbitującym laboratorium zidentyfikowali niektóre z nich do różnych potencjalnych zastosowań.
„Istnieją sposoby na testowanie poszczególnych elementów ekspozycji kosmicznej na Ziemi, ale jedynym sposobem na uzyskanie połączonego efektu wszystkich w tym samym czasie jest orbita”, mówi Mark Schumbra z Aegis Aerospace, która jest właścicielem i operatorem statek kosmiczny. Obiekt lotniczy MISSE (MISSE-FF), platforma do badań ekspozycji kosmicznej na stacji. „Jest to ważne, ponieważ połączone efekty mogą bardzo różnić się od efektów indywidualnych”.
Misje rozpoczynają się mniej więcej co sześć miesięcy do MISSE-FF, który jest sponsorowany przez Narodowe Laboratorium ISS. Shumbra mówi, że testy rozpoczęły się, gdy platforma została zainstalowana w 2018 roku i będą kontynuowane przez cały okres eksploatacji stacji kosmicznej. W dawnym obiekcie MISSE, działającym od 2001 do 2016 roku, odbyły się pierwsze eksperymenty z ekspozycją na stacji.
Niektóre z tych zadań pomagają naukowcom zrozumieć, w jaki sposób nowe technologie oddziałują ze środowiskiem kosmicznym. „Zanim zastosujesz technologię w satelicie lub pojeździe operacyjnym, potrzebujesz pewności, że będzie działać tak, jak myślisz, że będzie działać w środowisku kosmicznym” – mówi.
MISSE-FF zawiera kamery o wysokiej rozdzielczości, które okresowo wykonują zdjęcia wszystkich elementów na powierzchni ekspozycji oraz czujniki w celu rejestrowania warunków środowiskowych, takich jak temperatura, promieniowanie, ekspozycja na promieniowanie UV i AO. Wszystkie artykuły testowe są również zwracane na Ziemię w celu analizy po locie.
Naukowcy NASA przeprowadzili wiele misji w MISSE-FF, aby przeanalizować wpływ tlenu atomowego i promieniowania na setki próbek i instrumentów.
MISSE-9na przykład, ocena Jak polimery, kompozyty i powłoki radzą sobie z ekspozycją na przestrzeń kosmiczną. W przypadku tej i innych misji MISSE Kim de Groh, główny inżynier ds. badań materiałowych w NASA Glenn Research Center w Cleveland, testuje dwie podstawowe degradacje środowiska. Po pierwsze, jak szybko materiał ulega erozji w wyniku reakcji AO. Mierzy utratę masy materiałów wystawionych na działanie przestrzeni i wykorzystuje te informacje do obliczenia wartości wydajności korozji AO. Wartości te pomagają projektantom statków kosmicznych określić, czy i jak grube są odpowiednie materiały.
Materiały używane jako izolacja statków kosmicznych mogą stać się kruche w kosmosie ze względu na cykl promieniowania i temperatury na orbicie. Ta kruchość może prowadzić do pęknięć i powodować problemy, takie jak przegrzanie elementu statku kosmicznego. De Groh testuje również trwałość różnych materiałów, aby znaleźć te, które nie stają się kruche.
„Idealną sytuacją jest w rzeczywistości wystawienie próbek na działanie przestrzeni kosmicznej, aby jednocześnie doświadczyć wszystkich ekstremalnych warunków środowiskowych”, mówi de Grohe.
The EKSPOZYCJA-R-2 Obiekt Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) to kolejna platforma, która daje naukowcom możliwość testowania próbek w kosmosie. Badania Europejskiej Agencji Kosmicznej, które wykorzystywały obiekt, obejmują: prezydent A Biomiks, który ujawnił biofilmy, biomolekuły i ekstremalne warunki kosmosu i Marsa. Ekstremiści to organizmy, które mogą przetrwać w warunkach nie do zniesienia lub nawet śmiertelnych dla większości form życia.
