СТС-50
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( апрель 2024 г. ) |
 Модуль LM1 космической лаборатории в полезной нагрузки Колумбии отсеке , служащий лабораторией микрогравитации США. | |
| Имена | Космическая транспортная система -50 |
|---|---|
| Тип миссии | USML-1 исследование микрогравитации |
| Оператор | НАСА |
| ИДЕНТИФИКАТОР КОСПЭРЭ | 1992-034А |
| САТКАТ нет. | 22000  |
| Продолжительность миссии | 13 дней, 19 часов, 30 минут и 4 секунды |
| Пройденное расстояние | 9 200 000 км (5 700 000 миль) |
| Орбиты завершены | 221 |
| Свойства космического корабля | |
| Космический корабль | Космический шаттл Колумбия |
| Стартовая масса | 116 693 кг (257 264 фунта) |
| Посадочная масса | 103 814 кг (228 871 фунт) |
| Масса полезной нагрузки | 12 101 кг (26 678 фунтов) |
| Экипаж | |
| Размер экипажа | 7 |
| Члены | |
| Начало миссии | |
| Дата запуска | 25 июня 1992 г., 16:12:23 UTC (12:12:23 по восточному времени ) |
| Запуск сайта | Кеннеди , LC-39A |
| Подрядчик | Роквелл Интернэшнл |
| Конец миссии | |
| Дата посадки | 9 июля 1992 г., 11:42:27 UTC (7:42:27 по восточному времени) |
| Посадочная площадка | Кеннеди, взлетно-посадочная полоса 33 SLF |
| Орбитальные параметры | |
| Справочная система | Геоцентрическая орбита |
| Режим | Низкая околоземная орбита |
| Высота перигея | 302 км (188 миль) |
| Высота апогея | 309 км (192 миль) |
| Наклон | 28.46° |
| Период | 90,60 минут |
| Инструменты | |
| |
 Нашивка миссии СТС-50  Слева направо: Бейкер , Бауэрсокс , Данбар , Ричардс , Мид , Трин и ДеЛукас. | |
STS-50 (Лаборатория микрогравитации-1 США) — НАСА « миссия космического корабля Шаттл» , 12-я миссия орбитального аппарата «Колумбия» . Колумбия приземлилась в Космическом центре Кеннеди впервые из-за плохой погоды на базе ВВС Эдвардс, вызванной остатками урагана Дарби . [1] [2]
Экипаж
[ редактировать ]| Позиция | Астронавт | |
|---|---|---|
| Командир | Ричард Н. Ричардс Третий космический полет | |
| Пилот | Кен Бауэрсокс  Первый космический полет | |
| Специалист миссии 1 Командир полезной нагрузки | Бонни Дж. Данбар Третий космический полет | |
| Специалист миссии 2 Бортинженер | Эллен С. Бейкер  Второй космический полет | |
| Специалист миссии 3 | Карл Дж. Мид Второй космический полет | |
| Специалист по полезной нагрузке 1 | Лоуренс Дж. ДеЛукас Только космический полет Университет Алабамы в Бирмингеме [3] | |
| Специалист по полезной нагрузке 2 | Юджин Х. Трин Только космический полет Лаборатория реактивного движения [3] | |
| Член Синей команды Член Красной команды | ||
| Позиция | Астронавт | |
|---|---|---|
| Специалист по полезной нагрузке 1 | Джозеф М. Прал | |
| Специалист по полезной нагрузке 2 | Альберт Сакко | |
Астронавты были разделены на красную и синюю команды, чтобы обеспечить круглосуточное наблюдение за экспериментами. [4]
Назначение мест экипажа
[ редактировать ]| Сиденье [5] | Запуск | Посадка |  Места 1–4 находятся в кабине экипажа. Места 5–7 находятся на средней палубе. |
|---|---|---|---|
| 1 | Ричардс | ||
| 2 | Бауэрсокс | ||
| 3 | Данбар | Мид | |
| 4 | Бейкер | ||
| 5 | Мид | Данбар | |
| 6 | ДеЛукас | ||
| 7 | Трин | ||
Основные моменты миссии
[ редактировать ]Лаборатория микрогравитации-1 США представляла собой космическую лабораторию , которая включала эксперименты в области материаловедения, физики жидкостей и биотехнологий. Это был первый полет космического корабля «Шаттл» с аппаратурой Extended Duration Orbiter (EDO), которая позволяла увеличить продолжительность полета.
