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| Informações da missão | |
|---|---|
| Operadora | NASA |
| Ônibus espacial | Columbia |
| Astronautas | Richard Richards Kenneth Bowersox Bonnie Dunbar Ellen Baker Carl Meade Lawrence DeLucas Eugene Trinh |
| Base de lançamento | Plataforma 39A,Centro Espacial John F. Kennedy |
| Lançamento | 25 de junho de1992 16h12min23sUTC Cabo Canaveral,Flórida, Estados Unidos |
| Aterrissagem | 9 de julho de1992 11h42min27s UTC Centro Espacial John F. Kennedy,Cabo Canaveral, Flórida,Estados Unidos |
| Órbitas | 221 |
| Duração | 13 dias, 19 horas, 30 minutos 4 segundos |
| Altitude orbital | 309 por 302 quilômetros |
| Inclinação orbital | 28,5 graus |
| Distância percorrida | 9,2 milhões de quilômetros |
| Imagem da tripulação | |
 Baker, Bowersox, Dunbar, Richards, Meade, Trinh e DeLucas | |
STS-50 foi uma missão do programa doônibus espacial e a décima-primeira missão daColumbia. Nela foi levada àórbita pela primeira vez oSpacelab,módulo-laboratório multifuncional para experiências científicas emmicrogravidade.[1][2][3]
O Laboratório de Microgravidade dos Estados Unidos 1 foi uma missão doSpacelab, contendo experimentos nas áreas da ciência dos materiais,física dos fluídos ebiotecnologia. Este foi o primeiro voo de umônibus espacial com ohardware EDO (Orbitador de Duração Estendida), permitindo voos de maiores duração.
A carga primária foi o Laboratório de Microgravidade dosEstados Unidos 1 (USML- 1), realizando seu primeiro voo; trazia um módulo pressurizado do Spacelaba. sendo o primeiro de uma série de voos planejados para prover avanços na pesquisa sobre microgravidade dosEstados Unidos em uma série de disciplinas. Os experimentos conduzidos foram:
Os experimentos secundários foram: Investigações sobre o Processamento de Membranas de Polímeros (IPMP), Experimento de Rádio Amador no ônibus espacial II (SAREX II) e o Ultraviolet Plume Instrument (UVPI).
Oônibus espacialColumbia foi lançado em órbita para o voo de um ônibus espacial mais longo na história. O Columbia aterrissou quase 14dias após retornando com dados e espécimes provenientes de importantes experimentos commicrogravidade. A missão STS-50 carregou o primeiro Laboratório de Microgravidade doEstados Unidos (USML-1) ao espaço, conduzindo experimentos sobremicrogravidade de longa duração.
Durante a missão estendida do Columbia, cientistas membros do grupo, trabalhando dentro do módulo Spacelab carregado no compartimento de carga do Columbia conduziram mais de 30 investigações e teste de microgravidade. Para maximizar o retorno científico da missão, os experimentos ocorreram em horários programados. A investigações foram conduzidas em cinco áreas básicas da pesquisa em microgravidade:dinâmica dos fluidos,ciência dos materiais,ciência da combustão,biotecnologia e demonstrações tecnológicas que buscavam comprovar os conceitos experimentais para utilização nas futuras missões com ônibus espaciais e naestação espacial Freedom.
Três novas instalações principais foram lançadas no USML-1. Estas foram o Forno de Crescimento de Cristais, o Surface Tension Driven Convection Experiment apparatus, e o Drop Physics Module. Um dispositivo adicional novo dahardware neste voo foi a versátil Glovebox, que permitiu a manipulação "manual" de pequenos experimentos enquanto isolava o grupo doslíquidos,gases, ousólidos envolvidos. Alguns dos experimentos do USML-1 são descritos abaixo.
O Forno de Crescimento de Cristais (CGF) é uma instalação reutilizável para a investigação do crescimento de cristais em microgravidade. Ele é capaz de processar automaticamente até seis grandes amostras a temperaturas de até 1 600grausCelsius. Amostras adicionais podem ser processada através de realização da troca manual de amostras. Dois métodos de crescimento de cristal, asolidificação direcional e otransporte de vapor, foram utilizados no USML-1. Através da análise da composição e daestrutura atômica dos cristais crescidos sem a influência dominante dagravidade, os cientistas obtiveram conhecimentos sobre as correlações entras o fluxo de fluidos durante a solidificação e os defeitos em umcristal. O CGF operou por 286 horas e processou sete amostras, três a mais do que o planejado, incluindo doiscristais semicondutores dearsenido de gálio. Os cristais de arsenido de gálio são utilizados emcircuitos integrados digitais de alta velocidade, em circuitos integrados optoeletrônicos e emlasers de estado sólido. Os membros do grupo conseguiram mudar as amostras, utilizando uma Glovebox flexível especialmente projetada, para prover operações adicionais de experimentos.
