Seks suborbitale forskningsnyttelaster fra MIT flyver til rummet og tilbage

Affyring! MIT foretog sit seneste indtog i forskning i rummet den 2. maj via seks nyttelaster fra Media Lab Space Exploration Initiative, gemt i Blue Origins New Shepard genanvendelige rumfartøj, der lettede fra en affyringsrampe i det vestlige Texas.

Det var også første gang i Media Labs historie, at interne forskningsprojekter blev lanceret i rummet, i flere minutter med vedvarende mikrotyngdekraft. Resultaterne af den forskning kan have store konsekvenser for halvlederfremstilling, kunst og telepresence, arkitektur og landbrug, blandt andet.

"De projekter, vi tester, fungerer fundamentalt anderledes i Jordens tyngdekraft sammenlignet med, hvordan de ville fungere i mikrogravitation, " forklarede Ariel Ekblaw, grundlæggeren og lederen af ​​Media Labs Space Exploration Initiative.

Tidligere har Media Lab sendte projekter til mikrogravitation ombord på det fly, som NASA brugte til at træne astronauter, kærligt tilnavnet "brækkometen". Disse parabolflyvninger giver gentagne intervaller på 15 til 30 sekunder med næsten vægtløshed. New Shepard-eksperimentkapslen vil kysse i mikrogravitation i betydeligt længere tid og krydse Karman-linjen (den formelle grænse for "rummet") i processen. Selvom det måske ikke virker som meget tid, det er nok til at få udrettet meget.

"Kapslen, hvor forskningen finder sted, buer gennem rummet i tre minutter, som giver os dyrebare øjeblikke af vedvarende, høj kvalitet mikrogravitation, " sagde Ekblaw. "Dette giver en mulighed for at udvide vores eksperimenter fra tidligere parabolske flyveprotokoller, og test også helt ny forskning."

Afhængigt af resultaterne af eksperimenterne udført under New Shepards flyvning, nogle af projekterne vil gennemgå yderligere, langsigtet forskning ombord på den internationale rumstation, sagde Ekblaw.

På denne tur, hun sendte Tessellated Electromagnetic Space Structures til udforskning af rekonfigurerbare, Adaptive miljøer, ellers kendt som TESSERAE, ud i rummet. Det ultimative mål for disse sensorforstærkede sekskantede og femkantede "fliser" er autonomt at samle sig til rumstrukturer. Disse fleksible, rekonfigurerbare moduler kan derefter bruges til habitatkonstruktion, samling af satellitter i rummet, eller endda som infrastruktur til parabolske spejle. Ekblaw håber, at TESSERAE en dag vil støtte iscenesættelsesbaser i kredsløb til menneskelig udforskning af månens eller Mars' overflade, eller muliggør rumturisme i lavt kredsløb om Jorden.

En tidligere prototype, fløjet på en parabolflyvning i november 2017, validerede forskningskonceptet mekanisk struktur, polaritetsarrangement af bindingsmagneter, og den fysiske selvsamlingsprotokol. På Blue Origin-flyvningen, Ekblaw tester et nyt indlejret sensornetværk i fliserne, samt deres kommunikationsarkitektur og vejledningskontrolaspekter af deres selvsamlingsevner. "Vi tester, om de vil cirkulere selvstændigt, finde de rigtige naboer, og bind sammen magnetisk i mikrogravitation for robust selvsamling, " sagde Ekblaw.

Et andet eksperiment ombord på New Shepard kombinerede kunst med testen af ​​et værktøj til fremtidig rumudforskning - at krydse mikrotyngdekraften med øget mobilitet. Levende afstand, et kunstværk udtænkt af Space Exploration Initiatives kunstkurator, Xin Liu, udforsker bevægelsesfrihed via en visdomstand – ja, du læste det rigtigt!

Tanden rejste til rummet båret af en robotanordning ved navn EBIFA og indkapslet i en krystallinsk beholder. Når New Shepard kom ind i rummet, containeren sprang op og EBIFA gik i gang, skyde ledninger ud med magnetiske spidser til at låse på en metaloverflade. Tanden svævede derefter gennem rummet med minimal interferens i det praktisk talt nul-tyngdekraftsmiljø.

"På denne rejse, tanden blev en nyfødt enhed i rummet, dens krystallinske, skulpturel krop og liv understøttet af et elektromekanisk system, "Skrev Xin Liu. "Hver af dens vægtløse bevægelser blev omhyggeligt beregnet på papir og modelleret i simuleringssoftware, da der aldrig kan være en sand test som denne på Jorden."