Zwiększona autonomia ma kluczowe znaczenie dla przyszłych misji, które oddalają się od Ziemi i nie mogą polegać na misjach z zaopatrzeniem. Według Danieli Pelli, profesor na Wydziale Biologii Uniwersytetu Tor Vergata na Uniwersytecie Rzymskim oraz badacza w BOSS i BIOMEX, mikroorganizmy, które tolerują ekstremalne warunki, mają potencjalne zastosowanie w systemach podtrzymywania życia w takich misjach. Na przykład cyjanobakterie mogą wykorzystywać dostępne zasoby do reformowania węgla (przekształcanie atmosferycznego dwutlenku węgla w węglowodany) i produkcji tlenu.
Podczas ekspozycji na stacji kosmicznej wysycha Chroococcidiopsis Komórki otrzymały dawkę promieniowania jonizującego odpowiadającą podróży na Marsa. Ich odpowiedź sugeruje, że bakterie mogą być transportowane na planetę i nawadniane na żądanie. Wysuszone komórki również zmieszano z symulatorem marsjańskiego regolitu lub pyłu i otrzymywano dawkę promieniowania UV odpowiadającą około 4 godzinom ekspozycji na powierzchni Marsa.
„Celem tego badania było zbadanie, czy te cyjanobakterie mogą naprawić uszkodzenia DNA nagromadzone podczas podróży na Marsa i narażenia na nierozcieńczone warunki marsjańskie” – mówi Bailey.
niedawno opublikowany Wyniki Zasugeruj, że mogą: Sekwencjonowanie DNA komórek, które zostały nawodnione po ekspozycji, nie wykazało zwiększonego tempa mutagenezy w porównaniu z kontrolą hodowaną w warunkach gruntowych. To odkrycie zwiększa potencjał tego organizmu do wykorzystania zasobów dostępnych na miejscu w celu wspierania osadnictwa ludzkiego.
Dalsze badania z wykorzystaniem obiektu EXPOSE-R-2 znaleźli Oznaki życia u grzybów zawierających melaninę po 16 miesiącach ekspozycji kosmicznej. Wydaje się, że melanina barwnika wrodzonego odgrywa rolę w odporności komórek na ekstremalne warunki, w tym promieniowanie, i może mieć potencjał do zastosowania jako ochrona przed promieniowaniem w przyszłych misjach kosmicznych. W eksperymencie cienka warstwa pojedynczego szczepu barwionych grzybów zmniejszyła poziom promieniowania o około 2%, a być może nawet o 5%.
Oprócz grzybów naukowcy wykorzystali platformę ESA do wystawienia w kosmosie stadiów spoczynkowych około 40 gatunków wielokomórkowych zwierząt i roślin. EXPOSE-R IBMP Dochodzenie. konsekwencje pokazać się że wiele z tych organizmów zachowało żywotność, a nawet zakończyło cykle życia i reprodukcji przez kilka pokoleń, co sugeruje, że przyszłe podróże na inne planety mogą przybrać ziemskie formy życia do wykorzystania w ekologicznych systemach podtrzymywania życia i do tworzenia sztucznych ekosystemów.
W miarę jak ludzie badają dalszą przestrzeń kosmiczną i pozostają tam dłużej, testy na platformach ekspozycyjnych stacji kosmicznej pomagają zapewnić, że materiały i systemy, które zabierają ze sobą, są gotowe do lotu.
Aby otrzymywać codzienne aktualizacje, śledź @ISS_BadaniaA Wiadomości o badaniach i technologiach stacji kosmicznych lub Nasz Facebook. Aby zobaczyć, jak stacja kosmiczna przelatuje nad Twoim miastem, sprawdź miejsce na stacji.
Melissa Gaskell
Biuro Badań Programu Międzynarodowej Stacji Kosmicznej
Centrum Kosmiczne im. Johnsona
„Analityk. Nieuleczalny nerd z bekonu. Przedsiębiorca. Oddany pisarz. Wielokrotnie nagradzany alkoholowy ninja. Subtelnie czarujący czytelnik.”
