Wird Das Ende Von Shuttles Der Wissenschaft Verschlossen Bleiben?

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Der endgültige start des shuttle-programms der nasa findet am freitag statt, sodass einige wissenschaftler unsicher sind, wie sich ihre experimente im weltraum bewegen.

Die Nutzlast der letzten Space-Shuttle-Reise zur Internationalen Raumstation wird voraussichtlich Container mit Pflanzensamen enthalten. Das Saatgut an Bord des Shuttle Atlantis, das am Freitag (8. Juli) starten soll, kann den Wissenschaftlern helfen zu verstehen, wie Pflanzen auf die winzige Schwerkraft der erdnahen Umlaufbahn reagieren. Forschung wie diese kann zur Entwicklung von Bio-Unterstützungssystemen für Astronauten auf langen Reisen führen und sogar dazu beitragen, die Landwirtschaft auf der Erde zu verbessern.

Die Pflanzen werden eine Woche lang wachsen, bevor die Crew an Bord der Raumstation sie einfriert. Die Leiterin der Studie, Imara Perera, und ihr Team werden die kleinen Pflanzen untersuchen, sobald sie zur Erde zurückkehren.

Arabidopsis-Setzlinge wie diese werden aus den Samen wachsen, die Pereras Team ins All schickt.

Arabidopsis-Setzlinge wie diese werden aus den Samen wachsen, die Pereras Team ins All schickt.

Bildnachweis: North Carolina State University

Aber es gibt ein Problem: Die Pflanzen fahren nicht nach Hause. Mit dem Ende des Shuttle-Programms müssen sich die Anlagen von Perera auf einem kommerziellen Flug den Platz sichern, und bis jetzt ist noch keiner zur Raumstation gelaufen.

"Natürlich sind wir besorgt und möchten sie so bald wie möglich zurückbekommen, aber wir möchten auch, dass sie sicher und intakt zurückkommen", sagte Perera, Forschungsassistent für Pflanzenbiologie an der North Carolina State University, gegenüber WordsSideKick.com.

Die Lücke

Dreißig Jahre nach dem ersten Start des Space-Shuttle von Columbia beendet die NASA das Space-Shuttle-Programm ohne unmittelbaren Ersatz für die niedrigorbenden Shuttles, da sie sich auf bemannte Reisen wie Mond und Mars konzentriert. Zumindest kurzfristig wird die Lücke, die die Shuttles hinterlassen haben, durch ein Durcheinander aus kommerziellen Flügen und anderen Nationenfahrzeugen wie den russischen Sojus und Progess geschlossen.

Dieser Übergang hat zu einer gewissen Unsicherheit unter den amerikanischen Wissenschaftlern geführt, die sich darauf verlassen haben, dass Shuttle-Flüge die Fähre nutzen oder ihre Experimente durchführen. Während einige davon mit bevorstehenden Verzögerungen oder Einschränkungen der Forschung rechnen, bietet Tara Ruttley, assoziierte Programmwissenschaftlerin der NASA für die Internationale Raumstation ISS, beruhigende Worte.

"Unser Büro fühlt sich aus Forschungsperspektive sehr wohl", sagte Ruttley. "Wenn Sie eine Untersuchung der Raumstation durchführen möchten, bringen wir Sie dorthin."

Vom Shuttle zum Bahnhof

Das Shuttle-Programm ermöglichte den Forschern erhebliche Fortschritte zu machen, um herauszufinden, wie sich die Schwerkraft oder deren nahezu fehlende Systeme auf lebende Systeme auswirken, so Kenneth Souza, ein langjähriger Weltraumbiologe und leitender Wissenschaftler der Dynamac Corp., der dem Ames Research Center der NASA zugeteilt wurde.

Die Besatzungsmitglieder des Shuttles erledigten die Arbeit von Wissenschaftlern am Boden und nahmen zu einer bestimmten Zeit eine Blutprobe oder einen Schnipsel einer Pflanze, um zu sehen, was los war. Diese Art von Experiment sei mit den früheren unbemannten Satelliten nicht möglich, sagte Souza.