O Surface Tension Driven Convection Experiment (STDCE) foi o primeiro experimentos espacial a utilizar instrumentos noestado da arte para obter dados quantitativos sobre o fluxo de tensão na superfície de líquidos sobre uma ampla faixa de variáveis em um ambiente de microgravidade. Pequenas diferenças detemperatura na superfície foram o suficiente para gerar fluxos subtis na superfície dos líquidos. Tais fluxos, referidos com "termocapilaridade", existem nas superfícies de fluidos daTerra. Entretanto, os fluxos de termocapilaridade da Terra são muitos difíceis de serem estudados pois eles são comumente disfarçados pelos fluxos deempuxo muito mais fortes. Em microgravidade, os fluxos de empuxo são enormemente reduzidos permitindo o estudo destefenômeno. O STDCE proveu as primeiras observações do fluxo de termocapilaridade em fluidos comsuperfíciecurvada e demonstrou que atensão superficial é uma força de controle poderosa no movimentos dos fluidos.
O Drop Physics Module (DPM) permitiu o estudo dos líquidos sem a interferência de umrecipiente. Oslíquidos na Terra assumem aforma do recipiente que o contém. Desta forma, os materiais que compõe o recipiente podem contaminar quimicamente os líquidos em estudo. O DPM utilizaondas acústicas para produzirgotas no centro de uma câmara. Estudando os líquidos dessa maneira, oscientistas tem a oportunidade de testas as teorias básicas dosfluidos nas áreas da dinâmica não-linear,ondas de capilaridade ereologia da superfície. Os membros do grupo, através da manipulação das ondas sonoras, foram capazes de rodas, oscilar, unir, e mesmo separar os líquidos. Em outro teste, os membros do grupo foram capazes de criar uma gotas composta, uma gota dentro de outra, para investigar um processo que pode ser eventualmente empregado para encapsularcélulas vivas em uma membrana semi-permeável para utilização em tratamentos médicos detransplante.
O Glovebox se mostrou como um dos equipamentos novos de laboratórios espaciais mais versáteis. Ele ofereceu ao grupo a oportunidade de manipular muitos tipos diferentes de atividade de teste, demonstrações e materiais, mesmo os materiais tóxicos, irritantes ou potencialmente infecciosos, sem haver o contato direto com estes. O Glovebox possuía uma janela de visão em um espaço de trabalho limpo, luvas embutidas para a manipulação de amostras e equipamentos, um sistema de pressão do ar negativa, e uma porta de entrada para a passagem de materiais e experimentos para dentro e fora da área de trabalho. O uso primário do Glovebox foi para misturar cristais de proteína seletivamente e monitorar seus crescimentos. O Glovebox permitiu que os membros do grupo mudassem periodicamente as composições para otimizar o crescimento. Os outros testes conduzidos com este equipamento incluíam estudos naschamas dasvelas, esticamento de fibras, dispersão departículas, convecção na superfície de líquidos, e interfaces líquido/recipiente. Ao total foram conduzidos dezesseis testes e demonstrações no interior deste equipamentos. O Glovebox também proveu aos membros do grupo a oportunidade de efetuar operações de backup no Generic Bioprocessing Apparatus que não haviam sido planejadas.
Outros dos experimentos do Spacelab foi o Generic Bioprocessing Apparatus (GBA), um dispositivos para o processamentos de materiais biológicos. O GBA processou 132 experimentos individuais com o volume de algunsmilímetros. O aparato estudou células vivas,microorganismos utilizados no tratamento deresíduos ecológico, no desenvolvimento de ovos de vespa, e em outros testes de modelos biomédicos que foram utilizados na pesquisa docâncer. Uma amostra estudada, Liposomos, consistia deestruturasesféricas que poderiam ser utilizadas para encapsular remédios. Se este produto biológico puder ser formado propriamente, ele poderia ser utilizado para entregar uma droga a um tecido específico do organismo, tal como um tumor.
Enquanto a maioria dos experimentos da STS-50 foram conduzidos no Laboratório de Microgravidade dos Estados Unidos, outros foram realizados no compartimento mediano do Columbia. Incluídos nestes experimentos estavam os estudos sobre o Crescimento de Cristais de Proteína, Astrocultura, e o Crescimento de Cristais de Zeolite.
