MOFFETT FIELD, California (NASA PR) — Klar til å starte videre Artemis I fra NASAs Kennedy Space Center i Florida, BioSentinel – en skoeske-størrelse CubeSat – skal utføre det første langvarige biologieksperimentet i verdensrommet. Artemis oppdrag på månen vil forberede mennesker til å reise på stadig lengre og lengre oppdrag til destinasjoner som Mars, og BioSentinel vil frakte mikroorganismer, i form av gjær, for å fylle kritiske hull i kunnskap om helserisikoen i verdensrommet som utgjøres av verdensrommet stråling.
Romstråling er som et rivningsderby – på nanoskalaen. Høyenergiske galaktiske kosmiske stråler og utbrudd av solpartikler gjennomsyrer det dype rommet. Disse typer stråling kan skape kaos på elektronikk og levende celler.
BioSentinels hovedoppgave er å overvåke de vitale tegnene til gjær for å se hvordan de har det når de utsettes for stråling fra dype rom. Fordi gjærceller har lignende biologiske mekanismer som menneskelige celler, inkludert DNA-skader og reparasjon, vil gransking av gjær i verdensrommet hjelpe oss bedre å forstå risikoen for romstråling til mennesker og andre biologiske organismer og hjelpe oss med å planlegge utforskningsoppdrag med mannskap til Månen og videre. Spesifikt vil BioSentinel studere gjærcellevekst og metabolsk aktivitet etter eksponering for et miljø med høy stråling utenfor lav bane rundt jorden.
BioSentinel er en av 10 sekundære nyttelaster – som alle er seks-enheter CubeSats – som har den sjeldne muligheten til å ta en tur til det dype rommet på Artemis I. Disse satellittene er montert i Orion-sceneadapteren ombord på Space Launch System (SLS) raketten. Når de er kastet ut i verdensrommet, vil de utføre vitenskapelige og teknologiske undersøkelser. Blant denne utvalgte gruppen er BioSentinel den eneste CubeSat som har et livsvitenskapelig eksperiment.
“BioSentinel er den første i sitt slag,” sa Matthew Napoli, BioSentinel-prosjektleder ved NASAs Ames Research Center i Californias Silicon Valley. “Den vil frakte levende organismer lenger ut i verdensrommet enn noen gang før. Det er veldig kult!”
Langt ut
Så langt har Apollo 17-oppdraget til månen rekorden for den lengste varigheten av menneskelig romflukt; 1972-oppdraget varte i 12,5 dager, langt kortere enn fremtidige Mars-oppdrag som vil ta år å fullføre. Apollo-17 bar også NASAs siste eksperimenter for å studere jordisk liv i verdensrommet utenfor lav bane rundt jorden. Ingen rombiologiske eksperiment – heller ikke astronaut – har reist utover Earth-Moon-systemet, BioSentinels destinasjon.
Innen timer etter oppskyting vil SLS distribuere BioSentinel i verdensrommet. Noen dager senere vil CubeSat svinge forbi månen og fly resten av sitt seks til ni måneder lange oppdrag i bane rundt solen. Vel fremme vil BioSentinels team med jevne mellomrom utløse ukelange gjærstudier. BioSentinel vil sende dataene til jorden via NASA Deep Space Network ved hjelp av en radio utviklet av NASAs Jet Propulsion Laboratory i Sør-California.
Et nytt biosensorinstrument er en nøkkelkomponent i BioSentinels oppdrag. Biosensoren er et miniatyrbioteknologilaboratorium designet for å måle hvordan levende gjærceller reagerer på langvarig eksponering for romstråling. Kjernen er et sett med mikrofluidikkkort – tilpasset maskinvare som tillater kontrollert flyt av ekstremt små væskevolumer. Disse kortene gir et habitat for gjær og en måte for forskere å observere dem i sanntid.
BioSentinels biosensorteknologi er basert på mikrofluidikksystemer utviklet for tidligere CubeSat-oppdrag. Den siste forløperen var NASAs E. coli antimikrobiell satellitteller EcAMSat, oppdrag som fløy i 2017. Satellitten ble utplassert i lav bane rundt jorden fra Internasjonal romstasjon å studere det genetiske grunnlaget for hvor effektivt antibiotika kan bekjempe bakterier i romfart.
Et instrument for fysisk strålingsdetektor utviklet ved NASAs Johnson Space Center i Houston går sammen med BioSentinels biosensor. Den karakteriserer og måler stråling, og resultatene vil bli sammenlignet med biosensorens biologiske respons. Data fra identiske sett med BioSentinels instrumenter ombord på romstasjonen og i et laboratorium i Ames vil bli brukt til å sjekke og sammenligne gjærens reaksjoner i ulike gravitasjons- og strålingsmiljøer.
SmallSat-undersystemer blir mindre
I 2013 lanserte Ames et lite satellittoppdrag til månen, den Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer. Selv om LADEE ikke utførte biovitenskapelig forskning, bidro det til å bane BioSentinels vei fremover. Mye av BioSentinels team jobbet på LADEE. De hadde godt av erfaring med å utvikle og drive et romfartøysoppdrag nær månen.
“Teamet ønsket å ha så mye plass til vitenskapelige nyttelaster som mulig ombord på BioSentinel og ingeniørene leverte,” sa Napoli. «LADEE hadde mer plass til flyelektronikk. En stor utfordring var miniatyrisering.»
LADEE var større enn et husholdningskjøleskap. BioSentinels ingeniører stappet mange delsystemer i et lite volum. Dens avionikk er omtrent på størrelse og form som en halv liters kartong med melk.
“Nå har vi en CubeSat-buss – delsystemene som kjører romfartøyet – liten nok til å la to tredjedeler av volumet inne i romfartøyet for vitenskapelig nyttelast. Dette var definitivt en stor sak, sa Napoli.
BioSentinel bygger på Ames historie, og kombinerer senterets styrker innen rombiologisk forskning og små satellittteknologi. Ames har flere tiår med erfaring med å studere livet i verdensrommet, inkludert forskning ombord på romfergen, romstasjonen og frittflygende satellitter. BioSentinel er finansiert av NASAs Exploration Systems Development Mission Directorate, og mer enn 100 ingeniører og forskere jobbet med prosjektet. Deres bidrag vil bidra til å fremme NASAs mål om å beskytte astronauthelse og ytelse under fremtidige dype romutforskningsoppdrag.
Lære mer:
For forskere: