Již 29. komerční zásobovací mise firmy SpaceX, tedy CRS-29, dopraví na Mezinárodní kosmickou stanici vědecké experimenty a technologické demonstrátory, mezi kterými najdeme třeba zařízení pro optickou komunikaci, či přístroj pro měření atmosférických vln. Bezpilotní kosmická loď Dragon 2 odstartuje vstříc oběžné dráze z Kennedyho kosmického střediska na Floridě nejdříve 5. listopadu. V tomto článku si posvítíme na některé zajímavé projekty, které Dragon přiveze.

Laserová komunikace

Technologický demonstrátor ILLUMA-T má Meziárodní kosmické stanici nabídnout vylepšení přenosových kapacit pro data. Terminál umístěný na vnějším plášti stanice využije optickou komunikaci (laser) k odeslání velkých objemů dat vstříc jinému technologickému demonstrátoru, kterým je LCRD (Laser Communications Relay Demonstration) umístěný na geostacionární oběžné dráze. LCRD pak odešle přijatá data do optické pozemní stanice Haleakala na Havaji nebo Table Mountain v Kalifornii. Systém využívá okem neviditelné infračervené záření a pro odesílání i přijímání nabízí vyšší přenosové rychlosti než tradiční rádiové komunikační aparatury. Díky tomu zvládne během jediného komunikačního okna přenést více fotek a videí z vesmíru, či instrukcí a pokynů na ISS. ILLUMA-T má navíc vyšlapat cestu k tomu, aby mohly být laserové komunikační terminály umístěny na sondy obíhající kolem Měsíce a Marsu.

ILLUMA-T a LCRD společně vytvoří první obousměrný laserový komunikační systém v historii NASA. Laserová komunikace může doplnit rádiovou komunikaci ve většině kosmických misí, které se dnes používají k odesílání dat na Zemi či naopak jejich přijímání. Jak říká Glenn Jackson z Goddardova střediska v marylandském Greenbeltu, který je manažerem projektu ILLUMA-T, jsou laserové terminály menší, lehčí a méně energeticky náročné než tradiční rádiové aparatury. Menší rozměry uvolní cenný prostor pro vědecké experimenty, nižší hmotnost sníží výrobní náklady a nižší odběr elektřiny zase bude klást menší nároky na akumulátory a další součásti energetického systému. Podrobněji jsme se zařízení ILLUMA-T věnovali v tomto článku.

Vlny v atmosféře

Americký experiment AWE (Atmospheric Waves Experiment) využije infračerveného snímkování k charakterizaci, distribuci a pohybu atmosférických gravitačních vln (AGWs). Tyto vlny se valí zemskou atmosférou, pokud je vzdušná masa narušena. Je to podobný proces, jaký nastává, když hodíme kámen do vody.

„Atmosférické gravitační vlny jsou jedním z mechanismů přenosu energie a hybnosti v klimatickém systému a hrají roli v definování klimatu a jeho vývoje,“ říká spoluautor výzkumu, Jeff Forbes, z University of Colorado v Boulderu. Podle jeho slov jsou tyto vlny u zdroje relativně malé, ale postupně zesilují s výškou a potenciálně mohou indikovat změny klimatu, které nejsou v nižších výškách snadno pozorovatelné. Tento výzkum může díky dlouhodobým pozorováním fyzických procesů v atmosférické cirkulaci zlepšit nejen znalosti vědců o AGWs, ale také obecné chápání zemské atmosféry, počasí a klimatu.

Výzkumníci se také těší na údaje o tom, jak se AGWs podílí na kosmickém počasí, což je pojem zahrnující různé podmínky ve Sluneční soustavě včetně slunečního větru. Kosmické počasí ovlivňuje pozemské i kosmické komunikační, navigační a sledovací systémy. Vědci vědí o vztahu QGWs a kosmického počasí jen velmi málo a tento výzkum by mohl zaplnit mezery ve znalostech. Získané výsledky by mohly podpořit vývoj metod, které by nakonec mohly omezit dopady projevů kosmického počasí.

Stanice ISS poskytuje ideální platformu pro výzkum díky své výšce a geografickému i časovému pokrytí. „AWE je výzkumný projekt, který vyšlapává novou cestu. Měl by provádět první globální měření gravitačních vln na okraji kosmického prostoru,“ vysvětluje Forbes a dodává: „Jde o důležitý krok na cestě k porozumění gravitačním vlnám v atmosféře a jejich podílu na blízkozemním kosmickém počasí.“

Další výzkumné projekty mířící na ISS

Experiment Space Flight Induced Ovarian and Estrogen Signaling Dysfunction, Adaptation, and Recovery se týká základního výzkumu a má navázat na předešlé studie v mikrogravitaci, které se snaží porozumět kombinovaným účinkům kosmického letu, nutričního a environmentálního stresu na řízení ovulace a výsledné účinky na kostru. Výsledky tohoto experimentu pomohou identifikovat účinky stresu na ovulaci a možnosti zlepšení stavu kostí i u pacientů na Zemi.

Evropský experiment Aquamembrane-3 je pokračováním procesu vyhodnocování možností náhrady multifiltračních systémů, které se používají k recyklaci vody na ISS, za membránu AIM (Aquaporin Inside Membrane). Jedná se o membrány, které obsahují proteiny z živých buněk, kterým se říká akvaporiny, které by mohly provádět filtraci rychleji při menší spotřebě energie. Prvotní testy technologie AIM v roce 2015 ukázalo, že filtrace vody touto membránou je v mikrogravitaci možná. Aktuální navazující experiment má demonstrovat, jak efektivně mohou membrány eliminovat znečištění v odpadní vodě na stanici. Výsledky umožní pokročit ve vývoji kompletního a plnorozměrového systému recyklace vody, který by byl založen na těchto membránách. Tím by mohlo být dosaženo lepší recyklace a také snížení množství materiálu, který se musí na stanici dopravovat. Tato technologie pro filtraci vody by měla své uplatnění i na Zemi, ať už by šlo o vojenské či jiné mimořádné aplikace, či pro decentralizované vodní systémy v odlehlých oblastech.

Experimennt Gaucho Lung bude studovat, jak hlen pokrývající dýchací systém ovlivňuje podávání léku v malém množství vstříknuté tekutiny označované jako kapalná zátka. Provádění experimentu v mikrogravitaci umožňuje izolovat zapojené faktory včetně kapilárních sil, charakteristik hlenu a gravitace. Pochopení účinků těchto faktorů může pomoci vývoji a optimalizaci cílených léčebných postupů respiračních onemocnění. Kromě toho se může tento výzkum podílet i na nových strategiích pro řízení kontaminace v trubičkách pro transport kapalin ve zdravotnictví a potravinářství.

Přeloženo z:
https://www.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/illuma-t_to_lcrd.png
https://images-assets.nasa.gov/image/jsc2023e064874/jsc2023e064874~large.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/illuma-t_team.jpg
https://images-assets.nasa.gov/image/jsc2023e055877/jsc2023e055877~large.jpg
https://images-assets.nasa.gov/image/jsc2023e055878/jsc2023e055878~large.jpg
https://images-assets.nasa.gov/image/jsc2023e055879/jsc2023e055879~large.jpg
https://images-assets.nasa.gov/image/jsc2023e055870/jsc2023e055870~large.jpg