Die 26. Commercial Resupply Mission (CRS) von SpaceX soll Ende November vom Kennedy Space Center der NASA in Florida zur Internationalen Raumstation starten. Das Dragon-Raumschiff führt wissenschaftliche Experimente und Technologiedemonstrationen durch, die den Anbau von Pflanzen im Weltraum erforschen, Nährstoffe nach Bedarf erzeugen, im Weltraum bauen und vieles mehr.
Hier sind Details zu einigen der Forschungsarbeiten, die zur Raumstation gestartet wurden:
Große Hoffnungen für kleine Tomaten
Eine kontinuierliche Quelle nahrhafter Nahrung ist für Langzeit-Explorationsmissionen unerlässlich, und die typische vorgefertigte Astronautendiät muss möglicherweise durch frische, im Weltraum produzierte Lebensmittel ergänzt werden. Forscher haben eine Pflanzenwachstumseinheit auf der Station getestet, die als bekannt ist Vegetarisch und haben erfolgreich eine Vielzahl von Blattgemüse angebaut. Gemüse-05der nächste Schritt in dieser Arbeit, konzentriert sich auf den Anbau von Zwergtomaten.
„Wir testen Tomaten und untersuchen die Auswirkungen des Lichtspektrums darauf, wie gut die Ernte wächst, wie lecker und nahrhaft die Tomaten sind und die mikrobielle Aktivität auf den Früchten und Pflanzen“, sagt Gioia Massa, NASA Life Sciences-Projektwissenschaftlerin und VEG -05 Hauptforscher. „Wir untersuchen auch die Gesamtwirkung des Anbaus, der Pflege und des Verzehrs von Feldfrüchten auf die Verhaltensgesundheit der Besatzung. All dies wird wertvolle Daten für die zukünftige Weltraumforschung liefern.“
Massa fügt hinzu, dass Tomaten frisch gegessen werden können und nahrhaft und weit verbreitet sind. Red Robin, die in der Untersuchung verwendete Zwergkirschtomatensorte, wuchs während der Bodentests gut und brachte eine große Ernte nahrhafter und schmackhafter Früchte hervor.
Diagnosen im Handumdrehen
Mondmikroskop testet ein Kit für die medizinische Diagnose während des Fluges, das ein tragbares Handmikroskop und ein kleines, in sich geschlossenes Färbegerät für Blutproben enthält. Ein Astronaut entnimmt und färbt eine Blutprobe, erhält Bilder mit dem Mikroskop und überträgt Bilder zum Boden, wo Flugchirurgen sie verwenden, um Krankheiten zu diagnostizieren und Behandlungen zu verschreiben.
„Wir haben auf der Raumstation kein schwerwiegendes klinisches Problem, aber die Besatzungsmitglieder erleben Veränderungen in ihrem Immunsystem“, sagt NASA-Immunologe und Hauptforscher Brian Crucian. „Während Weltraummissionen nehmen alle Stressoren zu und unsere Fähigkeit, uns um die Besatzung zu kümmern, wird reduziert, eine Kombination, die bestimmte klinische Risiken erhöhen könnte. Dieses Projekt soll eine diagnostische Laborkapazität schaffen, die stark miniaturisiert und mit Mikrogravitation und betrieblichen Einschränkungen kompatibel ist . Ein krankes Besatzungsmitglied könnte den Blutausstrich, die Bildgebung und die Bildübertragung innerhalb von Minuten durchführen.“
Das Kit könnte Diagnosemöglichkeiten für Besatzungsmitglieder im Weltraum oder auf der Oberfläche des Mondes oder Mars sowie die Möglichkeit bieten, Wasser, Lebensmittel und Oberflächen auf Kontamination zu testen. Die Hardware kann auch eine verbesserte medizinische Überwachung bei bevorstehenden Artemis- und Gateway-Missionen ermöglichen.
Größere Strukturen bauen
Auf der Erde verformt die Schwerkraft große Objekte wie die Balken, die beim Großbau verwendet werden. Die Mikrogravitation ermöglicht die Herstellung längerer und dünnerer Strukturen ohne diese Verformung. Extrusion demonstriert eine Technologie, die flüssiges Harz verwendet, um Formen und Gestalten zu schaffen, die auf der Erde nicht geschaffen werden können. Lichthärtendes Harz wird in vorgefertigte flexible Formen eingespritzt und eine Kamera nimmt Aufnahmen des Prozesses auf. Die Möglichkeit, diese Formulare zu verwenden, könnte den Bau von Strukturen wie Raumstationen, Solaranlagen und Ausrüstung im Weltraum ermöglichen.
„Dieses Experiment nutzt die Mikrogravitationsumgebung, um sowohl gewöhnliche als auch komplexe verzweigte Formen zu extrudieren“, sagt der Hauptforscher Ariel Ekblaw, Direktor der Space Exploration Initiative des Media Lab des Massachusetts Institute of Technology. „Unsere Methode verkürzt die Zeit für die Herstellung von Schlüsselteilen, die für den täglichen Missionseinsatz benötigt werden, und kann den zukünftigen Weltraumbau großer Strukturen wie Traversen und Antennen unterstützen. Die Extrusionsuntersuchung baut auf unseren additiven Fertigungs- und Selbstmontage-Workstreams im Weltraum auf.“
Das Weltraumforschungsinitiative unterstützt eine Reihe von Mikrogravitations- und Mondforschung in den Bereichen Wissenschaft, Technik, Kunst und Design. Das Experiment ist zusammen mit mehreren anderen Experimenten des MIT Media Lab in einer Nanoracks Black Box verpackt und wird von gesponsert ISS-Nationallabor.
