STS-50 - STS-50

STS-50
Módulo Spacelab em Cargo Bay.jpg
Spacelab Módulo LM1 em Columbia 's compartimento de carga, servindo como os Estados Unidos Microgravidade Laboratório
Tipo de missão Pesquisa de microgravidade
Operador NASA
COSPAR ID 1992-034A
SATCAT 22.000
Duração da missão 13 dias, 19 horas, 30 minutos, 4 segundos
Distância viajada 9.200.000 quilômetros (5.700.000 mi)
Órbitas concluídas 221
Propriedades da espaçonave
Nave espacial Space Shuttle Columbia
Massa de pouso 103.814 quilogramas (228.871 lb)
Massa de carga útil 12.101 quilogramas (26.678 lb)
Equipe técnica
Tamanho da tripulação 7
Membros
Início da missão
Data de lançamento 25 de junho de 1992, 16:12:23  UTC  ( 1992-06-25UTC16: 12: 23Z )
Local de lançamento Kennedy LC-39A
Fim da missão
Data de desembarque 9 de julho de 1992, 11:42:27  UTC  ( 1992-07-09UTC11: 42: 28Z )
Local de pouso Kennedy SLF Runway 33
Parâmetros orbitais
Sistema de referência Geocêntrico
Regime Terra baixa
Altitude do perigeu 302 quilômetros (188 mi)
Altitude de apogeu 309 quilômetros (192 mi)
Inclinação 28,5 graus
Período 90,6 min
STS-50 patch.svg Sts-50-crew.jpg
Da esquerda para a direita: Baker, Bowersox, Dunbar, Richards, Meade, Trinh, DeLucas
←  STS-49
STS-46  →
 

STS-50 (US Microgravity Laboratory 1) foi uma missão do ônibus espacial dos Estados Unidos , a 12ª missão do orbitador Columbia . Columbia pousou no Kennedy Space Center pela primeira vez devido ao mau tempo em Edwards causado pelos restos do furacão Darby .

Equipe técnica

Posição Astronauta
Comandante Richard N. Richards
terceiro vôo espacial
Piloto Kenneth D. Bowersox
Primeiro vôo espacial
Especialista de missão 1 Bonnie J. Dunbar
Terceiro vôo espacial
Especialista de missão 2 Ellen S. Baker
segundo vôo espacial
Especialista de missão 3 Carl J. Meade
segundo vôo espacial
Especialista em carga útil 1 Lawrence J. DeLucas
Only voo espacial
Especialista em carga útil 2 Eugene H. Trinh
Somente voo espacial

Tripulação reserva

Posição Astronauta
Especialista em carga útil 1 Joseph M. Prahl
Primeiro vôo espacial
Especialista em carga útil 2
Primeiro voo espacial de Albert Sacco

Arranjos dos assentos da tripulação

Assento Lançamento Aterrissagem STS-121 assento assignments.png
Os assentos de 1 a 4 estão no convés de vôo. Os assentos 5–7 estão no Middeck.
S1 Richards Richards
S2 Bowersox Bowersox
S3 Dunbar Meade
S4 padeiro padeiro
S5 Meade Dunbar
S6 DeLucas DeLucas
S7 Trinh Trinh

Destaques da missão

O US Microgravity Laboratory 1 foi uma missão de laboratório espacial, com experimentos em ciência dos materiais, física dos fluidos e biotecnologia. Foi o primeiro vôo de um ônibus espacial com o hardware Extended Duration Orbiter (EDO), permitindo durações de vôo mais longas.