Shuttle-Missionen dauerten höchstens ein paar Wochen, was jedem Experiment eine harte Zeitbeschränkung auferlegte. Inzwischen können sich Experimente auf der Raumstation, von der ein Teil als nationales Labor der Vereinigten Staaten bezeichnet wurde, über Monate oder länger erstrecken, so dass Wissenschaftler längerfristige Auswirkungen einer Exposition gegenüber Mikrogravitation oder Strahlung mit niedriger Dosis betrachten können. [Inside and Out: Die Internationale Raumstation]

"Es ist um Größenordnungen besser für die Forschung", sagte Chris Brown, Direktor von North Carolina Space Grant und Professor für Pflanzenbiologie an der North Carolina State University. "Es ist, als ob Sie ein neues Haus bauen würden, aber Sie brauchten mehrere Jahre, um das Haus zu bauen. Während die Lastwagen mit Vorräten und Trockenmauern vorfuhren, lebten Sie auch im Lastwagen und kochten im Lastwagen. Sie Ich könnte sagen, der LKW war sehr nützlich, aber jetzt haben wir das Haus und Sie würden lieber die Arbeit machen und im Haus wohnen. "

Der Fang

Danny Riley, Professor für Zellbiologie, Neurobiologie und Anatomie am Medical College of Wisconsin in Milwaukee, hat den Muskelabbau bei Ratten und Astronauten während der Raumfahrt und der Erholung auf der Erde untersucht. Die Raumstation ist eine wichtige Plattform für die Erforschung der Muskelatrophie, da die Experimente über längere Zeiträume andauern können und die ausgedehnte Raumfahrt imitieren, die beispielsweise für eine Reise zum Mars erforderlich ist.

Die Forschung hat es bisher geschafft, die Muskelatrophie zu reduzieren, aber nicht genug, sagt Riley, der aus seinem irdischen Labor derzeit an den Auswirkungen der Schwerelosigkeit auf die Körperhaltung arbeitet.

"Es ist sehr frustrierend, weil wir in dieser Zwischenzeit wissen, welche Experimente durchgeführt werden sollten, aber wir können nicht dorthin gelangen, um sie durchzuführen",? oder sie können nur in begrenzten Mengen durchgeführt werden, sagte er.

Um die amerikanischen Investitionen in die Station an unsere Wirtschaft zurückzugeben, müssen wir sie nutzen und die Vorteile nutzen, sagte Riley. "Ich mag es nicht, auf russische oder chinesische oder europäische Raumfahrtagenturen angewiesen zu sein, um Zugang zur Raumstation zu erhalten. Ich denke, dann sind wir Bürger der zweiten Klasse."

Raum ist nicht zugänglich

Die Nutzlast von Atlantis umfasst auch Mikroben für ein Experiment, das an Bord durchgeführt werden soll. Die Wissenschaftler wollen untersuchen, wie sich die Mikrogravitation auf die Gemeinschaften von Mikroorganismen auswirkt, die sich auf Oberflächen bilden, die als Biofilme bezeichnet werden - "das Zeug, das Sie morgens auf den Zähnen haben, diese Art von Dingen", sagte die Wissenschaftlerin Cynthia Collins, eine Assistenzprofessorin für chemische und chemische Verbindungen Biotechnologie am Rensselaer Polytechnic Institute.

Die Mikroben in den Weltraum zu bringen und zurückzubringen, ist für Experimente wie dieses zumindest derzeit von entscheidender Bedeutung, aber das Ende des Shuttle-Programms wird diese Forschungslinie nicht abschneiden. "Es ist mehr etwas, mit dem wir uns gerade beschäftigen", sagte Collins. "Wir freuen uns wirklich sehr auf diese Gelegenheit." Ihr Labor in New York ist darauf ausgerichtet, ein vernünftiges, aber nicht perfektes Spiel für die Schwerelosigkeit zu schaffen.

"Wir warten schon darauf, zu sehen und drücken die Daumen, dass die kommerziellen Unternehmungen auf Kurs bleiben werden und in der Lage sein werden, große Pakete in den nächsten Jahren in Anspruch zu nehmen, und dass wir die Gelegenheit haben werden, unsere Sachen zu schicken", sagte sie erzählte WordsSideKick.com.

Laut Souza wird der Übergang die Bereitschaft oder Fähigkeit der amerikanischen Wissenschaftler, Grundlagenforschung im Weltraum zu betreiben, in den nächsten Jahren wahrscheinlich nicht beeinträchtigen.

"Amerikanische Wissenschaftler arbeiten seit Beginn des Weltraumprogramms mit begrenztem Zugang zum Weltraum", sagte er.