Stykket bygger på et performancekunstværk kaldet Orbit Weaver, som Liu udførte sidste år under en parabolflyvning, hvor hun var fysisk bundet til en nylonsnor, der svævede frit og fastgjort til nærliggende overflader. Orbit Weaver og Living Distance kan give indsigt til fremtidige menneskelige rumfarere om, hvordan man bedst kan navigere i vægtløshed.

Et stykke trækul tog også turen til rummet inde i et kammer foret med tegnepapir, del af et projekt designet af Ani Liu, en Media Lab-alumne. I mikrogravitation, kullet vil kortlægge sin egen kurs inde i kammeret, markerer papiret, når det flyder gennem en bue langt over Jorden.

Når kammeret vender tilbage til Media Lab, kullet vil slå sig sammen med en KUKA-robot, der vil efterligne kullets bane i løbet af de tre-ish minutter med friløb i mikrogravitation. Sammen, kullet og robotten bliver en museumsudstilling, der demonstrerer bevægelse i mikrotyngdekraft til et bredt publikum og illustrerer Space Exploration Initiatives mål om at demokratisere adgangen til rummet og invitere offentligheden til at deltage i rumudforskning.

Harpreet Sareen, en anden Media Lab alun, testet hvordan krystaller dannes i mikrogravitation, forskning, der i sidste ende kan føre til fremstilling af halvledere i rummet.

Halvledere brugt i nutidens teknologi kræver krystaller med ekstremt høje niveauer af renhed og perfekte former, men tyngdekraften forstyrrer krystalvækst på Jorden, resulterer i fejl, kontaktbelastninger, og andre fejl. Sareen og hans samarbejdspartner, Anna Garbier, skabt et laboratorium i nanostørrelse i en kasse lidt mindre end en halv gallon mælkekarton. Den elektriske strøm, der satte gang i væksten af ​​krystallerne i løbet af de tre minutter, New Shepard-kapslen var suborbital, blev udløst af raketkommandoer ombord fra Blue Origin.

Krystallerne vil blive vurderet til potentielle industrielle anvendelser, og de har også en fremtid som kunstinstallation:Floral Cosmonauts.

Og så er der de omkring 40 bier (man kan sige "apionauts"), der tog turen ud i rummet på vegne af Mediated Matter-gruppen på Media Lab, som er interesseret i at se den indflydelse rumrejser har på en bidronning og hendes følge. To dronninger, der blev insemineret på en facilitet i det amerikanske landbrugsministerium i Louisiana, gik til rummet, hver med omkring 20 ledsagende bier, hvis opgave det var at fodre hende og hjælpe med at kontrollere hendes kropstemperatur.

Bierne rejste via to små beholdere - metaboliske støttekapsler - som de tidligere byggede honeycomb-strukturer i. Dette unikke design giver dem et velkendt miljø til deres rejse. Et modificeret GoPro kamera, pegede ind i den specialdesignede beholder, der rummer bierne, blev monteret i toppen af ​​etuiet for at filme insekterne og lave en registrering af deres adfærd under flyvningen.

Alt inde i etuiet var designet til at gøre rejsen så behagelig som muligt for bierne, helt ned til en lillebitte gylden varmepude, der skulle komme i gang, hvis temperaturen faldt for lavt til en bidronning.

Forskere i Mediated Matter-gruppen vil studere biernes adfærd, når de vender tilbage til Jorden og genindført i en koloni på Media Lab. Vil dronningerne lægge deres æg? Vil de æg klækkes? Og kan bier, der har været i rummet, fortsætte med at lave pollen og honning, når de er vendt tilbage til Jorden? Det er blandt de mange spørgsmål, holdet vil stille.

"Vi har i øjeblikket ikke noget robotalternativ til bier til bestøvning af mange afgrøder, " sagde Ekblaw. "Hvis vi vil dyrke afgrøder på Mars, vi skal muligvis tage bier med. At vide, om de kan overleve en mission, genintegreres i bikuben, og trives bagefter er afgørende."

Som disse projekter viser, Space Exploration Initiative forener ingeniører, videnskabsmænd, kunstnere, og designere på tværs af en mangefacetteret forskningsportefølje. Holdet ser frem til en regelmæssig lanceringskadence og fremskridt gennem milepæle i mikrogravitationsforskning – fra parabolflyvninger, for yderligere at lancere muligheder med Blue Origin, til den internationale rumstation og endda månelandinger.

Denne historie er genudgivet med tilladelse fra MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), et populært websted, der dækker nyheder om MIT-forskning, innovation og undervisning.