СТС-65 - STS-65
 Spacelab Модуль LM1 в Колумбии «s грузового отсека, выступающий в качестве международной лаборатории микрогравитации
| |
| Тип миссии | Исследования в условиях микрогравитации |
|---|---|
| Оператор | НАСА |
| COSPAR ID | 1994-039A |
| SATCAT нет. | 23173 |
| Продолжительность миссии | 14 дней, 17 часов, 55 минут |
| Пройденное расстояние | 9 886 200 километров (6 143 000 миль) |
| Орбиты завершены | 235 |
| Свойства космического корабля | |
| Космический корабль | Спейс Шаттл Колумбия |
| Масса полезной нагрузки | 10811 кг (23834 фунта) |
| Экипаж | |
| Размер экипажа | 7 |
| Члены | |
| Начало миссии | |
| Дата запуска | 8 июля 1994 г., 16:43:01 UTC |
| Запустить сайт | Кеннеди LC-39A |
| Конец миссии | |
| Дата посадки | 23 июля 1994 г., 10:38:01 UTC |
| Посадочная площадка | Kennedy SLF Взлетно-посадочная полоса 33 |
| Параметры орбиты | |
| Справочная система | Геоцентрический |
| Режим | Низкая Земля |
| Высота перигея | 300 километров (190 миль) |
| Высота апогея | 304 км (189 миль) |
| Наклон | 28,45 градусов |
| Период | 90,5 минут |
 Слева направо - Сидят: Хиб, Кабана, Томас; Стоят: Чиао, Халселл, Найто-Мукай, Вальц | |
STS-65 была программа Space Shuttle миссия Колумбии запущен из Космического центра Кеннеди , штат Флорида, 8 июля 1994 года командир этого полета был Роберт Д. Кабана , который будет идти позже , чтобы привести Космический центр Кеннеди .
Экипаж
| Должность | Космонавт | |
|---|---|---|
| Командир |
Роберт Д. Кабана Третий космический полет |
|
| Пилот |
Джеймс Д. Халселл Первый космический полет |
|
| Специалист миссии 1 |
Ричард Дж. Хиб Третий и последний космический полет |
|
| Специалист миссии 2 |
Карл Э. Вальц Второй космический полет |
|
| Специалист миссии 3 |
Лерой Чиао Первый полет в космос |
|
| Специалист миссии 4 |
Дональд А. Томас Первый полет в космос |
|
| Специалист по полезной нагрузке 1 |
Чиаки Мукаи , НАСДА Первый космический полет |
|
Дублирующая бригада
| Должность | Космонавт | |
|---|---|---|
| Специалист по полезной нагрузке 1 |
Жан-Жак Фавье , КНЕС Первый космический полет |
|
Основные моменты миссии
Международная лаборатория микрогравитации (IML-2) была второй в серии полетов Spacelab (SL), предназначенных для проведения исследований в условиях микрогравитации. Концепция IML позволила ученым применять результаты одной миссии к другой и расширять объем и разнообразие исследований между миссиями. Данные миссий IML пополнили исследовательскую базу космической станции.
Как следует из названия, IML-2 был международной миссией. Ученые из Европейского космического агентства (ЕКА), Канады, Франции, Германии и Японии сотрудничали с НАСА в миссии IML-2, чтобы предоставить мировому научному сообществу множество дополнительных объектов и экспериментов. Эти установки и эксперименты были смонтированы на двадцати 19-дюймовых стойках в модуле IML 2.
Исследования IML-2 были посвящены микрогравитации и наукам о жизни. Наука о микрогравитации охватывает широкий спектр деятельности, от понимания фундаментальной физики, связанной с поведением материалов, до использования этих эффектов для создания материалов, которые иначе не могут быть созданы в гравитационной среде Земли. В исследованиях наук о жизни уменьшение влияния гравитации позволяет изучать отдельные характеристики клеток и организмов изолированно. Эти уменьшенные гравитационные эффекты также создают плохо изученные проблемы профессионального здоровья для космических экипажей, начиная от синдрома космической адаптации и заканчивая долгосрочными гормональными изменениями. На IML-2 эксперименты в области микрогравитации и наук о жизни дополняли друг друга в использовании ресурсов SL. Наука о микрогравитации имеет тенденцию в значительной степени использовать мощность космических кораблей, в то время как науки о жизни предъявляют наибольшие требования к времени экипажа.