Carga útil primária, US Microgravity Laboratory-1 (USML-1), fez seu primeiro vôo; apresentava módulo Spacelab pressurizado. O USML-1 é o primeiro em uma série de voos planejados para promover o esforço de pesquisa de microgravidade dos Estados Unidos em várias disciplinas. As experiências realizadas foram: Crystal Growth Furnace (CGF); Módulo de física da gota (DPM); Experimentos de convecção dirigida por tensão de superfície (STDCE); Crescimento de cristais de zeólita (ZCG); Crescimento de Cristal de Proteína (PCG); Glovebox Facility (GBX); Sistema de Medição de Aceleração Espacial (SAMS); Aparelho Genérico de Bioprocessamento (GBA); Astrocultura-1 (ASC); Projeto Médico Orbital de Duração Estendida (EDOMP); Experiência de combustão de superfície sólida (SSCE).

Os experimentos secundários foram: Investigations into Polymer Membrane Processing (IPMP); Experimento II de Rádio Amador do Shuttle (SAREX II); e Ultraviolet Plume Instrument (UVPI).

Principais realizações da missão

  • Concluiu o primeiro voo dedicado do Laboratório de Microgravidade dos Estados Unidos, lançando as bases para as operações científicas da Space Station Freedom.
  • Concluiu 31 experimentos de microgravidade em cinco áreas básicas: dinâmica de fluidos, crescimento de cristal, ciência da combustão, ciência biológica e demonstração de tecnologia.
  • Introduziu várias novas instalações de experimento de microgravidade para vários usuários e voos múltiplos (incluindo o Crystal Growth Furnace, Drop Physics Module e Surface Tension Driven Convection Experiment).
  • Demonstrou a eficiência das operações científicas interativas entre membros da tripulação e cientistas em campo para otimizar o retorno científico.
  • Completou o período mais longo de crescimento de cristal de proteína no programa Space Shuttle.
  • Conduziu experimentos iterativos de crescimento de cristal onde as composições químicas foram alteradas com base em observações microscópicas de processos de crescimento.
  • Concluiu a missão mais longa do Ônibus Espacial (13 dias, 19 horas e 30 minutos) naquele momento e o primeiro vôo do Extended Duration Orbiter (EDO) do Programa do Ônibus Espacial.
  • Versatilidade demonstrada da nova instalação de Glovebox para interação de tripulantes com vários experimentos para ciência máxima.

O ônibus espacial Columbia disparou para a órbita para o vôo mais longo da história. Columbia pousou quase 14 dias depois, retornando com dados e espécimes acumulados de um importante conjunto de experimentos de microgravidade. A missão STS-50 do ônibus espacial levou o primeiro Laboratório de Microgravidade dos Estados Unidos (USML-1) ao espaço, conduzindo experimentos de microgravidade de longa duração. A microgravidade é uma aceleração gravitacional pequena quando comparada à atração gravitacional na superfície da Terra. Por meio da ação de queda livre (por exemplo, ônibus espacial orbitando a Terra), os efeitos locais da gravidade são bastante reduzidos, criando assim um ambiente de microgravidade.

Durante a missão estendida de Columbia , membros da tripulação de cientistas, trabalhando dentro do módulo longo do Spacelab transportado na baía de carga útil de Columbia , conduziram mais de 30 investigações e testes de microgravidade. Para maximizar o retorno científico da missão, os experimentos ocorreram 24 horas por dia. As investigações se enquadraram em cinco áreas básicas da pesquisa da ciência da microgravidade: dinâmica dos fluidos (o estudo de como líquidos e gases respondem à aplicação ou ausência de forças diferentes), ciência dos materiais (o estudo da solidificação dos materiais e crescimento do cristal), ciência da combustão (o estudo dos processos e fenômenos de queima), biotecnologia (o estudo de fenômenos relacionados a produtos derivados de organismos vivos) e demonstrações de tecnologia que procuraram provar conceitos experimentais para uso em futuras missões de ônibus espaciais e na Space Station Freedom .

Três novas instalações de experimentos principais foram pilotadas no USML-1. Eles eram o forno de crescimento de cristal, o aparelho de experimento de convecção dirigido por tensão de superfície e o Módulo de física da gota. Uma peça adicional de novo hardware neste vôo foi o versátil Glovebox, que permitiu a manipulação "prática" de pequenos experimentos enquanto isolava a tripulação dos líquidos, gases ou sólidos envolvidos. Alguns dos experimentos USML-1 são descritos abaixo.

