БиоСентинел

БиоСентинел
	Иллюстрация BioSentinel на гелиоцентрической орбите
Тип миссии	Астробиология , космическая медицина
Оператор	НАСА
ИДЕНТИФИКАТОР КОСПЭРЭ	2022-156Ф
САТКАТ нет.	55906
Продолжительность миссии	18 месяцев (планируется) ; 20 месяцев (в процессе)
Свойства космического корабля
Космический корабль	БиоСентинел
Тип космического корабля	КубСат
Автобус	6U КубСат
Производитель	НАСА / Исследовательский центр Эймса
Стартовая масса	14 кг (31 фунт)
Размеры	10 см × 20 см × 30 см
Власть	30 Вт ( солнечные панели )
Начало миссии
Дата запуска	16 ноября 2022 г., 06:47:44 UTC
Ракета	СЛС Блок 1
Запуск сайта	КСК , ЛК-39Б
Подрядчик	НАСА
Орбитальные параметры
Справочная система	Гелиоцентрическая орбита
Транспондеры
Группа	X-диапазон

BioSentinel — это недорогой космический корабль CubeSat , выполняющий астробиологическую миссию, которая будет использовать почкующиеся дрожжи для обнаружения, измерения и сравнения воздействия глубокой космической радиации на восстановление ДНК в течение длительного времени за пределами низкой околоземной орбиты . ^[1]^[3]

Выбранный в 2013 году для запуска в 2022 году, космический корабль будет работать в радиационной среде дальнего космоса на протяжении всего своего 18-месячного полета. ^[4] Это поможет ученым понять исходящую от космических лучей угрозу здоровью живых организмов, и окружающей среды глубокого космоса , а также снизить риск, связанный с долгосрочными исследованиями человека, поскольку НАСА планирует отправить людей в космос дальше, чем когда-либо прежде. ^[3]^[4] Космический корабль был запущен 16 ноября 2022 года в рамках миссии «Артемида-1» . ^[2] В августе 2023 года НАСА продлило миссию BioSentinel до ноября 2024 года. ^[5]

Миссия была разработана НАСА Исследовательским центром Эймса .

Фон

BioSentinel — одна из десяти недорогих CubeSat миссий , которые выполнялись в качестве вторичной полезной нагрузки на борту Artemis 1 НАСА , первого испытательного полета системы космического запуска . ^[6] Космический корабль был развернут в окололунном пространстве в качестве первой миссии НАСА по отправке живых организмов за пределы низкой околоземной орбиты после миссии «Аполлон-17» в 1972 году. ^[7]

Цель

Основная цель BioSentinel — разработать биосенсор с использованием простого модельного организма ( дрожжей ) для обнаружения, измерения и корреляции воздействия космической радиации на живые организмы в течение длительного времени за пределами низкой околоземной орбиты (НОО) и на гелиоцентрическую орбиту. Несмотря на достигнутый прогресс в моделировании, ни одна наземная лаборатория не может воспроизвести уникальную космическую радиационную среду. ^[3]^[4]

Биологическая наука

Биосенсор BioSentinel использует почкующиеся дрожжи Saccharomyces cerevisiae для обнаружения и измерения реакции на повреждение ДНК после воздействия радиационной среды глубокого космоса. ^[8] Для этой миссии были отобраны два штамма дрожжей: штамм дикого типа, способный восстанавливать ДНК, и штамм, дефектный в восстановлении двухцепочечных разрывов ДНК (DSB), вредных повреждений, вызванных ионизирующей радиацией. Почкующиеся дрожжи были выбраны не только из-за их летного наследия, но и из-за их сходства с клетками человека, особенно из-за механизмов репарации DSB. ^[1] Биосенсор состоит из специально сконструированных штаммов дрожжей и питательной среды, содержащей метаболический индикаторный краситель. Таким образом, рост культуры и метаболическая активность дрожжевых клеток прямо указывают на успешную репарацию повреждений ДНК. ^[1]^[4]

После завершения облета Луны и проверки космического корабля этап научной миссии начнется с смачивания первого набора лунок с дрожжами специализированной средой. ^[4] Несколько наборов скважин будут активированы в разные моменты времени в течение 18-месячной миссии. Один резервный набор скважин будет активирован в случае возникновения явления солнечных частиц (SPE). составляет примерно 4–5 крад . общая ионизирующая доза Ожидаемая ^[1]^[9] Научные данные о полезной нагрузке и телеметрия космического корабля будут храниться на борту, а затем загружаться на землю. ^[4]

Биологические измерения будут сравниваться с данными бортовых датчиков радиации и дозиметров.