Биологические эксперименты и оборудование на IML-2 включали: экспериментальную установку с водными животными (AAEU) в стойке 3, Biorack (BR) в стойке 5, Biostack (BSK) в стойке 9, медицинскую программу орбитального аппарата увеличенной продолжительности (EDOMP) и изменения позвоночника в Микрогравитация (SCM) на Центральном острове, устройство отрицательного давления для нижней части тела (LBNPD), микробиологический пробоотборник воздуха (MAS), рабочая станция для оценки производительности (PAWS) на средней палубе, микроскоп с медленно вращающейся центрифугой (NIZEMI) в стойке 7, мониторинг радиации в реальном времени Устройство (RRMD) и термоэлектрический инкубатор (TEI) в стойке 3.
Эксперименты в области микрогравитации и оборудование на IML-2 включали: прикладные исследования методов разделения (RAMSES) в стойке 6, устройство пузырьков, капель и частиц (BDPU) в стойке 8, устройство критических точек (CPF) в стойке 9, устройство обработки электромагнитных емкостей ( TEMPUS) в стойке 10, блок электрофореза в свободном потоке (FFEU) в стойке 3, большая изотермическая печь (LIF) в стойке 7, квазистационарное измерение ускорения (QSAM) в стойке 3, система измерения космического ускорения (SAMS) на Центральном острове, и экспериментальная система виброизоляционной коробки (VIBES) в стойке 3.
Другие полезные нагрузки в этой миссии были: Advanced Protein Crystallization Facility (APCF), Commercial Protein Crystal Growth (CPCG), Калибровочный тест оптической площадки ВВС Мауи (AMOS), Эксперимент по исследованию орбитального ускорения (OARE), Военное применение судовых треков (MAST) , Эксперимент по радио-шаттлу-II (SAREX-II). Columbia летела с паллетой Extended Duration Orbiter (ED0), и рука RMS не была установлена. Это также был первый полет модификации коробки крутящего момента двери отсека полезной нагрузки на Колумбии и первый полет нового программного обеспечения главного двигателя OI-6.
Обзор миссии
Второй из серии полезных нагрузок Международной лаборатории микрогравитации (IML-2) был запущен в ходе миссии STS-65 космического корабля " Колумбия" 8 июля 1994 года. После 15-дневного пребывания на орбите вокруг Земли "Шаттл" приземлился 23 июля. . В состав экипажа из семи человек входил японский астронавт, ставший первой японкой, побывавшей в космосе.
Помимо НАСА, эксперименты в рамках миссии спонсировали Европейское космическое агентство ( ESA ) и космические агентства Японии ( NASDA ), Канады ( CSA ), Германии (DLR) и Франции (CNES). Исследователи из 13 стран приняли участие в исследовании поведения материалов и жизни в условиях микрогравитации.
Полезная нагрузка IML-2 состояла из более чем 80 экспериментов в области микрогравитации и наук о жизни, включая пять экспериментов в области наук о жизни, разработанных американскими исследователями. Из них Исследовательский центр Эймса спонсировал два эксперимента с использованием тритонов и медуз. Космический центр Кеннеди (KSC) спонсировал эксперимент PEMBSIS, разработанный для изучения эмбриогенеза растений в условиях микрогравитации.
Цели исследований в области наук о жизни
Целью эксперимента с тритоном было изучение раннего развития органов, чувствительных к гравитации (см. Рисунок). Сумочка и мешочек специализированы органы , присутствующие во внутренних ушах всех позвоночных животных. Они содержат отолиты (или отоконии ), камни карбоната кальция , которые откладываются на студенистой мембране, лежащей над сенсорными волосковыми клетками. Волосковые клетки воспринимают силу тяжести, действующую на отолиты, и информация о гравитационном стимуле передается в мозг через соединительные нервные волокна. Эксперимент был разработан, чтобы определить, может ли образование отолитов и развитие связанных с отолитами рецепторных клеток и нервных волокон изменяться в условиях микрогравитации в космосе.
Эксперимент с медузами был разработан для изучения поведения и развития в космосе. Изученные поведенческие параметры включали плавание, пульсирование и ориентацию. Изучение процессов развития сосредоточено на органах, чувствительных к гравитации. Эксперимент также был направлен на определение уровня искусственного гравитационного стимула, необходимого для противодействия любым негативным последствиям космического полета.
Целью эксперимента по эмбриогенезу растений (PEMBSIS) было оценить, влияет ли космический полет на характер и развитие эмбриональных лилейников от одной четко определенной стадии к другой. Также исследовалось, были ли изменены космическое пространство на деление клеток (митоз) и поведение хромосом.
Полезная нагрузка наук о жизни
Организмы
В эксперименте с тритоном использовались имаго и личинки японского краснобрюхого тритона ( Cynopus pyrrhogaster ). Этот вид был выбран для изучения отчасти потому, что вестибулярная система очень молодых тритонов претерпевает большую часть своего развития за период времени, эквивалентный запланированной продолжительности миссии. Кроме того, взрослых самок можно заставить отложить яйца, введя им гормон. Их яйца развиваются на орбите и созревают в условиях микрогравитации, чтобы предоставить ученым образец эмбрионов, которые прошли раннее развитие в условиях микрогравитации.
