Lazerler, Yerçekimi Dalgaları ve Uzay Biyolojisi Serbest Bırakıldı

SpaceX‘nin ISS’ye yaklaşan CRS misyonu, lazer iletişimi, atmosferik dalgalar, uzay uçuşunun sağlık üzerindeki etkileri, su filtreleme ve solunum yoluyla ilaç dağıtımı üzerine deneyleri içerecek.

SpaceX’in 29’uncu ticari ikmal hizmetleri (CRS) misyonu NASA gelişmiş optik iletişim ve atmosferik dalgaların ölçümü çalışmaları da dahil olmak üzere bilimsel deneyler ve teknoloji gösterileri gerçekleştirir. Mürettebatsız SpaceX Dragon uzay aracının Dünya’ya fırlatılması planlanıyor. Uluslararası Uzay istasyonu (ISS) 5 Kasım’dan önce NASA’nın Florida’daki Kennedy Uzay Merkezi’nden.

İşte yörüngedeki laboratuvara başlatılan araştırmalardan bazılarının ayrıntıları:

NASA’nın ILLUMA-T yükü, lazer sinyalleri üzerinden LCRD ile iletişim kuruyor. Kredi bilgileri: NASA/Dave Ryan

Uzaydan Lazer İletişimi

NASA’nın ILLUMA-T Araştırma, uzay istasyonunda gelişmiş veri iletişim yetenekleri sağlamak için teknolojiyi test ediyor. İstasyonun dış kısmına monte edilen bir terminal, ajansın Dünya çevresinde eş zamanlı yörüngede bulunan Lazer İletişim Aktarma Gösterimi (LCRD) sistemine yüksek çözünürlüklü bilgi göndermek için lazer veya optik iletişim kullanıyor. LCRD daha sonra verileri Haleakala, Hawaii ve Table Mountain, Kaliforniya’daki optik yer istasyonlarına ışınlıyor.

Sistem, görünmez kızılötesi ışık kullanıyor ve geleneksel radyo frekansı sistemlerine göre daha yüksek veri hızlarında bilgi gönderip alabiliyor, bu da tek bir iletimde uzay istasyonuna daha fazla görüntü ve video gönderilmesini mümkün kılıyor. ILLUMA-T gösterisi aynı zamanda Ay’ın yörüngesinde dönen uzay araçlarına lazer iletişim terminalleri yerleştirmenin yolunu da açıyor. Mars.

NASA’nın Uluslararası Uzay İstasyonuna gidecek olan ILLUMA-T yükü, ajansın Greenbelt, Maryland’deki Goddard Uzay Uçuş Merkezinde montaj ve test aşamasındadır. ILLUMA-T, bir röle bağlantısı aracılığıyla alçak Dünya yörüngesinden yere iki farklı veri aktarım hızını göstermektedir. Bağlantılar, gerçek zamanlı veri akışı sağlamak veya büyük toplu veri aktarımları için kullanılabilir. Kredi bilgileri: NASA

ILLUMA-T ve LCRD, NASA’nın ilk iki yönlü lazer iletişim aktarma sistemini yaratıyor. Lazer iletişimi, çoğu uzay tabanlı misyonun şu anda Dünya’ya ve Dünya’dan veri göndermek için kullandığı radyo frekansı sistemlerini destekleyebilir. NASA’nın Greenbelt, Maryland’deki Goddard Uzay Uçuş Merkezi’ndeki ILLUMA-T proje yöneticisi vekili Glenn Jackson’a göre, lazer sistemleri daha küçük, daha hafif ve radyo sistemlerinden daha az güç kullanıyor. Daha küçük boyut, bilim aletleri için daha fazla yer açar, daha hafif olması, fırlatma maliyetlerini azaltır ve daha düşük güç kullanımı, uzay aracı pillerinin daha az tükenmesine neden olur.

NASA Goddard tarafından, NASA’nın Houston’daki Johnson Uzay Merkezi ve Massachusetts Teknoloji Enstitüsü Lincoln Laboratuvarı ile ortaklaşa yönetilen ILLUMA-T, Washington’daki NASA Genel Merkezindeki Uzay İletişimi ve Navigasyon (SCaN) programı tarafından finanse edilmektedir.