Основной полезной нагрузкой была американская Лаборатория микрогравитации-1 (USML-1), совершившая свой первый полет. Он имел герметичный модуль Spacelab. USML-1 был первым в запланированной серии полетов, призванных продвинуть американские исследования микрогравитации в нескольких дисциплинах. Были проведены следующие эксперименты: печь для выращивания кристаллов (CGF); Модуль физики капель (DPM); Эксперименты по конвекции, вызванной поверхностным натяжением (STDCE); выращивание кристаллов цеолита (ZCG); рост белковых кристаллов (PCG); Перчаточный бокс (GBX); Система измерения космического ускорения (SAMS); Универсальный биотехнологический аппарат (GBA); Астрокультура-1 (АСЦ); Медицинский проект орбитального корабля увеличенной продолжительности (EDOMP); Эксперимент по горению твердой поверхности (SSCE). Вторичными экспериментами были: исследования в области переработки полимерных мембран (IPMP); Радиолюбительский эксперимент «Шаттл» (SAREX-II); и прибор для измерения ультрафиолетового шлейфа (UVPI). [6]
Основные достижения миссии
[ редактировать ]- Завершен первый специализированный полет Лаборатории микрогравитации-1 США, заложивший основу для научных операций на космической станции «Свобода» .
- Провел 31 эксперимент по микрогравитации в пяти основных областях: гидродинамика, рост кристаллов, наука о горении, биология и демонстрация технологий.
- Представлено несколько новых экспериментальных установок по микрогравитации для нескольких пользователей и нескольких полетов (включая печь для выращивания кристаллов, модуль физики капель и эксперимент с конвекцией, управляемой поверхностным натяжением).
- Продемонстрировал эффективность интерактивных научных операций между членами экипажа и учеными на земле для оптимизации отдачи от науки.
- Завершен самый длительный период роста кристаллов белка в программе «Спейс Шаттл».
- Проводил итерационные эксперименты по выращиванию кристаллов, в которых химический состав изменялся на основе микроскопических наблюдений за процессами роста.
- Завершил самый продолжительный на тот момент полет космического корабля "Шаттл" (13 дней 19 часов 30 минут) и первый полет на орбитальном аппарате увеличенной продолжительности (EDO) в рамках программы "Спейс шаттл" .
- Продемонстрирована универсальность нового перчаточного бокса (GBX) для взаимодействия членов экипажа с многочисленными экспериментами для достижения максимальной науки.
Шаттл «Колумбия» вышел на орбиту, совершив самый длинный полет в истории. «Колумбия» приземлилась почти 14 дней спустя, вернувшись с данными и образцами, собранными в ходе важного набора экспериментов по микрогравитации. Миссия шаттла STS-50 доставила в космос первую лабораторию микрогравитации-1 США (USML-1), где провела длительные эксперименты по микрогравитации. Микрогравитация — это гравитационное ускорение, незначительное по сравнению с гравитационным притяжением на . поверхности Земли Благодаря действию свободного падения (например, космического корабля "Шаттл", вращающегося вокруг Земли), локальные эффекты гравитации значительно уменьшаются, создавая тем самым среду микрогравитации.
Во время расширенной миссии Колумбии члены экипажа ученых, работающие внутри длинного модуля Spacelab , находящегося в отсеке полезной нагрузки Колумбии , провели более 30 исследований и испытаний в условиях микрогравитации. Чтобы максимизировать научную отдачу от миссии, эксперименты проводились круглосуточно. Исследования подпадали под пять основных областей науки о микрогравитации: гидродинамика (изучение того, как жидкости и газы реагируют на приложение или отсутствие различных сил), материаловедение (изучение затвердевания материалов и роста кристаллов), наука о горении (исследования изучение процессов и явлений горения), биотехнология (изучение явлений, связанных с продуктами, полученными из живых организмов), а также демонстрация технологий, целью которых было доказать экспериментальные концепции для использования в будущих миссиях «Шаттлов» и на космической станции «Фридом» .