Лунная медуза (Aurelia aurita) служила объектами эксперимента для эксперимента с медузами. Были изучены как стадия малоподвижного полипа, так и стадия свободно плавающей эфиры медуз.
В эксперименте PEMBSIS изучали эмбриогенно компетентные клетки лилейника (Hemerocallis cv. Autumn Blaze).
Аппаратное обеспечение
Взрослые особи и личинки тритонов содержались в резервуарах для воды кассетного типа в пакете «Аквариум» в экспериментальной установке с водными животными (AAEU), разработанном NASDA, японским космическим агентством. AAEU - это устройство жизнеобеспечения, которое может поддерживать жизнь рыб или других водных животных в течение как минимум 19 дней в Spacelab. Он состоит из основного блока, пакета для аквариума и пакета для рыбы, каждый из которых имеет независимую систему жизнеобеспечения. В IML-2 каждая кассета содержала контейнер для яиц с отдельными отверстиями для яиц (диаметром 6 мм, глубиной примерно 12 мм).
Медленно вращающаяся центрифужная система микроскопа и камеры Nizemi, разработанная немецким космическим агентством DLR (ранее DARA), использовалась для изучения и видеозаписи поведения медузы эфиры и полипов при 15 различных уровнях G и температуре. 28 ° C (для облегчения плавания). Nizemi обеспечивает наблюдение за образцами при переменных уровнях ускорения от 10–3 до 1,5 G и контролируемой температуре от 18 до 37 ° C.
Медузы были размещены в помещении Biorack Европейского космического агентства в контейнерах Biorack Type I. Описание установки и контейнеров см. В IML-1.
Модуль холодильника / инкубатора (R / IM) содержал фиксированные образцы медуз. R / IM - это удерживающая установка с регулируемой температурой, размещенная на средней палубе Shuttle, которая поддерживает охлаждаемую или нагретую среду. Он разделен на две удерживающие полости и может вмещать до шести полок с оборудованием для экспериментов. Регистратор температуры окружающей среды (ATR-4) был помещен внутри R / IM. Для общего описания ATR-4 см. IML-1.
В эксперименте PEMBSIS использовалось оборудование, предоставленное Национальным агентством космического развития (NASDA) Японии. В рамках набора NASDA Life Science Cell Culture Kit в этом эксперименте использовались шесть подобных чашек Петри камер фиксации растений (PFC). ПФУ использовали для хранения культивируемых растительных клеток для эксперимента PEMBSIS. Эти контейнеры полностью герметичны. ПФУ позволяют зафиксировать на орбите растительные клетки, подвергшиеся космическому полету, путем введения химического фиксатора с помощью шприца через порт перегородки.
Операции
Предполетный
Культуры клеток PEMBSIS были приготовлены примерно за неделю до запуска. Двенадцать камер были заполнены полутвердой средой. Шесть были доставлены в KSC и сохранены в неосвещенном инкубаторе при 22 ± 2 ° C, пока они не были загружены в Shuttle. Остальные шесть использовались в качестве наземных средств управления.
Примерно за 36 часов до запуска в три кассеты AAEU было загружено 148 предпочтительных яиц тритонов. В кассеты также загружали четырех взрослых тритонов; две кассеты содержали по одному тритону за штуку, а третья содержала две. Свежая газированная вода с температурой 24 ° C непрерывно циркулировала через установку. Подобное подразделение содержалось в КСК в качестве наземного управления.
Через двадцать четыре часа до запуска, четыре группы по шесть медуз полипов каждого были даны йод в искусственной морской воде (ASW) , чтобы вызвать strobilization полипов в виде ephyrae.
Незадолго до полета образцы медуз были загружены в 10 кювет Низеми, содержащих противолодочную воду, и помещены в контейнеры типа I. Для исследования поведения группу нормальных эфиров и группу эфиров без статолитов помещали в инкубатор Biorack при температуре 22 ° C. Третью группу эфиров помещали в центрифугу Biorack 1-G. Для исследования развития использовали две группы полипов. Одну группу поместили в инкубатор, а другую - в центрифугу 1-G. Аналогичный набор оборудования содержался на наземном пункте управления КНЦ.
В полете
Регистратор температуры окружающей среды (ATR-4) - это автономный прибор с батарейным питанием, размером примерно с колоду карт. Его можно разместить практически в любой среде (не погружать в жидкость), чтобы обеспечить запись до четырех каналов данных о температуре.