Sanatçının küresel mezosferik yerçekimi dalgalarının özelliklerini haritalandıran AWE izlenimi. Kredi bilgileri: NASA

Atmosferdeki Dalgaları İzlemek

NASA’nın Atmosfer Dalgaları Deneyi (AWE) atmosferik yerçekimi dalgalarının (AGW’ler) özelliklerini, dağılımını ve hareketini ölçmek için bir kızılötesi görüntüleme cihazı kullanır. Bu dalgalar, suya bir taşın düşürülmesiyle oluşan dalgalara benzer şekilde, hava bozulduğunda Dünya’nın atmosferinde yuvarlanır.

Colorado Boulder Üniversitesi’nden ortak araştırmacı Jeff Forbes, “Atmosferik yerçekimi dalgaları, iklim sistemi içinde enerji ve momentumun taşınmasına yönelik mekanizmalardan biridir ve iklimi ve onun evrimini tanımlamada rol oynarlar” diyor. Bu dalgaların kaynakta nispeten küçük olduğunu, ancak irtifalarda arttığını ve potansiyel olarak daha düşük irtifalarda kolayca gözlemlenemeyen iklim değişikliklerine işaret ettiğini açıklıyor. Bu araştırmanın atmosferik dolaşımdaki fiziksel süreçlere ilişkin uzun vadeli gözlemleri, AGW’lere ilişkin anlayışı artırabilir ve Dünya’nın atmosferi, hava durumu ve iklimine ilişkin anlayışı geliştirebilir.

Bilim adamları, Uzay Dinamiği Laboratuvarı tesislerinde temiz bir odada fırlatılmak üzere AWE’nin optik düzeneğini hazırlıyor. Kredi: Uzay Dinamiği Laboratuvarı/Allison Bills

Araştırmacılar ayrıca AGW’lerin, güneş rüzgarı da dahil olmak üzere Güneş Sistemi içindeki değişen koşulları ifade eden uzay havasına nasıl katkıda bulunduğunu da inceliyorlar. Uzay havası, uzay ve yer tabanlı iletişimleri, navigasyonu ve izleme sistemlerini etkiler. Bilim adamları, AGW’lerin uzay havasını tam olarak nasıl etkilediği hakkında çok az şey biliyor ve bu araştırma, bu bilgi boşluklarını doldurmaya yardımcı olabilir. Sonuçlar, uzay havasının etkilerini hafifletecek yolların geliştirilmesini destekleyebilir.

Uzay istasyonu, yüksekliği, coğrafi konumu ve zaman kapsamı dikkate alındığında araştırma için ideal bir platform sağlıyor.

Utah Eyalet Üniversitesi İnovasyon Kampüsü’ndeki Uzay Dinamiği Laboratuvarı (SDL) tesislerinde temiz bir odada bulunan Atmosfer Dalgaları Deneyi (AWE) Optik Mekanik Düzeneği. Kredi bilgileri: SDL/Allison Bills

Forbes, “AWE, uzayın kenarındaki yerçekimi dalgalarının ilk küresel ölçümlerini yapan öncü bir araştırmadır” diyor. “Bu, atmosferdeki dalgaları ve bunların Dünya’ya yakın uzay havasına katkılarını anlamada ileriye doğru atılmış önemli bir adımdır.”

Atmosfer Dalgaları Deneyi, NASA’nın NASA Genel Merkezindeki Bilim Misyonu Direktörlüğü adına Goddard tarafından yönetilmektedir.

Uzay İstasyonuna Daha Fazla Bilim Gidiyor

Bir yumurtalık dokusu bölümü çeşitli foliküler tipleri gösterir. (Kadın Üreme Sağlığı: Uzay Uçuşunun Neden Olduğu Yumurtalık ve Östrojen Sinyal Disfonksiyonu, Adaptasyonu ve İyileşmesi) Kemirgen Araştırması-20 (RR-20) araştırması, mikro yerçekiminde dişi farelerde yumurtalık fonksiyonunu, Dünya’ya dönüşün ardından doğurganlığı ve uzay uçuşunun etkisini değerlendiriyor gelecek nesilde. Görüntü Kansas Üniversitesi Tıp Merkezi’nin izniyle. Kredi bilgileri: NASA