Bestimmte Forschungen haben jedoch eine besonders ungewisse Zukunft ohne Shuttle. Die Forscher untersuchten die Ionosphäre - einen Teil der oberen Atmosphäre, die geladene Teilchen enthält -, indem sie die Auswirkungen der Abgase der leistungsstarken Orbital Manoeuvrier System-Motoren der Shuttles beobachteten.

Der Shuttle-Pilot kann die Richtung und die Dauer des Zündens dieser Motoren genau steuern, ein wichtiges Merkmal für diese Forschung, so Philip Erickson, Wissenschaftler der Atmosphäre des Haystack-Observatoriums am Massachusetts Institute of Technology.

"Die Ergebnisse [von der Shuttle Ionosphärenmodifikation mit gepulsten lokalisierten Abgasen] haben bisher auf einige Möglichkeiten hingewiesen, die Ionosphäre besser zu verstehen, aber mit der Zeit sind wir einfach nicht in der Lage, die erforderlichen Folgemessungen durchzuführen "Um die Ergebnisse vollständig zu verstehen", schrieb Erickson in einer E-Mail. Es ist denkbar, dass diese Beobachtungen in Zusammenarbeit mit einem kommerziellen Unternehmen durchgeführt werden könnten, aber Erickson sagte, er hoffe nicht auf diese Option.

Die Alternativen

Auf lange Sicht sucht die NASA kommerzielle Unternehmen, um Fahrzeuge zu entwickeln, die den Menschen routinemäßig in den Weltraum befördern können. Es wird erwartet, dass die Orion-Weltraumkapsel der NASA, die sich derzeit in der Entwicklung befindet, Menschen in die erdnahen Umlaufbahnen und darüber hinaus befördern kann.

Inzwischen hat die NASA zwei Unternehmen mit der Beförderung von Fracht zur Raumstation beauftragt. Orbital Sciences Corporation aus Dulles, Virginia, entwickelt die Taurus II-Rakete, um seine Cygnus-Sonde zu transportieren, und Space Exploration Technologies (SpaceX) aus El Segundo, Kalifornien, entwickelt die Raketen- und Drachenflugzeuge Falcon 9.

SpaceX wartet auf die Genehmigung der NASA, um Ende dieses Jahres eine Cargo-Resupply-Mission zur Station zu fliegen, so Sprecherin Kirstin Grantham. Orbital Sciences ist auf gutem Weg, seinen ersten Demonstrationsflug zu starten, der Anfang 2012 auch Fracht zur Raumstation befördern wird, so Carl Walz, stellvertretender Programmmanager von Orbital Sciences für Cygnus.

Die NASA hat auch Vorkehrungen für den Weltraum auf den automatisierten europäischen, russischen und japanischen Frachtflügen sowie auf dem russischen Sojus-Fahrzeug getroffen, das lebenserhaltend ist.

Der große Laderaum der Shuttles diente dazu, große Teile der Raumstation während des Baus zu tragen und auszustatten. Die kommerziellen und internationalen Flüge brauchen keine dieser gewaltigen Fracht zu transportieren, so dass zumindest auf dem Weg nach oben mehr Raum für Experimente geschaffen wird, sagte Ruttley.

Wieder runterzukommen ist eine andere Sache. Von allen Fahrzeugen, die in naher Zukunft zum Bahnhof fahren, sind nur der Cygnus und der russische Sojus zur Rückkehr fähig. Die anderen legen ihre Fracht ab und verbrennen in der Atmosphäre. Die NASA habe sich auf der Sojus begrenzten Platz für empfindliche Proben wie Blut und Speichel gesichert, sagte Ruttley.

Es gibt auch Pläne, die Kapazität der Station zu verbessern, um Proben vor Ort zu analysieren, anstatt sie auf die Erde zu bringen, so Ruttley.

Cynthia Martin-Brennan, Geschäftsführerin der American Society für Gravitations- und Weltraumbiologie, sieht die Chance in diesem Übergang.

"Ich denke, für uns alle geht es darum, häufigen Zugang zum Weltraum zu haben und günstiger zu sein, weil Sie Konkurrenten haben und hoffentlich mehrere Fahrzeuge zum Bahnhof fahren. Wir hoffen, dass ein wenig Preise zu erwarten sind." Martin-Brennan sagte. "Das Shuttle war ein so kompliziertes Fahrzeug. Es dauert eine Weile, bis es hochgefahren ist, also hoffen wir, mehr Zugang zum Weltraum zu sehen."

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