Wissenschaft

Artemis I wird das erste biologische Experiment in den Weltraum bringen

Von Ashley Strickland, CNN

Wenn die Artemis I der NASA nächste Woche zu einer Reise zum Mond startet, werden keine Tiere oder Menschen an Bord sein, aber sie wird dennoch biologische Studien beinhalten, um zu sehen, wie Lebewesen auf die Weltraumumgebung reagieren. Das Orion-Raumschiff wird anstelle einer traditionellen Besatzung Gegenstände wie Hefe, Algen, Pilze und Samen transportieren.

Die Ergebnisse dieser Experimente sind unerlässlich, um den Weg für die sichere Rückkehr der Menschen zum Mond und eine eventuelle bemannte Landung auf dem Mars über zukünftige Artemis-Missionen zu ebnen.

Das Artemis-Team erwartet die Eröffnungsmission beginnt am Montag, den 29. August zwischen 08:33 ET und 10:33 ET. Nach dem Start wird das Orion-Raumschiff zu einer 42-tägigen Reise abheben und weiter als der Mond reisen, als jemals ein Raumschiff, das Menschen befördern soll, gewagt hat, einschließlich der Apollo-Missionen.

Experimente, die mit Orion reisen, sowohl innerhalb als auch außerhalb des Raumfahrzeugs, werden der Strahlung aus der Weltraumumgebung ausgesetzt, die jenseits der niedrigen Erdumlaufbahn existiert, wo sich die Internationale Raumstation befindet.

Das beinhaltet Drei Mannequins fahren im Orion. Zwei der Mannequins tragen Schutzausrüstung, darunter einen verbesserten Fluganzug und eine Weste. Die vielen Sensoren, die an den Mannequins angebracht sind, werden unter anderem Daten darüber aufzeichnen, wie viel Vibration und Strahlung sie während der Reise erfahren, was dazu beitragen kann, Lösungen zum Schutz von Astronauten bei bevorstehenden Missionen zu finden.

Dies sind nur einige der Experimente, die bald auf einer Mondreise stattfinden werden – und ihre Erkenntnisse könnten die Zukunft der Weltraumforschung verändern.

Missionen in Schuhkartongröße im All

Zu den faszinierendsten Nutzlasten der Artemis-I-Mission gehören 10 CubeSats. Diese kleinen Satelliten sind jeweils etwa so groß wie ein Schuhkarton und sie führen wissenschaftliche und technologische Demonstrationen durch und testen sie. Jeder wiegt etwa 25 Pfund (11 Kilogramm).

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Trotz ihrer geringen Größe werden einige CubeSats einen großen Einfluss haben, indem sie neues Licht auf die Mondumgebung werfen, das dazu beitragen wird, das Design von Erkundungssystemen zu verbessern, so Jacob Bleacher, Chefforschungswissenschaftler der NASA am Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland.

Sobald Orion im Weltraum ist, wird sich die oberste Stufe der Rakete vom Raumschiff trennen. Wenn dieser Meilenstein erreicht ist, werden die CubeSats von selbst abheben, wobei jeder an einzigartigen Zielen auf individuellen Missionen eingesetzt wird, die von einigen Tagen bis zu einigen Jahren dauern können.

Vier der Weltraumsatelliten werden sich auf den Mond konzentrieren, drei werden Strahlung analysieren und zwei werden als Technologiedemonstration dienen.

Und dann ist da noch der 10. Minisatellit, bekannt als Near-Earth AsteroidScout. Dieser CubeSat wurde im Marshall Space Flight Center der NASA in Huntsville, Alabama, entwickelt und wird etwa zwei Jahre lang fliegen, um einen kleinen Asteroiden zu fotografieren und zu untersuchen. Wenn NEA Scout endlich sein Ziel erreicht, wird es 93 Millionen Meilen (150 Millionen Kilometer) von der Erde entfernt sein – und der erste CubeSat sein, der einen Asteroiden erreicht.

Ein Sonnensegel mit einer Fläche von 86 Quadratmetern soll den CubeSat antreiben. Das dünne reflektierende Segel, das einer Aluminiumfolie ähnelt, wird das Segel als primäres Antriebssystem im Weltraum testen.

