Взгляд назад на первое исследование НАСА на МКС

Международная космическая станция (МКС) – уникальная лаборатория, работающая на низкой околоземной орбите. За последние 20 лет на борту орбитального объекта было проведено более 3000 исследований исследователями из 108 стран. На заре сборки МКС исследования велись на более скромном уровне, чем сегодня. Задержки с запуском Звезда В служебном модуле до июля 2000 г. нарушена общая последовательность сборки МКС, включая прибытие Судьба Лабораторный модуль, краеугольный камень исследовательской деятельности США на борту МКС, до февраля 2001 г., и первые исследовательские объекты будут доставлены вскоре после этого. Чтобы как можно раньше приступить к проведению исследований на борту МКС, руководители миссий одобрили использование ограниченных ресурсов в миссии STS-106 в сентябре 2000 г. для запуска первых трех НАСАспонсируемые научные эксперименты.

Слева: МКС, как она представлялась экипажу STS-106 в сентябре 2000 года. Справа: экипаж STS-106, спереди слева направо, Маленченко, Уилкатт и Альтман; сзади слева направо: Бербанк, Лу, Мастраккио и Моруков.

Миссия космического челнока STS-106 стартовала утром 8 сентября 2000 года с экипажем из семи человек, в состав которого входили командир Теренс Уилкатт, пилот Скотт Д. Альтман и специалисты миссии Эдвард Т. Лу, Ричард А. Мастраккио, Дэниел. К. Бербанк, Юрий И. Маленченко и Борис В. Моруков. Миссия была посвящена пополнению запасов и оснащению МКС перед прибытием экипажа первой экспедиции, и поэтому у нее не было лишнего времени или места для научных работ. Чтобы упростить процесс интеграции, все три выбранных эксперимента имели предыдущий опыт полетов на космических челноках, требовали небольшого времени экипажа и использовали мало из имеющихся складских помещений при подъеме. Один из экспериментов будет оставаться на средней палубе шаттла на протяжении всей миссии шаттла в качестве так называемой боевой нагрузки для вылета, второй требуется только для члена экипажа, чтобы переместить его в спокойное место на борту МКС, а третий – только пассивная укладка, предварительно размещенная на МКС. для работы после прибытия экипажа 1-й экспедиции.

Слева: Моруков управляет CGBA в средней палубе шаттла. В центре: Уилкатт, управляющий CGBA. Справа: модуль изотермического управления CGBA.

Полезная нагрузка для вылета состояла из коммерческого универсального устройства для обработки биологических материалов (CGBA), единственного устройства размером с промежуточную палубу, которое несколько раз летало во время предыдущих полетов космических челноков. CGBA, построенный Bioserve Space Technologies в Университете Колорадо в Боулдере, обеспечивал автоматизированную обработку биологических экспериментов, сводя к минимуму взаимодействие экипажа с активацией, периодическими проверками состояния и дезактивацией. На STS-106 CGBA содержал изотермический модуль удержания (ICM) для обеспечения контроля температуры в двух экспериментах внутри блока. Один эксперимент, синаптогенез в условиях микрогравитации, возглавлял главный исследователь (PI) Хейг Кашишян из Йельский университет в Нью-Хейвене, штат Коннектикут, использовали семь пакетов активации газовой биржи (GE-GAP) для размещения и контроля за развитием Drosophila melanogaster, или плодовых мушек. ICM автоматически управлял GE-GAP через заданный температурный профиль во время миссии. Эксперимент, который ранее проводился на STS-93 в 1999 году, был направлен на лучшее понимание развития нервной системы дрозофил в условиях микрогравитации. Во втором эксперименте CGBA, «Экспрессия генов в клетках почек», под руководством П.И. Тимоти Г. Хаммонда из Даремского медицинского центра ветеранов в Дареме, Северная Каролина, использовался единственный общий биопроцессорный аппарат (GBA) в ICM. Целью эксперимента, который ранее проводился на STS-90 в 1998 году, было изучение того, как микрогравитация влияет на экспрессию генов белков в культивируемых клетках почек. CGBA функционировал нормально на протяжении всего полета, но неожиданные скачки температуры в двух экспериментах сделали интерпретацию результатов проблематичной.