Кроме того, были разработаны две идентичные полезные нагрузки BioSentinel: одна для Международной космической станции (МКС), которая находится в аналогичных условиях микрогравитации , но в среде со сравнительно низким уровнем радиации, и одна для использования в качестве синхронного с задержкой наземного управления при земной гравитации и, из-за магнитного поля Земли , на уровне земной поверхности. Полезная нагрузка на МКС была разогрета и регидрирована в январе 2022 года, а та, что была на поверхности Земли, несколько недель спустя. Они помогут сопоставить биологические эффекты радиации в глубоком космосе с аналогичными измерениями, проводимыми на Земле и на МКС. ^[1]^[4]

Космический корабль

Космический корабль Biosentinel будет представлять собой формата CubeSat автобус высотой 6U , с внешними размерами 10 см × 20 см × 30 см и массой около 14 кг (31 фунт). ^[1]^[3]^[4]^[10]^[11] орбиту , сопровождающую Землю При запуске BioSentinel находится на второй ступени ракеты-носителя, с которой он выводится на траекторию облета Луны и на гелиоцентрическую .

Из общего объема 6 единиц 4 будут содержать научную полезную нагрузку, включая дозиметр радиации и специальный трехцветный спектрометр для каждой скважины; В 0,5U будет размещена ADCS (подсистема определения и управления ориентацией), в 0,5U — авионика EPS (система электропитания) и C&DH (обработка команд и данных), а в 1U — блок подруливающего устройства управления ориентацией , который будет напечатан на 3D-принтере. все в одном корпусе: топливные баки для холодного газа (DuPont R236fa ), магистрали и семь форсунок. Использование 3D-печати также позволяет оптимизировать пространство для увеличения хранения пороха (165 граммов). ^[8]). ^[12] Тяга каждого сопла составляет 50 мН , а удельный импульс 31 секунда. ^[12] Система управления ориентацией разрабатывается и изготавливается Технологическим институтом Джорджии .

Электроэнергия будет генерироваться развертываемыми солнечными панелями мощностью 30 Вт , а телекоммуникации будут опираться на транспондер Iris в X-диапазоне . ^[1]

Космический корабль разрабатывается Исследовательским центром Эймса НАСА (AMR) в сотрудничестве с Лабораторией реактивного движения НАСА (JPL), Космическим центром НАСА имени Джонсона (JSC), Центром космических полетов НАСА имени Маршалла (MSFC) и штаб-квартирой НАСА . ^[1]^[3]

См. также

Десять спутников CubeSat, летающих в рамках Artemis 1 миссии

Near-Earth Asteroid Scout от НАСА представлял собой космический корабль с солнечным парусом , который планировалось встретить околоземный астероид (провал миссии).
BioSentinel — астробиологическая миссия
ЛунИР компании Lockheed Martin Space
Lunar IceCube , Государственный университет Морхеда.
CubeSat для солнечных частиц (CuSP)
Лунный полярный водородный картограф (LunaH-Map), разработанный Университетом штата Аризона.
EQUULEUS , представлено JAXA и Токийским университетом.
OMOTENASHI , представленный JAXA, был лунным кораблем (миссия провалилась).
ArgoMoon , разработанный Argotec и координируемый Итальянским космическим агентством (ASI).
Team Miles , компания Fluid and Reason LLC, Тампа, Флорида.

Три миссии CubeSat удалены из Artemis 1

Лунный фонарик нанесет на карту обнаженный водяной лед на Луне
Цислунарные исследователи , Корнелльский университет , Итака, Нью-Йорк
Исследователь побега с Земли (CU-E ³), Университет Колорадо в Боулдере