Experimentos Spacelab

Lawrence DeLucas usando um pletismógrafo de meia durante a missão.
Spacelab Computer.

O forno de crescimento de cristal (CGF) é uma instalação reutilizável para investigar o crescimento de cristal em microgravidade. Ele é capaz de processar automaticamente até seis grandes amostras em temperaturas de até 1.600 graus Celsius. Amostras adicionais podem ser processadas ao realizar a troca manual de amostras. Dois métodos de crescimento de cristal, solidificação direcional e transporte de vapor, foram usados ​​no USML-1. Ao analisar a composição e a estrutura atômica dos cristais crescidos sem a influência dominante da gravidade, os cientistas obterão uma visão das correlações entre os fluxos de fluidos durante a solidificação e os defeitos em um cristal. O CGF operou por 286 horas e processou sete amostras, três a mais do que o programado, incluindo dois cristais semicondutores de arsenieto de gálio. Os cristais de arsenieto de gálio são usados ​​em circuitos integrados digitais de alta velocidade, circuitos optoeletrônicos integrados e lasers de estado sólido. Os membros da tripulação puderam trocar amostras, usando uma caixa de luvas flexível especialmente projetada, para fornecer as operações experimentais adicionais.

O Surface Tension Driven Convection Experiment (STDCE) foi o primeiro experimento espacial a usar instrumentos de última geração para obter dados quantitativos sobre fluxos de tensão de superfície na superfície de líquidos em uma ampla gama de variáveis ​​em um ambiente de microgravidade. Pequenas diferenças de temperatura de superfície são suficientes para gerar fluxos de fluido sutis na superfície dos líquidos. Esses fluxos, conhecidos como "termocapilares", existem em superfícies de fluidos na Terra. No entanto, os fluxos termocapilares na Terra são muito difíceis de estudar porque muitas vezes são mascarados por fluxos impulsionados por flutuabilidade muito mais fortes. Na microgravidade, os fluxos impulsionados por flutuabilidade são bastante reduzidos, permitindo o estudo deste fenômeno. STDCE forneceu as primeiras observações do fluxo termocapilar em um fluido de superfície curva e demonstrou que a tensão superficial é uma poderosa força motriz para o movimento do fluido.

O Drop Physics Module (DPM) possibilitou o estudo de líquidos sem a interferência de um container. Os líquidos na Terra assumem a forma do recipiente que os contém. Além disso, os materiais que compõem o recipiente podem contaminar quimicamente os líquidos em estudo. O DPM usa ondas acústicas (sonoras) para posicionar uma gota no centro de uma câmara. Ao estudar as gotas dessa maneira, os cientistas têm a oportunidade de testar as teorias básicas da física dos fluidos nas áreas de dinâmica não linear, ondas capilares e reologia de superfície (mudanças na forma e no fluxo da matéria). Os membros da tripulação, por meio da manipulação das ondas sonoras, eram capazes de girar, oscilar, mesclar e até mesmo dividir as gotas. Em outro teste, os membros da tripulação foram capazes de criar a primeira gota de composto, uma gota dentro de uma gota, para investigar um processo que poderia eventualmente ser empregado para encapsular células vivas dentro de uma membrana semipermeável para uso em tratamentos de transplante médico.