Слева: Студент готовит образцы для эксперимента Дьюара PCG-EGN. В центре: Кадр из видео, на котором Лу переносит PCG-EGN в модуль «Заря». Справа: PCG-EGN Dewar уложен в Зари.

Первым пассивным научным экспериментом, установленным на борту МКС, был газообразный азот с усиленным ростом протеиновых кристаллов (PCG-EGN) Дьюара. Александр Макферсон из Калифорнийского университета в Ирвине был руководителем эксперимента, который совершил семь полетов в рамках программы «Шаттл-Мир». За день до запуска быстро замороженные образцы 21 различных белковых растворов в капиллярных трубках, предоставленные четырьмя исследователями, были загружены в Дьюар, контейнер с вакуумной рубашкой, похожий на большой термос с абсорбирующим внутренним вкладышем, насыщенным жидким азотом. Учащиеся средних и старших классов из Алабамы, Калифорнии, Флориды и Теннесси помогли загрузить около 150 из 500 образцов. «Дьюар» вышел на орбиту на средней палубе шаттла, и как только люки на МКС были открыты, Лу переместил «Дьюар» в спокойное место в пространстве. Заря модуль. Со временем жидкий азот выкипел, замороженные образцы оттаивали, а белки кристаллизовались из раствора. Без мешающего влияния гравитации исследователи надеялись вырастить более крупные и более чистые кристаллы, что позволит более детально понять их структуру. “Дьюар” был возвращен на Землю во время следующего полета космического корабля “Шаттл”, который посетил МКС, STS-92 в октябре 2000 года, после 46 дней пребывания в космосе. Впоследствии эксперимент Дьюара PCG-EGN пролетел еще четыре раза на борту МКС.

Слева: эксперимент MACE-II, плавающий в модуле Unity Node 1. В центре: Шепард управляет MACE-II в Единстве во время Экспедиции 1. Справа: Шлем управляет MACE-II во время Экспедиции 2.

Третий эксперимент, запущенный на STS-106, был Middeck Active Control Experiment-II (MACE-II) под руководством П.И. Рори Ниннемана из Исследовательской лаборатории ВВС США в Альбукерке, штат Нью-Мексико, с командой сотрудников Массачусетского института медицины. Технологии в Кембридже, штат Массачусетс, под руководством Дэвида В. Миллера. Эксперимент, ранее проводившийся как MACE-I на STS-67 в 1995 году, стремился продемонстрировать алгоритмы, которые будущие спутники могут использовать для уменьшения определенных нагрузок, таких как вибрации, возникающие во время запуска или во время орбитальных маневров. Тестовый образец платформы с несколькими корпусами, структура аппаратного обеспечения MACE-II, который был протестирован, имел четыре стойки диаметром 1 дюйм, подключенные к пяти узлам. Во время эксплуатации он был в свободном плавании, но слабо привязан к модулю. На всей платформе было 20 отдельных датчиков, отслеживающих вибрацию. Во время STS-106 эксперимент MACE-II был запущен как пассивная укладка в модуле Spacehab, и экипаж перевел его в Единство Модуль Node 1 для ожидания прибытия экипажа 1-й экспедиции. Командир этого экипажа, Уильям М. Шеперд, управлял MACE-II ближе к концу своей миссии, и, поскольку он не смог завершить все необходимые сеансы, менеджеры решили оставить его на орбите, чтобы бортинженер Экспедиции 2 Сьюзан Дж. Хелмс завершила его. эксперимент. Аппаратура вернулась на Землю на борту STS-105 в августе 2001 года.

Поиски знаний продолжаются…