На USML-1 были запущены три новых крупных экспериментальных объекта: печь для выращивания кристаллов, аппарат для экспериментов по конвекции, управляемой поверхностным натяжением, и модуль физики капель. Дополнительным новым оборудованием в этом полете был универсальный перчаточный ящик , который позволял «практически» проводить небольшие эксперименты, изолируя экипаж от задействованных жидкостей , газов или твердых тел. Некоторые из экспериментов USML-1 описаны ниже.
Космические эксперименты
[ редактировать ]
Печь для выращивания кристаллов (CGF) — это установка многоразового использования для исследования роста кристаллов в условиях микрогравитации. Он способен автоматически обрабатывать до шести крупных образцов при температуре до 1600 °C (2910 °F). Дополнительные образцы могут быть обработаны при ручной замене образцов. два метода выращивания кристаллов: направленная кристаллизация На USML-1 использовались и транспорт пара. Анализируя состав и атомную структуру кристаллов, выращенных без доминирующего влияния гравитации, ученые смогут понять корреляцию между потоками жидкости во время затвердевания и дефектами в кристалле. CGF проработал 286 часов и обработал семь образцов, что на три больше запланированного, включая два арсенида галлия полупроводниковых кристалла . Кристаллы арсенида галлия используются в быстродействующих цифровых интегральных схемах, оптоэлектронных интегральных схемах и твердотельных лазерах . Члены экипажа смогли обмениваться образцами, используя специально разработанный гибкий перчаточный бокс для проведения дополнительных экспериментов.
Эксперимент по конвекции, вызванной поверхностным натяжением (STDCE), был первым космическим экспериментом, в котором использовались современные инструменты для получения количественных данных о потоках, вызванных поверхностным натяжением, на поверхности жидкостей в широком диапазоне переменных в условиях микрогравитации. Очень небольшие разницы температур на поверхности достаточны для создания тонких потоков жидкости на поверхности жидкостей. Такие потоки, называемые « термокапиллярными », существуют на жидких поверхностях Земли. Однако термокапиллярные течения на Земле очень трудно изучать, поскольку они часто маскируются гораздо более сильными потоками, обусловленными плавучестью. В условиях микрогравитации потоки, вызванные плавучестью, значительно уменьшаются, что позволяет изучить это явление. STDCE провел первые наблюдения термокапиллярного течения в жидкости с искривленной поверхностью и продемонстрировал, что поверхностное натяжение является мощной движущей силой движения жидкости.
Модуль физики капель (DPM) позволял изучать жидкости без вмешательства контейнера. Жидкости на Земле принимают форму сосуда, в котором они находятся. Кроме того, материалы, из которых состоит контейнер, могут химически загрязнять исследуемые жидкости. DPM использует акустические (звуковые) волны для позиционирования капли в центре камеры. Изучая капли таким образом, у ученых есть возможность проверить основные теории физики жидкостей в области нелинейной динамики, капиллярных волн и реологии поверхности (изменения формы и течения вещества). Члены экипажа, манипулируя звуковыми волнами, смогли вращаться, колебаться, сливаться и даже разделять капли. В ходе другого испытания членам экипажа удалось создать первую составную каплю, каплю в капле, чтобы исследовать процесс, который в конечном итоге можно будет использовать для инкапсуляции живых клеток в полупроницаемую мембрану для использования в медицинских процедурах трансплантации.
Перчаточный бокс (GBX), возможно, оказался самым универсальным новым оборудованием космической лаборатории, представленным за последние несколько лет. Перчаточный ящик дает членам экипажа возможность манипулировать множеством различных видов испытательной деятельности, демонстраций и материалов (даже токсичных, раздражающих или потенциально инфекционных), не вступая с ними в прямой контакт. GBX имеет смотровое окно (окно) в чистое рабочее пространство, встроенные перчатки для манипуляций с образцами и оборудованием, систему отрицательного давления воздуха, систему фильтров и входную дверь для передачи материалов и экспериментов на работу и обратно. область. Перчаточный бокс в основном использовался для выборочного смешивания кристаллов белка и наблюдения за их ростом. Перчаточный ящик позволял членам экипажа периодически менять состав для оптимизации роста — впервые в космосе. Другие испытания, проведенные внутри перчаточного бокса, включали исследования пламени свечи , вытягивания волокон, рассеивания частиц, поверхностной конвекции в жидкостях и границ раздела жидкость/контейнер. Всего внутри перчаточного бокса было проведено шестнадцать испытаний и демонстраций. Перчаточный ящик также давал членам экипажа возможность выполнять резервные операции на универсальном биотехнологическом аппарате, которые не были запланированы.