В 6, 8 и 11 дни полета экипаж проводил видеонаблюдение за икрой тритонов для документирования скорости развития. В определенное время экипаж также наблюдал за взрослыми тритонами. Как на пятом, так и на девятом днях полета взрослый тритон был найден мертвым, что привело к потере некоторых яиц из-за заражения. Остальные два взрослых тритона выжили во время полета и были восстановлены живыми после приземления.
По одной кювете от каждой группы эфиров и полипов медуз снимали на видео на вращающемся микроскопе / центрифуге через определенные промежутки времени на протяжении всей миссии, чтобы определить G-порог плавательного поведения эфиров. В пятый день полета были зафиксированы как летная, так и наземная контрольная группы эфиров со статолитами, вылупившихся на Земле. На 13-й день полета были зафиксированы две из четырех групп полипов, вызванных стробиляцией. Оставшиеся эфиры и полипы были возвращены на Землю для анализа после полета.
Чтобы обеспечить сравнение между фиксированными в полете и фиксированными на земле группами в эксперименте PEMBSIS, экипаж зафиксировал некоторые культуры незадолго до приземления. В качестве фиксатора использовался трехпроцентный раствор глутарового альдегида (остаточная вода). В каждую камеру вводили 20 мл фиксатора.
Постполет
Летные кассеты с тритонами были извлечены примерно через шесть часов после приземления. Некоторые из личинок были зафиксированы и сохранены для последующего анализа, а некоторые были протестированы, чтобы оценить, как космический полет влияет на усиление отолито-окулярного рефлекса, и измерить объемы отолитов и площади связанных сенсорных эпителий.
Живые медузы были подсчитаны, закодированы и сфотографированы через пять часов после полета. Частоту пульса, количество рук, роталий и статолитов подсчитывали в каждой эфире. Те, у кого была аномальная пульсация, были записаны на видео после приземления и снова примерно через 24 часа. Некоторым из летающих и контрольных медуз было позволено образовать клоны, которые затем были исследованы на количество рук и другие структурные различия.
После того, как камеры для культивирования клеток PEMBSIS были извлечены из шаттла, образцы живых клеток и соматических эмбрионов были сфотографированы, подсчитаны и химически зафиксированы в течение девяти часов после приземления, прежде чем их первый цикл деления на Земле был завершен. Хромосомы измеряли и сравнивали внутри и между культурами.
Полученные результаты
Исследование тритона
Согласно морфологическому анализу, летное и наземное управление развивались одинаковыми темпами. Анализ трехмерных реконструкций показал, что выращенные в полете личинки имели больший средний эндолимфатический мешок (ES) и объем протока, а также больший средний объем отокониев внутри мешка по сравнению с наземными контрольными животными с аналогичной стадией. Более того, появление отокониев в ES было значительно ускорено у личинок, выращенных в условиях микрогравитации.
Исследование медуз
Ephyrae, которые развивались в условиях микрогравитации, имели значительно большее количество аномальных рук по сравнению с полетом 1-G и наземным управлением. По сравнению с контрольной группой, значительно меньше эфиров, развившихся в космосе, при тестировании после полета. Полипы, прорастающие в космосе, давали больше почек и опережали наземный контроль в развитии. Хотя развитие через почкование и метаморфоз хорошо протекало в космосе, некоторые медузы, по-видимому, более чувствительны к микрогравитации, чем другие, о чем свидетельствует аномальное развитие их рук.
Исследование клеток лилейника
Цитологические изменения и хромосомные аберрации наблюдались как в фиксированных в полете, так и в фиксированных на земле полетных клетках. Значительное количество двуядерных клеток, то есть клеток с двумя ядрами, также было обнаружено в пролетных образцах. Все образцы наземного контроля были одноядерными .
Тритоны
По крайней мере, двое из четырех взрослых тритонов погибли во время плавания. Первая смерть тритона была объяснена просто стрессом. Второй мертвый тритон был обнаружен Дональдом А. Томасом поздно вечером в воскресенье, 17 июля 1994 г., при проверке резервуаров, однако вторая смерть была названа «особенной» в комментарии доктора Майкла Видерхольда, ученого на земле. В то время было сказано, что из-за невесомости будет трудно извлечь тритона из аквариума, но мертвое животное могло загрязнить резервуар, если его оставить внутри. Тритоны были японскими краснобрюхими тритонами ( Cynops pyrrhogaster ).
Смотрите также
- Список полетов человека в космос
- Список миссий космического шаттла
- Очерк космической науки
- Космический шаттл
Рекомендации
В эту статью включены материалы, являющиеся общественным достоянием, с веб-сайтов или документов Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства .
Внешние ссылки
Ни одна из ссылок на эти ссылки не работает.