Nährstoffe nach Bedarf
Die Versorgung mit angemessener Ernährung ist eine große Herausforderung für die Aufrechterhaltung der Gesundheit der Besatzung bei zukünftigen Langzeit-Weltraummissionen. Viele Vitamine, Nährstoffe und Arzneimittel haben eine begrenzte Haltbarkeit, und die Möglichkeit, solche Verbindungen nach Bedarf herzustellen, könnte dazu beitragen, die Gesundheit und das Wohlbefinden der Besatzung zu erhalten. BioNährstoffe-2 testet ein System zur Herstellung wichtiger Nährstoffe aus Joghurt, einem als Kefir bekannten fermentierten Milchprodukt und einem Getränk auf Hefebasis.
Die Untersuchung leitet die zweite Phase der fünfjährigen Untersuchung ein BioNährstoffe Programm, das vom Ames Research Center der NASA geleitet und von Game Changing Development im Space Technology Mission Directorate der NASA verwaltet wird. Das Programm begann mit dem Start von BioNährstoffe-1 im Jahr 2019. BioNutrients-2 verwendet ein kleineres System mit einem beheizten Inkubator, der das Wachstum von nützlichen Organismen fördert.
„Dieses Experiment fügt Follistatin hinzu, ein Proteintherapeutikum, das verwendet wird, um die Muskelmasse aufrechtzuerhalten, sowie die fermentierten Milchprodukte Joghurt und Kefir“, sagt der Hauptforscher John Hogan von NASA Ames. „Wir testen auch ein neues leichtes Beutelsystem für eine effektive mikrobielle Lagerung und Wachstum in der Mikrogravitation und bewerten unsere Lebensmittelsicherheitstechniken.“ Für eine dritte Untersuchung planen die Forscher, einen einzelnen Hefestamm so zu manipulieren, dass er bis zu vier Nährstoffprodukte herstellen kann.
Die Forscher arbeiten auch daran, effiziente Wege zu finden, um lokale Ressourcen zu nutzen, um Massenprodukte wie Kunststoffe, Baubindemittel und Ausgangschemikalien herzustellen. Solche Technologien sollen die Startkosten senken und die Autarkie erhöhen, wodurch der Horizont der menschlichen Erforschung erweitert wird.
Solarstrom hinzufügen
Zwei ausrollbare Solarzellen oder iROSAs wurden an Bord von SpaceX-22 gestartet und 2021 installiert. Diese Solarmodule, die sich wie ein Teppich oder eine Yogamatte mit gespeicherter kinetischer Energie ausrollen, erweitern die Energieerzeugungsfähigkeiten der Raumstation. Das zweite Set, das im Kofferraum von SpaceX-26 startet, bietet eine 20- bis 30-prozentige Leistungssteigerung für die Forschung und den Betrieb von Raumstationen.
„Die ersten beiden Arrays haben sich hervorragend bewährt“, sagt Matt Mickle, Senior Manager für Entwicklungsprojekte bei Boeing. „Die Solarzellen sind immens leistungsstärker als frühere Generationen. Wir haben geringfügige Modifikationen an der Hardware für spätere Markteinführungen vorgenommen, die die Betriebseffizienz verbessern.“
Diese Arrays, das zweite von drei Paketen, rüsten 50 % der Stromkanäle der Station auf. Die Roll-Out-Solar-Array-Technologie wurde erstmals 2017 auf der Raumstation getestet. ROSA wurde bei der NASA-DART-Asteroidenmission eingesetzt und soll dort eingesetzt werden Tor Mondaußenposten, ein wichtiger Bestandteil der Artemis-Mission der NASA. Das iROSA-Programm ist ein großartiges Beispiel für die Nutzung der Raumstation als Testgelände für die Technologie und Forschung, die für die Erforschung des Weltraums erforderlich sind.
Gravitationsübergänge erleichtern
Reisende in den Weltraum stehen alle vor dem Übergang von einem Gravitationsfeld zum anderen. Bei zukünftigen Erkundungsmissionen können Astronauten drei verschiedenen Gravitationsfeldern begegnen: der Schwerelosigkeit bei Reisen im Weltraum, der Gravitation eines anderen Planeten und der Gravitation der Erde bei ihrer Rückkehr. Diese Übergänge können die räumliche Orientierung, die Kopf-Auge- und Hand-Auge-Koordination, das Gleichgewicht und die Fortbewegung beeinträchtigen und dazu führen, dass einige Besatzungsmitglieder unter Weltraumreisekrankheit leiden.
Die Falcon Goggles-Hardware nimmt Hochgeschwindigkeitsvideos der Augen einer Person auf und liefert präzise Daten zur Augenausrichtung und zum Gleichgewicht.
„Diese Brillen könnten unsere Forscher besser über die Auswirkungen der Mikrogravitation auf Besatzungsmitglieder und ihre Fähigkeit informieren, sich an neue Schwerkraft anzupassen und zu arbeiten“, sagte Dr. Cherie Oubre, stellvertretende Flugwissenschaftlerin bei der NASA Humanforschungsprogramm. „Geräte wie dieses werden von unschätzbarem Wert sein, wenn wir darauf hinarbeiten, Astronauten auf langfristige Erkundungsmissionen zum Mond und darüber hinaus zum Mars vorzubereiten, und können auch ähnliche Technologien hier auf der Erde verbessern.“