Еще одним экспериментом Spacelab стал Generic Bioprocessing Apparatus (GBA), устройство для обработки биологических материалов. GBA обработал 132 отдельных эксперимента объемом в несколько миллилитров. Аппарат изучал живые клетки, микроорганизмы, используемые при экологической переработке отходов, а также развитие яиц артемии и ос, а также другие биомедицинские тестовые модели, которые используются в исследованиях рака. Один изученный образец, липосомы, состоит из сферических структур, которые можно использовать для инкапсуляции фармацевтических препаратов. Если этот биологический продукт удастся правильно сформировать, его можно будет использовать для доставки лекарства в определенную ткань организма, например, в опухоль.
Прибор системы измерения космического ускорения (SAMS) измерял условия низкого уровня ускорения (так называемые микрогравитации), с которыми столкнулись эксперименты по микрогравитации во время миссии. Эти данные имеют неоценимое значение для ученых, поскольку они позволяют выяснить, вызваны ли эффекты, наблюдаемые в их экспериментальных данных, внешними возмущениями или нет. Приборы SAMS участвовали более чем в двадцати полетах «Шаттлов», 3,5 года на «Мире» , а новая версия в настоящее время (2006 г.) находится на Международной космической станции .
Эксперименты по микрогравитации на средней палубе
[ редактировать ]В то время как большинство экспериментов STS-50 проводилось в Лаборатории микрогравитации-1 США (USML-1), другие проводились на « Колумбии » средней палубе . В эксперименты на средней палубе были включены исследования роста белковых кристаллов, астрокультуры и роста кристаллов цеолита.
Эксперимент по выращиванию белковых кристаллов совершил четырнадцатый полет шаттла, но USML-1 стал первым случаем, когда члены экипажа смогли оптимизировать условия роста с помощью перчаточного бокса. Было отобрано около 300 образцов 34 типов белков, включая комплекс обратной транскриптазы ВИЧ ( фермент , который является химическим ключом к репликации СПИДа) и фактор D (важный фермент в иммунной системе человека). Около 40% доставленных белков будет использовано для рентгеноструктурных исследований. Увеличенный размер и урожайность можно объяснить увеличенным временем выращивания кристаллов, обеспечиваемым этой миссией. Ученые на местах будут использовать рентгеновскую кристаллографию для изучения каждого белка трехмерной структуры , которая, если ее определить, может помочь контролировать активность каждого белка посредством рационального дизайна лекарств.
Эксперимент Astrocultural оценивал систему подачи воды, которая будет использоваться для поддержки роста растений в условиях микрогравитации. Рост растений в космосе рассматривается как возможный метод обеспечения пищи , кислорода , очищенной воды и удаления углекислого газа для длительного проживания человека в космосе. Поскольку жидкости ведут себя в условиях микрогравитации иначе, чем на Земле, системы полива растений, используемые на Земле, плохо адаптируются к использованию микрогравитации.
В эксперименте по выращиванию кристаллов цеолита было обработано 38 отдельных образцов, которые были смешаны в перчаточном боксе. Кристаллы цеолита используются для очистки биологических жидкостей, в качестве добавок к стиральным порошкам и при очистке отходов.
Орбитальный аппарат увеличенной продолжительности действия (EDO)
[ редактировать ]
STS-50 ознаменовал не только первый полет Лаборатории микрогравитации-1 США (USML-1), но и первый полет орбитального корабля увеличенной продолжительности . Чтобы подготовиться к долгосрочным (месяцам) исследованиям микрогравитации на борту космической станции «Свобода», ученым и НАСА необходим практический опыт управления все более длительными сроками проведения своих экспериментов. Спейс шаттл обычно обеспечивает от недели до десяти дней микрогравитации. Благодаря комплекту Extended Duration Orbiter орбитальный корабль космического корабля «Колумбия» оставался на орбите почти 14 дней, а будущие миссии с «Колумбией» могут длиться до месяца. В комплект входят дополнительные резервуары с водородом и кислородом для производства энергии, дополнительные резервуары с азотом для атмосферы кабины и улучшенная система регенерации для удаления углекислого газа из воздуха в кабине.
