Künstlerillustration des Biosentinel-Cubesat der NASA im Weltraum.
(Bild: © NASA)
Die NASA bereitet sich darauf vor, zum ersten Mal seit fast fünf Jahrzehnten Lebewesen in den Weltraum zu bringen.
Die Ingenieure der Agentur stellen ein Raumschiff in Aktentaschengröße zusammen BioSentinel, die Hefezellen in die Umlaufbahn um die Sonne befördern, um Wissenschaftlern ein besseres Verständnis der Strahlungsumgebung jenseits der schützenden Magnetblase unseres Planeten zu ermöglichen.
BioSentinel ist einer von 13 Cubesats Fliegen an Bord der Artemis 1-Mission, die derzeit für Mitte 2020 geplant ist. Das ist 47,5 Jahre, nachdem die NASA zuletzt Organismen jenseits der erdnahen Umlaufbahn gestartet hat - die Apollo 17 Astronauten, der im Dezember 1972 den Mond erreichte. (Nun, das sind sowieso die letzten Organismen, die absichtlich gestartet wurden; ein paar robuste Mikroben verstauen sich auf jeder Roboter-Planetenmission.)
Aber Apollo 17 dauerte weniger als zwei Wochen. BioSentinel wird Daten für neun bis 12 Monate sammeln und damit ein Fenster zu den langfristigen Auswirkungen von Weltraumstrahlung auf die DNA und die DNA-Reparatur öffnen.
"Dies ist Neuland", sagte Kimberly Ennico Smith, Astrophysikerin am Ames Research Center der NASA, während eines Rundgangs durch das Silicon Valley im vergangenen März.
Ames ist die Heimatbasis von BioSentinel. In der Tat beinhaltete die Tour mehrere kurze Gespräche des Missionspersonals und gab einen Einblick in den teilweise zusammengebauten Cubesat (natürlich hinter Glas - ohne die Weltraumhardware zu berühren).
Die 30-lb. (14 Kilogramm) Satellit wird zwei verschiedene Sorten der Hefe tragen Saccharomyces cerevisiae: der normale "Wildtyp", der ziemlich strahlenresistent ist, und ein mutierter Typ, der viel empfindlicher ist, weil er seine DNA nicht annähernd so gut reparieren kann.
Die Mitglieder des BioSentinel-Teams werden das Wachstum und die Aktivität beider Sorten während der Cubesat-Zeit im Weltraum überwachen. Sie werden das gleiche mit identischen Hefenutzlasten tun, die zum transportiert werden Internationale Raumstation, eine Mikrogravitationsumgebung mit viel geringeren Strahlungswerten.
Wissenschaftler werden auch verfolgen S. cerevisiae Wachstum an zwei Orten hier auf der Erde, sagte Ennico Smith: Ames und Brookhaven National Laboratory im Bundesstaat New York. In Brookhaven werden Wissenschaftler die Hefe einer Umgebung mit hoher Strahlung aussetzen. Zusammengenommen sollte die Datenerfassung dem Team helfen, herauszufinden, welche Auswirkungen auf Strahlung zurückzuführen sind und welche auf Mikrogravitation oder andere Faktoren zurückzuführen sind.
S. cerevisiae ist ein guter Modellorganismus für diese Arbeit, sagten Mitglieder des BioSentinel-Teams.
"Wichtig ist, dass der DNA-Schadensreparaturprozess von Hefe dem des Menschen sehr ähnlich ist, was ihn zu einem robusten Translationsmodell macht", schrieben NASA-Beamte auf der BioSentinel Fact Sheet. "Die Ergebnisse von BioSentinel werden für die Interpretation der Auswirkungen der Strahlenexposition im Weltraum von entscheidender Bedeutung sein, um das mit der langfristigen Erforschung des Menschen verbundene Risiko zu verringern und bestehende Modelle der Auswirkungen der Weltraumstrahlung auf lebende Organismen. "
BioSentinel befindet sich auf der Zielgeraden der Versammlung: Der Cubesat muss bis Ende Oktober vollständig fertig sein, teilten Mitglieder des Missionsteams während der Ames-Tour mit. Dann kommt die Vorbereitung auf den Start und die Integration in die NASA Weltraum-Startsystem (SLS) Megarocket, das zum ersten Mal auf Artemis 1 fliegen wird.
Die NASA entwickelt das SLS, um Menschen und Nutzlasten zu Zielen im Weltraum wie Mond und Mars zu bringen. Die Rakete ist zusammen mit einer Crew-Kapsel namens Orion ein wichtiger Bestandteil der langfristigen Vision der NASA.
Dieses Fahrzeug ist die Hauptnutzlast auf dem Artemis 1-Flug, der zuvor als Exploration Mission-1 bekannt war. (NASA vor kurzem änderte den Namen zu dem der Agentur passen neues bemanntes Monderkundungsprogramm.) SLS wird Orion in einem Leistungstest sowohl für die Rakete als auch für die Kapsel auf einem unbeschraubten Ausflug um den Mond starten.
Wenn alles gut geht, wird der nächste Flug des Duos - Artemis 2, im Jahr 2023 - eine Mission mit Besatzung sein, die vier Astronauten auf eine Reise um den Mond schickt.
Artemis 2 wird ein Jahr nach dem Start des ersten Teils der kleinen Raumstation der NASA in der Mondumlaufbahn gestartet. Dieser Außenposten, den die Weltraumbehörde Gateway nennt, wird der Schlüssel zur gesamten Artemis-Vision sein und als Ausgangspunkt für Besatzungen mit und ohne Besatzung zur Mondoberfläche dienen.
Viele wissenschaftliche Arbeiten werden auch am Gateway stattfinden - einschließlich weiterer Forschungen zu den Auswirkungen von Strahlung auf lebende Systeme.
"Wir sollten viel mehr dieser Experimente [wie BioSentinel] auf dem Gateway haben", sagte Ennico Smith.
Die anderen 12 Cubesats, die an Bord der Artemis 1 fliegen, sind eine vielfältige Menge. Zum Beispiel werden die Missionen Lunar Flashlight und Lunar IceCube nach Anzeichen von Wassereis auf dem Mond suchen, und Near-Earth Asteroid Scout wird ein Sonnensegel verwenden, um sich mit einem Weltraumfelsen zu treffen.
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