Die vier mondgebundenen CubeSats heißen Lunar IceCube, LunaH-Map, LunIR und OMOTENASHI.

Lunar IceCube sucht im Orbit um den Mond nach Wasser und anderen Elementen. LunaH-Map wird High-Fidelity-Karten der permanent beschatteten Regionen des Südpols des Mondes erstellen, wo zukünftige Artemis-Missionen landen wollen, und Wasserstoff nahe der Oberfläche nachweisen. Und LunIR wird Bilder der Mondoberfläche mit Infrarotlicht aufnehmen, das für das menschliche Auge unsichtbar ist.

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Die Japanese Aerospace Exploration Agency hat OMOTENASHI oder die Outstanding MOon Exploration Technologies entwickelt, die durch das NAno Semi-Hard Impactor-Experiment demonstriert wurden. Er gilt als der kleinste Mondlander der Welt.

Das kleine Raumschiff wird die Technologie und die Manöver testen, die für eine halbharte Überlebenslandung auf dem Mond erforderlich sind. Wenn OMOTENASHI zum Mond hinabsteigt, wird er frei fallen. Die Airbags und der Stoßdämpfungsmechanismus wirken als Puffer, damit der Satellit den Sturz überstehen kann.

„Ich sage oft, dass die Wissenschaft unser Werkzeugkasten zum Überleben während der Erkundung ist“, sagte Bleacher und merkte an, dass diese Experimente dazu beitragen werden, zukünftige Besatzungen zu schützen und die Haltbarkeit der Hardware zu optimieren.

Wie das Leben auf den Weltraum reagiert

Eine Reihe von Sensoren im Inneren des Orion-Raumfahrzeugs wird feststellen, wie viel Strahlung zukünftige menschliche Besatzungen ausgesetzt sein könnten. Durch die Erfassung dieser Daten können die NASA und ihre Partner an den besten Möglichkeiten zum Schutz von Artemis-Astronauten arbeiten.

Orion beherbergt das Biologie-Experiment-1 der NASA, das die Auswirkungen von Strahlung auf die DNA-Reparatur von Pilzen, die Hefeanpassung, den Nährwert von Samen und die Genexpression von Algen untersuchen wird.

„Jedes dieser vier Experimente wird uns helfen, einen einzigartigen Aspekt zu verstehen, wie sich biologische Systeme im Weltraum anpassen und gedeihen können“, sagte die NASA-Wissenschaftlerin für Weltraumbiologie, Sharmila Bhattacharya, in einer Erklärung. „Indem wir diese Art von Informationen sammeln und nach dem Flug analysieren, können wir letztendlich ein vollständiges Bild davon zeichnen, wie wir Menschen helfen können, im Weltraum zu gedeihen.“

Über Orion hinaus reist der CubeSat BioSentinel, der vom Ames Research Center der NASA in Mountain View, Kalifornien, entwickelt wurde, wo sich Bhattacharya befindet. Der Satellit wird einzellige Hefe tragen, um zu messen, was passiert, wenn lebende Organismen über längere Zeiträume Strahlung ausgesetzt sind.

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Laut NASA-Wissenschaftlern wird BioSentinel das erste biologische Langzeitexperiment im Weltraum sein. Sobald er den Mond passiert hat, wird der Satellit sechs bis neun Monate lang die Sonne umkreisen.

Die Hefezellen, die ähnliche biologische Mechanismen wie menschliche Zellen haben, werden wahrscheinlich Strahlenschäden erleiden. Die Biosensor-Technologie von CubeSat wird das Wachstum und die Stoffwechselaktivität der Hefezellen während der gesamten Reise überwachen.

Die Auswirkungen der Hefemikroorganismen könnten Wissenschaftlern dabei helfen, besser zu verstehen, was Menschen erleben können, wenn sie über die erdnahe Umlaufbahn hinaus reisen.

„BioSentinel ist das erste seiner Art“, sagte Matthew Napoli, BioSentinel-Projektmanager am Ames Research Center der NASA, in einer Erklärung. „Es wird lebende Organismen weiter in den Weltraum bringen als je zuvor.“

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Lili Falk

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