Одним из практических аспектов более длительного пребывания в космосе станет необходимость поддержания здоровья и работоспособности членов экипажа. Во время STS-50 члены экипажа провели биологические испытания в рамках медицинского проекта ОКБ. Во время полета члены экипажа измеряли свое артериальное давление и частоту сердечных сокращений, а также брали пробы атмосферы в салоне. Они также оценили устройство отрицательного давления нижней части тела (LBNP) как контрмеру нормальному сокращению жидкости в организме, которое происходит в космосе. Если бы благотворное воздействие LBNP могло длиться 24 часа, это улучшило бы работу членов экипажа при входе в атмосферу и приземлении.
Другие полезные нагрузки
[ редактировать ]Члены экипажа STS-50 также управляли радиолюбительским экспериментом «Шаттл» (SAREX). В ходе эксперимента члены экипажа смогли связаться с радиолюбителями , копией полинезийского парусного судна в Тихом океане и некоторыми школами по всему миру. Возможно, это был первый раз, когда астронавты получили любительское телевизионное видео от радиолюбительской станции (W5RRR) в Космическом центре Джонсона (JSC).
Эксперимент «Исследования по переработке полимерных мембран» (IPMP) ранее проводился в шести миссиях «Шаттла». Его используют для изучения формирования полимерных мембран в условиях микрогравитации с целью улучшения их качества и использования в качестве фильтров в биомедицинских и промышленных процессах.
Знаки отличия миссии
[ редактировать ]На эмблеме миссии изображен космический челнок в типичном для условий микрогравитации положении полета . Баннер USML простирается от отсека полезной нагрузки, в котором находится модуль Spacelab с текстом «мкг» — символом микрогравитации. И звезды, и полосы на буквах USML, а также выделенные Соединенные Штаты на Земле под шаттлом отражают тот факт, что это была общеамериканская научная миссия.
Столкновения с обломками и микрометеороидами
[ редактировать ]Орбитальная позиция Колумбии «стоя», хотя и идеальна для экспериментов с микрогравитацией, была очень далека от оптимальной с точки зрения уязвимости D&M (обломков и микрометеороидов ). Орбитальный аппарат получил 40 ударов радиационных обломков, удары по восьми окнам и три удара по передним кромкам углеродно-углеродного крыла. [7]
См. также
[ редактировать ]
- Список полетов человека в космос
- Список миссий космического корабля "Шаттл"
- Очерк космической науки
- Космический шаттл
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «СТС-50» . Архивировано из оригинала 16 февраля 2010 года . Проверено 8 февраля 2022 г.
В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе . - ^ «Предварительный отчет об урагане Дарби» . НОАА. 9 августа 1992 года . Проверено 8 февраля 2022 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ Jump up to: а б Макдауэлл, Джонатан (май 2002 г.). «Краткое содержание СТС-50» (PDF) . Проверено 31 июля 2024 г.
- ^ Эванс, Бен (17 июня 2017 г.). « «Сделать жизнь как можно лучше»: 25 лет с тех пор, как STS-50 растянул космический шаттл» . АмерикаКосмос . Проверено 31 июля 2024 г.
- ^ «СТС-50» . Космические факты . Проверено 4 марта 2014 г.
- ^ «СТС-50» . НАСА .
- ^ Янг, Джон В. (16 сентября 2012 г.). «22». Вечно молодой: жизнь, полная приключений в воздухе и космосе . Университетское издательство Флориды. п. 432. ИСБН 978-0813042091 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Краткое изложение миссии НАСА. Архивировано 16 февраля 2010 г. в Wayback Machine.
- Основные моменты видео STS-50. Архивировано 15 июля 2014 г. в Wayback Machine.
Космический шаттл Колумбия (ОВ-102) |
|---|
