NASA 's Long Duration Exposure Facility , o LDEF (pronunciado 'eldef'), era un autobús escolar -sized instalación cilíndrico diseñado para proporcionar a largo plazo de datos experimentales del espacio exterior medio ambiente y sus efectos en el espacio de sistemas, materiales, operaciones y seleccionado supervivencia de las esporas . [1] [2] Fue colocado en órbita terrestre baja por el transbordador espacial Challenger en abril de 1984. El plan original requería que el LDEF fuera recuperado en marzo de 1985, pero después de una serie de retrasos finalmente fue devuelto a la Tierra por Columbia en Enero de 1990. [2]
Tipo de misión | Investigación de materiales |
---|---|
Operador | NASA |
ID COSPAR | 1984-034B |
SATCAT no. | 14898 |
Sitio web | crgis |
Duración de la misión | 2076 días |
Distancia recorrida | 1,374,052,506 km (853,796,644 millas) |
Órbitas completadas | 32,422 |
Propiedades de la nave espacial | |
Fabricante | Langley |
Masa de lanzamiento | 9,700 kg (21,400 libras) |
Inicio de la misión | |
Fecha de lanzamiento | 6 de abril de 1984, 13:58:00 UTC |
Cohete | Transbordador espacial Challenger STS-41-C |
Sitio de lanzamiento | Kennedy LC-39A |
Fin de la misión | |
Recuperado por | Transbordador espacial Columbia STS-32 |
Fecha de recuperación | 12 de enero de 1990, 15:16 UTC |
Fecha de aterrizaje | 20 de enero de 1990, 09:35:37 UTC |
Lugar de aterrizaje | Pista 22 de Edwards |
Parámetros orbitales | |
Sistema de referencia | Geocéntrico |
Régimen | Tierra baja |
Excentricidad | 7.29E-4 |
Altitud del perigeo | 473,0 km (293,9 mi) |
Altitud de apogeo | 483,0 kilometros (300,1 millas) |
Inclinación | 28,5 grados |
Período | 94.2 minutos |
Llevó a cabo con éxito experimentos de ciencia y tecnología durante aproximadamente 5,7 años que han revelado una colección amplia y detallada de datos ambientales espaciales. Los 69 meses de LDEF en el espacio proporcionaron datos científicos sobre los efectos a largo plazo de la exposición espacial en materiales, componentes y sistemas que han beneficiado a los diseñadores de naves espaciales de la NASA hasta el día de hoy. [3]
Historia
Los investigadores identificaron el potencial del transbordador espacial planeado para entregar una carga útil al espacio, dejarla allí para una exposición prolongada al duro entorno del espacio exterior y, en una misión separada, recuperar la carga útil y devolverla a la Tierra para su análisis. El concepto LDEF evolucionó a partir de una nave espacial propuesta por el Centro de Investigación Langley de la NASA en 1970 para estudiar el entorno de meteoritos, el Módulo de Meteoroides y Exposición (MEM). [1] El proyecto fue aprobado en 1974 y LDEF se construyó en el Centro de Investigación Langley de la NASA . [3]
El LDEF estaba destinado a ser reutilizado y redistribuido con nuevos experimentos, quizás cada 18 meses. [4] pero después de la extensión involuntaria de la misión 1, la estructura en sí se trató como un experimento y se estudió intensamente antes de ser almacenada.
Lanzamiento e implementación
La tripulación STS-41-C del Challenger desplegó LDEF el 7 de abril de 1984 en una órbita casi circular a una altitud de 275 millas náuticas. [5]
Diseño y estructura
La forma de la estructura LDEF era un prisma de 12 lados (para adaptarse a la bahía de carga útil del transbordador orbitador), y estaba hecha completamente de acero inoxidable . Hubo 5 o 6 experimentos en cada uno de los 12 lados largos y algunos más en los extremos. Fue diseñado para volar con un extremo hacia la tierra y el otro lejos de la tierra. [6] El control de actitud de LDEF se logró con estabilización de gradiente de gravedad y distribución inercial para mantener la estabilidad de tres ejes en órbita. Por lo tanto, no se requirieron propulsión u otros sistemas de control de actitud, lo que hace que LDEF esté libre de fuerzas de aceleración y contaminantes de los disparos de chorro. [3] También había un amortiguador magnético / viscoso para detener cualquier oscilación inicial después del despliegue. [6]
Tenía dos accesorios de agarre . Un FRGF y una garra activa (detección de rigidez) se utilizaron para enviar una señal electrónica para iniciar los 19 experimentos que tenían sistemas eléctricos. [6] Esto activó el Experiment Initiate System (EIS) [7] : 1538 que envió 24 señales de inicio a los 20 experimentos activos. Había seis indicaciones de iniciación que eran visibles para los astronautas que se desplegaban [8] : 109 junto al dispositivo de agarre activo. [8] : 111
Los ingenieros originalmente tenían la intención de que la primera misión durara aproximadamente un año y que varias misiones de exposición de larga duración usarían el mismo marco. La instalación de exposición se utilizó en realidad para una única misión de 5,7 años.