Астробиологические миссии

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я Рикко, Тони (2014). «BioSentinel: эксперимент по повреждению и восстановлению ДНК за пределами низкой околоземной орбиты» (PDF) . Исследовательский центр Эймса НАСА. Архивировано из оригинала (PDF) 25 мая 2015 года . Проверено 12 марта 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
^ Jump up to: ^а ^б Рулетка, Джоуи; Горман, Стив (16 ноября 2022 г.). «Миссия НАСА следующего поколения «Артемида» отправляется на Луну в дебютном испытательном полете» . Рейтер . Проверено 16 ноября 2022 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и «NASA TechPort — Проект BioSentinel» . НАСА . Проверено 19 ноября 2015 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час Колдуэлл, Соня (15 апреля 2019 г.). «БиоСентинел» . НАСА. Архивировано из оригинала 13 июня 2017 года . Проверено 9 марта 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
^ «НАСА расширяет миссию BioSentinel по измерению радиации в глубоком космосе» . НАСА.gov . 8 августа 2023 г. Проверено 8 августа 2023 г.
^ Кларк, Стивен (12 октября 2021 г.). «Конструкция-адаптер с 10 спутниками CubeSat, установленными на вершине лунной ракеты Артемида» . Космический полет сейчас . Проверено 23 октября 2021 г.
^ Кларк, Стивен (8 апреля 2015 г.). «НАСА добавляет к списку CubeSat, летающих в рамках первой миссии SLS» . Космический полет сейчас . Проверено 9 марта 2021 г.
^ Jump up to: ^а ^б Уго Санчес (20 апреля 2016 г.). «BioSentinel: Разработка радиационного биосенсора для измерения повреждений и восстановления ДНК за пределами низкой околоземной орбиты на наноспутнике высотой 6U» (PDF) . НАСА . Проверено 12 марта 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
^ «BioSentinel: обеспечение биологических исследований в масштабе CubeSat за пределами низкой околоземной орбиты» (PDF) . НАСА. 26 мая 2015 г. Архивировано из оригинала (PDF) 26 мая 2015 г. . Проверено 12 марта 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
^ Кребс, Гюнтер (18 мая 2020 г.). «БиоСентинел» . Космическая страница Гюнтера . Проверено 9 марта 2021 г.
^ Кребс, Гюнтер (18 мая 2020 г.). «СВА-Скаут» . Проверено 9 марта 2021 г.
^ Jump up to: ^а ^б Терри Стивенсон, Гленн Лайтси (2017). «Проектирование и характеристика напечатанного на 3D-принтере двигателя ориентации для межпланетного спутника CubeSat высотой 6U» . Технологический институт Джорджии . Проверено 12 марта 2021 г.

Внешние ссылки

Информационный бюллетень BioSentinel в НАСА

[Bio2014-1] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я Рикко, Тони (2014). «BioSentinel: эксперимент по повреждению и восстановлению ДНК за пределами низкой околоземной орбиты» (PDF) . Исследовательский центр Эймса НАСА. Архивировано из оригинала (PDF) 25 мая 2015 года . Проверено 12 марта 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .

[reuters_1-2] Jump up to: ^а ^б Рулетка, Джоуи; Горман, Стив (16 ноября 2022 г.). «Миссия НАСА следующего поколения «Артемида» отправляется на Луну в дебютном испытательном полете» . Рейтер . Проверено 16 ноября 2022 г.

[TechPort-3] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и «NASA TechPort — Проект BioSentinel» . НАСА . Проверено 19 ноября 2015 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .

[BioSentinel-4] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час Колдуэлл, Соня (15 апреля 2019 г.). «БиоСентинел» . НАСА. Архивировано из оригинала 13 июня 2017 года . Проверено 9 марта 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .

[5] «НАСА расширяет миссию BioSentinel по измерению радиации в глубоком космосе» . НАСА.gov . 8 августа 2023 г. Проверено 8 августа 2023 г.

[6] Кларк, Стивен (12 октября 2021 г.). «Конструкция-адаптер с 10 спутниками CubeSat, установленными на вершине лунной ракеты Артемида» . Космический полет сейчас . Проверено 23 октября 2021 г.

[7] Кларк, Стивен (8 апреля 2015 г.). «НАСА добавляет к списку CubeSat, летающих в рамках первой миссии SLS» . Космический полет сейчас . Проверено 9 марта 2021 г.

[Hugo_2016-8] Jump up to: ^а ^б Уго Санчес (20 апреля 2016 г.). «BioSentinel: Разработка радиационного биосенсора для измерения повреждений и восстановления ДНК за пределами низкой околоземной орбиты на наноспутнике высотой 6U» (PDF) . НАСА . Проверено 12 марта 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .

[Presentation-9] «BioSentinel: обеспечение биологических исследований в масштабе CubeSat за пределами низкой околоземной орбиты» (PDF) . НАСА. 26 мая 2015 г. Архивировано из оригинала (PDF) 26 мая 2015 г. . Проверено 12 марта 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .

[Gunter_BioSentinel-10] Кребс, Гюнтер (18 мая 2020 г.). «БиоСентинел» . Космическая страница Гюнтера . Проверено 9 марта 2021 г.

[Gunter2020-11] Кребс, Гюнтер (18 мая 2020 г.). «СВА-Скаут» . Проверено 9 марта 2021 г.

[Stevenson_2017-12] Jump up to: ^а ^б Терри Стивенсон, Гленн Лайтси (2017). «Проектирование и характеристика напечатанного на 3D-принтере двигателя ориентации для межпланетного спутника CubeSat высотой 6U» . Технологический институт Джорджии . Проверено 12 марта 2021 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

v т и восстановление ДНК
Эксцизионное восстановление	База эксцизионного ремонта / сайт AP ДНК-гликозилаза Урацил-ДНК-гликозилаза Поли-АДФ-рибозо-полимераза Эксцизионная нуклеотидная репарация / ERCC XPA XPB XPC XPD/ERCC2 XPE/DDB1 XPF/DDB1 XPG/ERCC5 ЭРСС1 РПА РАД23А РАД23Б Excinuclease DNA mismatch repair MLH1 MSH2
Homologous recombination	RecA RecBCD RecF pathway RecQ helicase RAD51 Sgs1 Slx4 LexA
Other pathways	Transcription-coupled repair ERCC6 ERCC8 Homology directed repair Non-homologous end joining Ku Microhomology-mediated end joining Postreplication repair Photolyase CRY1 CRY2
Regulation	SOS box SOS response
Other/ungrouped	Ogt PcrA Proliferating Cell Nuclear Antigen 8-Oxoguanine Adaptive response Meiotic recombination checkpoint DNA helicase: BLM WRN FANC proteins: core protein complex FANCA FANCB FANCC FANCE FANCF FANCG FANCL FANCM FANCD1 FANCD2 FANCI FANCJ FANCN
Category

v т и ← 2021 Орбитальные запуски в 2022 году 2023 →
January	Starlink G4-5 (49 satellites) ION-SCV 004 (LabSat, STORK-1, STORK-2, SW1FT), Capella 7, Capella 8, ICEYE X14, ICEYE X16, USA-320, USA-321, USA-322, USA-323, DEWA SAT-1, Flock 4x × 44, Kepler × 4, Lemur-2 × 5, Nepal PQ-1 Lemur-2 Krywe, STORK-3, TechEdSat-13, Unicorn-1, Unicorn-2 × 4 Shiyan 13 Starlink G4-6 (49 satellites) USA-324 / GSSAP-5, USA-325 / GSSAP-6 CSG-2
February	USA-326 Starlink G4-7 (49 satellites) Kosmos 2553 / Neitron №1 OneWeb L13 (34 satellites) EOS-04 / RISAT-1A Progress MS-19 Cygnus NG-17 (KITSUNE) Starlink G4-8 (46 satellites) Starlink G4-11 (50 satellites) Jilin-1 Gaofen-03D × 9, Jilin-1 Mofang-02A 01
March	GOES-18 / GOES-T Starlink G4-9 (47 satellites) Noor 2 Starlink G4-10 (48 satellites) SpaceBEE × 16, SpaceBEE NZ × 4 Yaogan 34-02 Soyuz MS-21 Starlink G4-12 (53 satellites) Meridian-M 10
April	ION-SCV 005 (KSF2 × 4), EnMAP, Lynk Tower 01, MP42 / Tiger-3, ÑuSat × 5, SpaceBEE × 12 Gaofen 3-03 Kosmos 2554 / Lotos-S1 №5 Axiom Mission 1 ChinaSat 6D USA-327 / NOSS-3 9A, NOSS-3 9B Starlink G4-14 (53 satellites) SpaceX Crew-4 Kosmos 2555 / EO MKA №2 Starlink G4-16 (53 satellites) Jilin-1 Gaofen-03D × 4, Jilin-1 Gaofen-04A
May	SpaceBEE × 16, SpaceBEE NZ × 8, Unicorn-2F Jilin-1 Kuanfu-01C, Jilin-1 Gaofen-03D × 7 Starlink G4-17 (53 satellites) Tianzhou 4 Jilin-1 Mofang-01A† Starlink G4-13 (53 satellites) Starlink G4-15 (53 satellites) Starlink G4-18 (53 satellites) Kosmos 2556 / Bars-M 3L Boe OFT-2 ION-SCV 006 (SBUDNIC), SHERPA AC1, Vigoride-3, ICEYE × 5, ÑuSat × 4, Lemur-2 × 5, Platform 1, PTD-3
June	Progress MS-20 Shenzhou 14 TROPICS 02†, TROPICS 04† Starlink G4-19 (53 satellites) CMS-02 or GSAT-24 Yaogan 35-02 (3 satellites) CAPSTONE
July	USA-337 Kosmos 2557 / GLONASS-K 16L Starlink G4-21 (53 satellites) Starlink G3-1 (46 satellites) Tianlian II-03 SpaceX CRS-25 (TUMnanoSAT) Starlink G4-22 (53 satellites) Starlink G3-2 (46 satellites) Wentian Starlink G4-25 (53 satellites) Yaogan 35-03 (3 satellites)
August	Kosmos 2558 / Nivelir №3 USA-335 / RASR-4 USA-336 / SBIRS GEO-6 Chinese reusable experimental spacecraft Danuri EOS-02 / Microsat-2A†, AzaadiSAT† Starlink G4-26 (52 satellites) Jilin-1 Gaofen-03D × 10, Jilin-1 Hongwai-01A × 6 Starlink G3-3 (46 satellites) Yaogan 35-04 (3 satellites) Starlink G4-27 (53 satellites) Starlink G4-23 (54 satellites) Starlink G3-4 (46 satellites)
September	Yaogan 33-02 Starlink G4-20 (51 satellites) Yaogan 35-05 (3 satellites) Eutelsat Konnect VHTS Starlink G4-2 (34 satellites) ChinaSat 1E Starlink G4-34 (54 satellites) Soyuz MS-22 KH-11 19/NROL-91 Shiyan 14, Shiyan 15 Starlink G4-35 (52 satellites) Yaogan 36-01 (3 satellites) Shiyan 16A, Shiyan 16B, Shiyan 17
October	TechEdSat-15 SES-20, SES-21 SpaceX Crew-5 Starlink G4-29 (52 satellites) Galaxy 33, Galaxy 34 GLONASS-K 17L RAISE-3†, KOSEN-2†, MAGNARO†, MITSUBA†, WASEDA-SAT-ZERO† Huanjing 2E Yaogan 36-02 (3 satellites) Hotbird 13F Starlink G4-36 (54 satellites) OneWeb L14 (36 satellites) Gonets-M × 3 Progress MS-21 Starlink G4-31 (53 satellites) Shiyan 20C Mengtian
November	LDPE-2, USA-339 / Shepherd Demonstration, USA-340, USA-341, USA-344 / USUVL Kosmos 2563 / EKS-6 Hotbird 13G MATS ChinaSat 19 Cygnus NG-18 (SpaceTuna1) NOAA-21, LOFTID Yunhai-3 01 Tianzhou 5 Galaxy 31, Galaxy 32 Yaogan 34-03 Jilin-1 Gaofen-03D × 5 Artemis 1 (ArgoMoon, BioSentinel, CuSP, EQUULEUS, LunaH-Map, Lunar IceCube, LunIR, Near-Earth Asteroid Scout, OMOTENASHI, Team Miles) Eutelsat 10B EOS-06 / Oceansat-3, Astrocast × 4 SpaceX CRS-26 Yaogan 36-03 (3 satellites) Kosmos 2564 / GLONASS-M 761 Shenzhou 15 Kosmos 2565 / Lotos-S1 №6 (Kosmos 2566) Oceansat-3
December	Gaofen 5-01A OneWeb L15 (40 satellites) Jilin-1 Gaofen-03D × 7, Jilin-1 Pingtai-01A 01 Hakuto-R Mission 1 (Rashid), Lunar Flashlight Shiyan 20A, Shiyan 20B Galaxy 35, Galaxy 36, MTG-I1 Yaogan 36-04 (3 satellites) Shiyan 21 SWOT O3b mPOWER 1, O3b mPOWER 2 Starlink G4-37 (54 satellites) Pléiades Neo 5†, Pléiades Neo 6† Gaofen 11-04 Starlink G5-1 (54 satellites) Shiyan 10-02 EROS-C3
Launches are separated by dots ( • ), payloads by commas ( , ), multiple names for the same satellite by slashes ( / ). Crewed flights are underlined. Launch failures are marked with the † sign. Payloads deployed from other spacecraft are (enclosed in parentheses).