O experimento Crescimento de Cristais de Proteína realizou seu décimo quarto voo em umônibus espacial, porém o USML-1 representou a primeira vez em que os membros do grupo foram capazes de otimizar as condições de crescimento utilizando a instalação Glovebox. Cerca de 300amostras foram semeadas a partir de 34 tipos deproteínas incluindo a Transcriptase Complexa do HIV Reverso (umenzima que é o elemento chave para a replicação daAIDS) e o Fator D (uma enzima importante nossistemas imunitários humanos). Cerca de 40 porcento das proteínas que estiveram em voo foram utilizadas para estudos comdifração deraio X. O maior tamanho e rendimento pode ser atribuído ao maior tempo de crescimento dado aos cristais nesta missão. Oscientistas em terra e utilizaram acristalografia com raio X para estudar asestruturastridimensionais das proteínas que, quando determinadas, podem auxiliar no controle das atividades de cada proteína através do projeto de novasdrogas.
O experimento deastrocultura avaliou um sistema de entrega deágua que seria utilizado para suportar o crescimento de plantas sobmicrogravidade. O crescimento de plantas no espaço é visto como um possível método para se provercomida,oxigênio, água potável e remoção dedióxido de carbono para uma habitação humana de longa duração no espaço. Visto que osfluidos se comportam de maneira diferente em microgravidade com relação ao seu comportamento naTerra, os sistemas de regulagem utilizados na Terra não se adaptam de maneira satisfatória à microgravidade.
O experimento Crescimento de Cristal de Zeolite processou 38 amostras separadas que foram misturadas no Glovebox. Os cristais de Zeolite são utilizados para a purificação de fluidos biológicos, como aditivos emdetergentes delavanderia e em aplicações delimpeza deresíduos.
A STS-50 não apenas marcou o primeiro voo do Laboratório de Microgravidade dos Estados Unidos, mas também marcou o primeiro voo do Orbitador de Duração Estendida. Para prepararem-se para pesquisas de longa-duração sobremicrogravidade abordo daestação espacial Freedom, oscientistas e a NASA buscaram experiência prática no manejamento em tempos progressivamente mais longos para seus experimentos. Oônibus espacial comumente provê de umasemana adezdias de microgravidade. Graças aokit do Orbitador de Duração Estendida, o ônibus espacialColumbia se manteve em órbita por quase 14 dias e outras missões com este veículo poderiam ter duração de até umamês. O kit consistida detanques dehidrogênio eoxigênio extras para produção de energia, e um sistema deregeneração de ar aprimorado para a remoção dodióxido de carbono doar dacabine.
Um dos aspectos práticos de uma permanência de maior duração no espaço será o requerimento de manter asaúde eperformance do grupo. Durante a STS-50, os membros do grupo conduziram testes biológicos como parte doProjeto Médico EDO. Os membros do grupo monitoraram suaspressões sanguíneas,taxas de batimentos cardíacos e obtiveram amostras daatmosfera durante o voo. Eles também avaliaram o dispositivo Lower Body Negative Pressure (LBNP) como uma contramedida para a redução de fluidos do corpo humano que ocorre no espaço normalmente. Caso os efeitos benéficos do LBNP durem ao menos 24horas, ele poderia melhorar a performance do grupo nareentrada eaterrissagem.
Os membros do grupo da STS-50 também operaram o Experimento de Rádio Amador em Ônibus Espacial (SAREX). Através do experimento, os membros puderam contatar operadores derádios de ondas curtas, uma réplica de uma vela noOceano Pacífico, eescolas selecionadas ao redor do mundo.
O experimento Investigações sobre o Processamento de Membranas de Polímeros (IPMP) havia voado previamente em seis outras missões com ônibus espaciais. Ele foi utilizado para estudar a formação de membranas de polímeros sobmicrogravidade com o objetivo de melhorar sua qualidade e utiliza-las como filtros em processos biomédicos e industriais.
Ainsígnia da missão mostra o ônibus espacial na posição de voo típica para amicrogravidade. A faixa do USML se estende do compartimento de carga, no qual o módulo do Spacelab contém o texto μg, o símbolo utilizado para representar a microgravidade. Ambas asestrela e as faixas nas letras do USML assim como osEstados Unidos em destaque na terra abaixo do ônibus espacial mostram o fato de que esta é uma missão científica totalmente americana.
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