A unidade de Glovebox talvez tenha se mostrado o novo equipamento de laboratório espacial mais versátil introduzido nos últimos anos. A caixa de luvas oferece aos membros da tripulação a oportunidade de manipular muitos tipos diferentes de atividades de teste e demonstrações e materiais (mesmo os tóxicos, irritantes ou potencialmente infecciosos) sem fazer contato direto com eles. O Glovebox tem uma janela de visualização (janela) para um espaço de trabalho limpo, luvas embutidas para manipulação de amostras e equipamentos, um sistema de pressão de ar negativa, um sistema de filtro e uma porta de entrada para a passagem de materiais e experimentos para dentro e para fora da área de trabalho . O principal uso do Glovebox era misturar seletivamente cristais de proteína e monitorar seu crescimento. A caixa de luvas permitia aos membros da tripulação mudar periodicamente as composições para otimizar o crescimento, uma inovação no espaço. Outros testes conduzidos dentro da caixa de luvas incluíram estudos sobre chamas de velas , tração de fibras, dispersão de partículas, convecção de superfície em líquidos e interfaces de líquido / recipiente. Dezesseis testes e demonstrações ao todo foram conduzidos dentro do porta-luvas. O Glovebox também forneceu aos membros da tripulação a oportunidade de realizar operações de backup no Aparelho de Bioprocessamento Genérico que não foram planejadas.

Outro experimento do Spacelab foi o Genérico Bioprocessing Apparatus (GBA), um dispositivo para processamento de materiais biológicos. O GBA processou 132 experimentos individuais com volumes de vários mililitros. O aparelho estudou células vivas, microorganismos usados ​​no tratamento ecológico de dejetos e no desenvolvimento de artémia e ovos de vespa, além de outros modelos de teste biomédico usados ​​na pesquisa do câncer. Uma amostra estudada, os lipossomas, consistem em estruturas esféricas que podem ser usadas para encapsular produtos farmacêuticos. Se esse produto biológico puder ser formado de maneira adequada, ele poderá ser usado para fornecer um medicamento a um tecido específico do corpo, como um tumor.

O instrumento do Sistema de Medição de Aceleração Espacial (SAMS) mediu as condições de aceleração de baixo nível (também conhecido como microgravidade) experimentadas pelos experimentos de microgravidade durante a missão. Esses dados são inestimáveis ​​para os cientistas determinarem se os efeitos observados em seus dados experimentais são devidos a distúrbios externos ou não. Os instrumentos da SAMS voaram em mais de vinte missões de ônibus espaciais, 3,5 anos na Mir , e uma nova versão está atualmente (2006) na Estação Espacial Internacional .

Experimentos de microgravidade intermediária

Enquanto a maioria dos experimentos STS-50 foram conduzidos no Laboratório de Microgravidade dos EUA, outros estavam operando no convés intermediário do Columbia . Incluídos nos experimentos intermediários estavam os estudos de crescimento de cristal de proteína, astrocultura e crescimento de cristal de zeólita.

O experimento Protein Crystal Growth fez seu décimo quarto vôo, mas o USML-1 representou a primeira vez que os membros da tripulação foram capazes de otimizar as condições de crescimento usando o Glovebox. Cerca de 300 amostras foram semeadas a partir de 34 tipos de proteínas, incluindo HIV Reverse Transcriptase Complex (uma enzima que é uma chave química para a replicação da AIDS) e Fator D (uma enzima importante no sistema imunológico humano). Cerca de 40 por cento das proteínas transportadas serão usadas para estudos de difração de raios-X. O tamanho e rendimento aumentados podem ser atribuídos ao tempo estendido de crescimento do cristal fornecido por esta missão. Os cientistas no terreno usarão a cristalografia de raios-X para estudar a estrutura tridimensional de cada proteína que, quando determinada, pode ajudar no controle da atividade de cada proteína por meio do design racional de drogas.

O experimento Astroculture avaliou um sistema de distribuição de água a ser usado para apoiar o crescimento de plantas em microgravidade. O crescimento das plantas no espaço é visto como um método possível de fornecer alimentos, oxigênio, água purificada e remoção de dióxido de carbono para a habitação humana de longo prazo no espaço. Uma vez que os fluidos se comportam de maneira diferente na microgravidade do que na Terra, os sistemas de irrigação de plantas usados ​​na Terra não se adaptam bem ao uso em microgravidade.

