Wissenschaftliche Ideen gibt es überall. Einige der größten Entdeckungen sind dem Herumprobieren und Herumexperimentieren mit neuen Konzepten und Ideen zu verdanken. NASA-Astronaut Don Pettit ist kein Unbekannter, wenn es um Erfindungen und Entdeckungen geht. Während seiner früheren Missionen hat Pettit an Bord der Internationalen Raumstation zu Fortschritten bei der menschlichen Weltraumforschung beigetragen, was zu mehreren veröffentlichten wissenschaftlichen Arbeiten und Durchbrüchen führte.
Pettit wird in Begleitung der Kosmonauten Alexej Owtschinin und Iwan Wagner im September 2024 zum Orbitallabor starten. Lesen Sie zur Vorbereitung auf seinen vierten Raumflug über frühere Experimente zur „Gelegenheitswissenschaft“, die Pettit in seiner Freizeit mit Materialien durchführte, die der Besatzung leicht zur Verfügung standen oder in seiner persönlichen Ausrüstung enthalten waren.
Gefrierendes Eis im Weltraum
Haben Sie schon einmal eine weiße Blase im Eis Ihrer Eiswürfelschale zu Hause bemerkt? Dabei handelt es sich um eingeschlossene Luft, die sich aufgrund der Schwerkraft an einer Stelle sammelt. Pettit nutzte dieses Wissen, den Zugang zu einem -90° Celsius kalten Gefrierschrank an Bord der Raumstation und ein offenes Wochenende, um herauszufinden, wie Wasser in der Mikrogravitation im Vergleich zu auf der Erde gefriert. Dieses Foto verwendet polarisiertes Licht, um dünnes gefrorenes Wasser und die sichtbaren Unterschiede zu dem Eis zu zeigen, das wir hier auf der Erde normalerweise gefrieren lassen, und bietet so weitere Einblicke in physikalische Konzepte in der Mikrogravitation.
NASA-Astronaut Don Pettit demonstriert, wie Oberflächenspannung, Benetzung und Behälterform den Kaffee im Weltraumbecher halten. Bildnachweis: NASA
Weltraumtasse
Die Mikrogravitation beeinflusst sogar die banalsten Aufgaben, wie das Trinken des Morgentees. Normalerweise trinken die Besatzungen Getränke aus einem speziell versiegelten Beutel mit Strohhalm. Mithilfe einer transparenten Folie über der Raumstation erfand Pettit den Prototyp des Capillary Beverage oder Space Cup. Der Becher nutzt Oberflächenspannung, Benetzung und Behälterform, um die Rolle der Schwerkraft beim Trinken auf der Erde nachzuahmen. Dadurch wird das Trinken von Getränken im Weltraum einfacher und es wird gezeigt, wie Entdeckungen an Bord der Station zum Entwurf neuer Systeme genutzt werden können.
Planetenentstehung
Pettit verwendet Materialien, die in sehr kleine Partikel zerfallen, wie Speisesalz, Zucker und Kaffee. experimentiert um die Planetenentstehung zu verstehen. Ein entscheidender früher Schritt bei der Planetenentstehung ist die Aggregation oder Verklumpung winziger Partikel, aber Wissenschaftler verstehen diesen Prozess noch nicht vollständig. Pettit legte verschiedene Partikelmischungen in Plastiktüten, füllte sie mit Luft, schüttelte die Tüten gründlich und beobachtete, dass die Partikel aufgrund eines scheinbar elektrostatischen Prozesses innerhalb von Sekunden verklumpten. Das Studium des Verhaltens winziger Partikel in der Mikrogravitation kann wertvolle Erkenntnisse darüber liefern, welche Rolle Materialzusammensetzung, Dichte und Turbulenz bei der Planetenentstehung spielen.
Orbitalbewegung
Stricknadeln aus verschiedenen Materialien kamen als persönliche Gegenstände der Besatzung an Bord der Station. Pettit lud die Nadeln elektrisch auf, indem er sie mit Papier rieb. Dann ließ er geladenes Wasser aus einer Teflonspritze ab und beobachtete, wie die Wassertropfen die Stricknadel umkreisten, was elektrostatische Umlaufbahnen in der Mikrogravitation demonstrierte. Die Studie wurde später in einer Simulation wiederholt, die den Luftwiderstand mit einbezog, und die 3D-Bewegung entsprach genau den Umlaufbahnen, die in der Demonstration der Raumstation zu sehen waren. Diese Beobachtungen könnten dem Verhalten geladener Teilchen im Magnetfeld der Erde entsprechen und sich bei der Entwicklung zukünftiger Raumfahrzeugsysteme als nützlich erweisen.
Astrofotografie
Als innovativer Fotograf hat Pettit Langzeitbelichtung, mehrere Kameras, Infrarot und andere Techniken eingesetzt, um atemberaubende Bilder der Erde und von Sternspuren aus der einzigartigen Perspektive der Raumstation zu liefern. Diese Fotos fließen in eine Datenbank ein, die Forschern zum Verständnis der sich verändernden Landschaften der Erde dient, und diese Bilder können das Interesse der Öffentlichkeit an bemannten Raumflügen wecken.