Experimentos
La instalación LDEF fue diseñada para recopilar información vital para el desarrollo de la Estación Espacial Freedom (que finalmente se construyó como la Estación Espacial Internacional ) y otras naves espaciales, especialmente las reacciones de varios materiales de construcción espacial a la radiación, cambios extremos de temperatura y colisiones con el espacio. importar.
Algunos de los experimentos tenían una cubierta que se abría después del despliegue y estaba diseñada para cerrarse después de aproximadamente un año, [9] por ejemplo , Space Environment Effects (M0006). [10]
No había telemetría, pero algunos experimentos activos registraron datos en una grabadora de cinta magnética que funcionaba con una batería de dióxido de azufre y litio, [9] por ejemplo , el Experimento fotovoltaico avanzado (S0014), que registraba datos una vez al día, [11] el Estudio alemán de células solares (S1002), [11] : 91 y Efectos del entorno espacial en los sistemas de fibra óptica (M004). [10] : 182
Seis de los siete experimentos activos que necesitaban registrar datos utilizaron uno o dos módulos Experiment Power and Data System (EPDS). [7] : 1545 Cada EPDS contenía un módulo de procesamiento y control, una grabadora de cinta magnética y dos baterías LiSO 2 . [7] : 1536 Un experimento (S0069) utilizó un módulo de cinta magnética de 4 pistas que no formaba parte de una EPDS. [7] : 1540
Cincuenta y siete experimentos de ciencia y tecnología, en los que participaron investigadores gubernamentales y universitarios de los Estados Unidos , Canadá , Dinamarca , Francia , Alemania , Irlanda , los Países Bajos , Suiza y el Reino Unido , volaron en la misión LDEF. [3] Se realizaron un total de 57 experimentos en el LDEF. [2] Los gases interestelares también quedarían atrapados en un intento de encontrar pistas sobre la formación de la Vía Láctea y la evolución de elementos más pesados. [3] Algunos ejemplos son la investigación de los efectos de la exposición en:
- materiales , revestimientos y sistemas térmicos
- potencia y propulsión de naves espaciales
- fibras ópticas y cristales puros para uso en electrónica
- electrónica y óptica
- supervivencia de semillas de tomate y esporas bacterianas [3]
y física en baja gravedad, por ejemplo, crecimiento de cristales. [12]
Al menos uno de los experimentos a bordo, el Experimento de superficies de control térmico (TCSE), utilizó el microprocesador RCA 1802 . [13]
Resultados del experimento
EXOSTACK
En el experimento alemán EXOSTACK, el 30% de las esporas de Bacillus subtilis sobrevivieron a la exposición de casi 6 años al espacio exterior cuando estaban incrustadas en cristales de sal, mientras que el 80% sobrevivió en presencia de glucosa , que estabiliza la estructura de las macromoléculas celulares, especialmente durante el vacío. deshidratación inducida. [14] [15]
Si se protegían contra los rayos UV solares , las esporas de B. subtilis podían sobrevivir en el espacio hasta por 6 años, especialmente si estaban incrustadas en arcilla o polvo de meteorito (meteoritos artificiales). Los datos pueden respaldar la probabilidad de transferencia interplanetaria de microorganismos dentro de los meteoritos, la llamada hipótesis de litopanspermia . [15]
Semillas
El Experimento Espacio Expuesto Desarrollado para Estudiantes (SEEDS) permitió a los estudiantes la oportunidad de cultivar semillas de tomate experimentales y de control que habían sido expuestas en LDEF comparando e informando los resultados. Se enviaron por aire 12,5 millones de semillas y los estudiantes desde la escuela primaria hasta la escuela de posgrado devolvieron 8000 informes a la NASA. El LA Times informó erróneamente que una mutación del ADN por exposición al espacio podría producir una fruta venenosa. Si bien es incorrecto, el informe sirvió para dar a conocer el experimento y generar discusión. [16] Las semillas espaciales germinaron antes y crecieron más rápido que las semillas de control. Las semillas espaciales eran más porosas que las terrestres. [17]
Recuperación
En el lanzamiento de LDEF, la recuperación estaba programada para el 19 de marzo de 1985, once meses después del despliegue. [3] Los horarios se retrasaron, posponiendo la misión de recuperación primero hasta 1986, luego indefinidamente debido al desastre del Challenger . Después de 5,7 años, su órbita había decaído a unas 175 millas náuticas y era probable que se quemara al volver a entrar en poco más de un mes. [5] [8] : 15