O experimento Zeolite Crystal Growth processou 38 amostras separadas que foram misturadas na caixa de luvas. Os cristais de zeólita são usados ​​para purificar fluidos biológicos, como aditivos em detergentes para roupas e em aplicações de limpeza de resíduos.

Orbitador de duração estendida (EDO)

DeLucas e Dunbar no Spacelab com o dispositivo de pressão negativa da parte inferior do corpo.

STS-50 não apenas marcou o primeiro vôo do Laboratório de Microgravidade dos Estados Unidos, mas também o primeiro vôo do Orbiter de Duração Estendida. Para se preparar para pesquisas de microgravidade de longo prazo (meses) a bordo da Space Station Freedom, os cientistas e a NASA precisam de experiência prática no gerenciamento de tempos cada vez mais longos para seus experimentos. O ônibus espacial geralmente oferece uma semana a dez dias de microgravidade. Graças ao kit Extended Duration Orbiter, o ônibus espacial Columbia orbital permaneceu em órbita por quase 14 dias e as missões futuras com Columbia poderiam durar até um mês. O kit consiste em tanques extras de hidrogênio e oxigênio para produção de energia, tanques extras de nitrogênio para a atmosfera da cabine e um sistema de regeneração aprimorado para remoção de dióxido de carbono do ar da cabine.

Um dos aspectos práticos de permanecer no espaço por mais tempo será a necessidade de manter a saúde e o desempenho dos membros da tripulação. Durante o STS-50, os membros da tripulação realizaram testes biológicos como parte do Projeto Médico EDO. Os membros da tripulação monitoraram sua pressão arterial e frequência cardíaca e coletaram amostras da atmosfera da cabine durante o vôo. Eles também avaliaram o dispositivo de pressão negativa do corpo inferior (LBNP) como uma contramedida para a redução normal de fluidos corporais que ocorre no espaço. Se os efeitos benéficos do LBNP pudessem durar 24 horas, isso melhoraria o desempenho dos tripulantes na reentrada e pouso.

Outras cargas úteis

Os membros da tripulação do STS-50 também operaram o Shuttle Amateur Radio Experiment (SAREX). Por meio do experimento, os membros da tripulação puderam entrar em contato com operadores de rádio amador, uma réplica de um veleiro polinésio no Oceano Pacífico e escolas selecionadas em todo o mundo.

Foi provavelmente a primeira vez que os astronautas receberam um vídeo amador de televisão da estação do clube de rádio amador (W5RRR) no JSC.

O experimento Investigations into Polymer Membrane Processing (IPMP) já foi realizado em seis missões do ônibus espacial. É utilizado para estudar a formação de membranas poliméricas em microgravidade com o objetivo de melhorar sua qualidade e uso como filtros em processos biomédicos e industriais.

Insígnia da missão

A insígnia da missão mostra o ônibus espacial na posição de vôo típica para microgravidade . O banner USML se estende desde o compartimento de carga útil, no qual o módulo laboratório espacial com o texto μg - o símbolo da microgravidade. Tanto as estrelas e listras nas letras USML quanto os Estados Unidos em destaque na Terra abaixo do ônibus espacial retratam o fato de que foi uma missão científica totalmente americana.

Impactos com detritos e micrometeoróides

A atitude orbital "stand-up" do Columbia, embora ideal para experimentos de microgravidade, estava muito longe de ser ótima do ponto de vista da vulnerabilidade de D&M (Detritos e Micrometeoróide). O orbitador recebeu 40 impactos de detritos de radiação, impactos em oito janelas e três impactos nas bordas de ataque da asa de carbono-carbono .

Veja também

Referências

 Este artigo incorpora  material de domínio público de sites ou documentos da National Aeronautics and Space Administration .

Bibliografia

Young, John W. (16 de setembro de 2012). Forever Young: A Life of Adventure in Air and Space . University Press of Florida. p. 432. ISBN   978-0813042091 .

links externos