Uzay Uçuşuna Bağlı Yumurtalık ve Östrojen Sinyal Disfonksiyonu, Adaptasyonu ve İyileşmesi NASA’nın Biyolojik ve Fiziksel Bilimler Bölümü tarafından desteklenen bir temel bilim araştırmasıdır. Uzay uçuşunun, beslenmenin ve çevresel streslerin yumurtlamanın kontrolü üzerindeki birleşik etkilerini ve bunun sonucunda iskelet üzerinde ortaya çıkan etkileri daha iyi anlamayı amaçlayan önceki mikro yerçekimi çalışmalarını ilerletiyor. Bu çalışmanın sonuçları, stresin yumurtlama üzerindeki etkilerini tanımlamaya ve tedavi etmeye ve Dünya’daki kemik sağlığını iyileştirmeye yardımcı olabilir.

Aquaporin Inside® HFFO Modülü (Aquamembrane-3) donanımının Kirletici Madde Reddinin Test Edilmesi, tam su geri kazanım sistemi için temel parametreler olan membranın su akışını ve mikro yerçekiminde kirlenme reddini ölçmek için üç ayrı ve paralel sistemden oluşur. Bu resimde deney donanımının tamamı gösterilmektedir. Kredi bilgileri: NASA

Aquamembran-3ESA’dan bir araştırma (Avrupa Uzay Ajansı), uzay istasyonunda su geri kazanımı için kullanılan çoklu filtreleme yataklarının Aquaporin İç Membranı (AIM) olarak bilinen bir tür membranla değiştirilmesine ilişkin değerlendirmelere devam ediyor. Bunlar, suyu daha az enerji kullanarak daha hızlı filtrelemek için akuaporinler olarak bilinen biyolojik hücrelerde bulunan proteinleri içeren zarlardır.

AIM teknolojisinin 2015 yılındaki ilk testleri, mikro yerçekiminde membranlarla su filtrelemenin mümkün olduğunu gösterdi ve bu takip testi, membranların uzay istasyonu atık suyundaki kirletici maddeleri ne kadar etkili bir şekilde ortadan kaldırdığını gösterebilir. Sonuçlar, tam ve tam ölçekli membran bazlı su geri kazanım sisteminin geliştirilmesini ilerletebilir, su geri kazanımını geliştirebilir ve uzay istasyonuna fırlatılması gereken malzeme miktarını azaltabilir. Bu su filtreleme teknolojisi aynı zamanda Dünya üzerindeki askeri ve acil durum ayarları gibi zorlu ortamlarda ve uzak konumlardaki merkezi olmayan su sistemlerinde de uygulamalara sahip olabilir.

Matthew Vellone, sistemin Uluslararası Uzay İstasyonuna uçacak ilk prototipini çalıştırırken Trinh Huynh, araştırmanın bir videosunu kaydediyor. Gaucho Lung araştırması, solunum sıkıntısı sendromuna yönelik tedavi programları hakkında daha fazla bilgi edinmek ve yeni kontaminasyon kontrol stratejileri geliştirmek için jel kaplı tüpler içindeki sıvı taşınımını inceleyecek. Resim Bioserve’in izniyle. Kredi bilgileri: NASA

Gaucho AkciğerISS Ulusal Laboratuvarı’nın sponsorluğunda yürütülen araştırma, solunum sistemini kaplayan mukusun, sıvı tıkacı olarak bilinen az miktarda enjekte edilen sıvı içinde taşınan ilaçların dağıtımını nasıl etkilediğini araştırıyor. Bu araştırmayı mikro yerçekiminde yürütmek, kılcal veya fitilleme kuvvetleri, mukus özellikleri ve yerçekimi gibi ilgili faktörleri izole etmeyi mümkün kılar. Bu faktörlerin rolünü anlamak, hedeflenen solunum tedavilerinin geliştirilmesi ve optimizasyonu konusunda bilgi sağlayabilir. Ayrıca bu çalışma, sağlık ve gıda endüstrilerinde kullanılan sıvılara yönelik borulardaki kontaminasyonun kontrol altına alınmasına yönelik yeni stratejilere de katkıda bulunabilir.