Finalmente fue recuperado por Columbia en la misión STS-32 el 12 de enero de 1990. [18] Columbia se acercó a LDEF de tal manera que minimizara la posible contaminación de LDEF por los gases de escape del propulsor. [19] Mientras LDEF todavía estaba unido al brazo RMS, una extensa encuesta de 4.5 horas fotografió cada bandeja de experimento individual, así como áreas más grandes. [19] Sin embargo, las operaciones de los transbordadores contaminaron experimentos cuando las preocupaciones por la comodidad humana superaron los importantes objetivos de la misión LDEF. [20]
Columbia aterrizó en la Base de la Fuerza Aérea Edwards el 20 de enero de 1990. [3] Con LDEF todavía en su bahía, Columbia fue transportada de regreso en el Shuttle Carrier Aircraft al Centro Espacial Kennedy el 26 de enero. Se hicieron esfuerzos especiales para asegurar la protección contra la contaminación de la bahía de carga útil durante el vuelo del ferry. [3]
Entre el 30 y el 31 de enero, LDEF se retiró de la bahía de carga útil de Columbia en la instalación de procesamiento de orbitadores de KSC , se colocó en un recipiente de carga útil especial y se transportó al edificio de operaciones y caja. El 1 de febrero de 1990, LDEF fue transportado en el Sistema de Montaje y Transporte de LDEF a la Instalación de Montaje y Encapsulación de Naves Espaciales - 2, donde el equipo del proyecto LDEF dirigió las actividades de desintegración. [19]
Ver también
- Portador recuperable europeo , 1992-1993
- Unidad de volantes espaciales , 1995–1996
- Carga útil de efectos ambientales Mir , 1996–1997
- Experimento de la Estación Espacial Internacional de Materiales , (1–8) de 2001
Referencias
- ^ a b "La instalación de exposición de larga duración" . NASA . Centro de Investigación Langley. Archivado desde el original el 31 de octubre de 2013 . Consultado el 29 de julio de 2013 .
- ^ a b c Allen, Carlton. "Facilidad de exposición de larga duración (LDEF)" . NASA . Consultado el 22 de enero de 2014 .
- ^ a b c d e f g h yo Grinter, Kay (8 de enero de 2010). "Recuperación de la resolución proporcionada por LDEF, mejores datos" (PDF) . Noticias del puerto espacial . NASA. pag. 7 . Consultado el 22 de enero de 2014 .
- ^ Introducción a LDEF
- ^ a b archivo de larc LDEF
- ^ a b c Estructura LDEF
- ^ a b c d Sistemas electrónicos LDEF: éxitos, fracasos y lecciones, Miller et al. 1991
- ^ a b c ANÁLISIS DE HARDWARE DE SISTEMAS FLUIDOS EN LDEF - RESULTADOS DEL GRUPO DE INVESTIGACIÓN ESPECIAL DE SISTEMAS. Abril de 1992
- ^ a b Bandejas LDEF y experimentos
- ^ a b Electrónica y óptica
- ^ a b Experimento fotovoltaico avanzado (S0014)
- ^ Crecimiento de cristales de soluciones en baja gravedad (A0139A)
- ^ "Experimento de superficies de control térmico (TCSE)" (PDF) . Archivos en línea de la NASA . NASA . Consultado el 21 de mayo de 2016 .
- ^ Paul Clancy (23 de junio de 2005). Buscando vida, buscando en el sistema solar . Prensa de la Universidad de Cambridge .
- ^ a b Horneck, Gerda; David M. Klaus; Rocco L. Mancinelli (marzo de 2010). "Microbiología espacial" . Revisiones de Microbiología y Biología Molecular . 74 (1): 121-156. Código bibliográfico : 2010MMBR ... 74..121H . doi : 10.1128 / mmbr.00016-09 . PMC 2832349 . PMID 20197502 .
- ^ Sindelar, Terri (17 de abril de 1992). "¿El ataque de los tomates espaciales asesinos? ¡No!" . Washington, DC: NASA.
- ^ Hammond EC, Bridgers K, Berry FD (1996). "Germinación, tasas de crecimiento y análisis de microscopio electrónico de semillas de tomate voladas en el LDEF". Radiat Meas . 26 (6): 851–61. Código Bibliográfico : 1996RadM ... 26..851H . doi : 10.1016 / S1350-4487 (96) 00093-5 . hdl : 2060/19950017401 . PMID 11540518 .
- ^ "Archivo LDEF" . Centro de Investigación Langley . Archivado desde el original el 31 de octubre de 2013 . Consultado el 16 de julio de 2010 .
- ^ a b c Kramer, Herbert J. "LDEF (Instalación de exposición de larga duración)" . NASA . Portal de observación de la Tierra . Consultado el 22 de enero de 2014 .
- ^ Zolensky, M. "Lecciones aprendidas de tres misiones de retorno de muestra recientes" (PDF) .
enlaces externos
- "Sitio LDEF de NASA Langley" . Archivado desde el original el 29 de mayo de 2016 . Consultado el 11 de septiembre de 2016 .
- Sitio LDEF del Centro Espacial Johnson de la NASA
- Datos y gráficos intercostales LDEF sobre cráteres de micrometeoroides
- Mapa LDEF de ubicaciones de experimentos
- La Instalación de Exposición de Larga Duración (LDEF), Experimentos de la Misión 1 , 1984. NASA SP-473