Første succesrige private rumvandring: Betydningen af ​​SpaceX -missionen for videnskab

Polaris Dawn, den private SpaceX -mission, der i øjeblikket kredser om Jorden, har allerede sat flere poster siden lanceringen den 10. september. Bare timer efter lanceringen nåede Mission's Crew Dragon -rumfartøjet en højde på 1.400 kilometer, den højeste bane over Jorden nogensinde nået af et besætningsrumfartøj. Dette er de længste mennesker, der har rejst fra Jorden siden NASAs Apollo -missioner i slutningen af ​​1960'erne og begyndelsen af ​​1970'erne. I dag afsluttede to besætningsmedlemmer, den amerikanske iværksætter Jared Isaacman og Spacex Engineer Sarah Gillis, den første kommercielle rumvandring i en højde af over 700 kilometer.

”Der er meget at gøre derhjemme, men Jorden ligner virkelig en perfekt verden herfra,” sagde Isaacman, da han bankede på hovedet og overkroppen ud af rumfartøjets luge og forberedte sig på sine rumvandrer.

Selvom disse milepæle er imponerende, for forskere, derNaturHvad missionen kan betyde for fremtiden for rumforskning er endnu mere fascinerende. Med private borgere og flyvninger, der i stigende grad flyver ud i rummet, vil der være flere muligheder for at gennemføre eksperimenter i mikrogravitet og udforske grænserne for menneskelig rumrejse.

”Det er sandsynligvis den mest spændende tid inden for rumrejser siden 1960'erne,” siger Christopher Mason, en genetiker ved Weill Cornell Medical College i New York City, der leder Space Omics and Medical Atlas (Soma), et vigtigt arkiv med astronautbiomedicinske data. ”Nu har vi rumdragter, rumskibe og en mission, der alle kommer fra et privat firma, SpaceX, som virkelig er første gang, vi har alt dette uafhængigt af enhver organisation i rumfart.”

Rummekanik

Civilernes evne til at gennemføre en rumvandring kan endda betyde flere muligheder for at reparere videnskabeligt udstyr i rummet. I 2022 foreslog Isaacman, at NASA brugte en bemandet SpaceX -mission til at lancere agenturets Hubble -rumteleskop i en højere bane for at udvide sin levetid. Teleskopet har været i rummet i 34 år og vil gradvist falde ned, indtil det brænder op i Jordens atmosfære. NASA har midlertidigt afvist forslaget under henvisning til de potentielt katastrofale risici for både Hubble og besætningen.

Men med succes med nutidens rumvandring - også kendt som Extravehicular Activity (EVA) - er ideen om et privat firma, der udfører så vanskelige rumoperationer, blevet meget mere plausibel. ”Hvis Polaris Dawn er helt succesrig med sin kommercielle EVA, vil det være et skridt fremad, og det kan være nok at overbevise NASA,” sagde Laura Forczyk, administrerende direktør for rumkonsulentfirma Astralytical i Atlanta, Georgien.

I mellemtiden vil Polaris Dawn levere videnskabelige resultater, efter at den lander i Mexicogolfen eller Atlanterhavet i de kommende dage. Missionens besætningsdragers rumfartøj,ResilienceBærer 36 eksperimenter bidraget med 31 forskellige institutioner fra Canada, Saudi -Arabien og De Forenede Stater, hvoraf mange fokuserer på astronauters helbred. ”Vi kan lære meget,” sagde Isaacman på en nyhedskonference den 19. august. ”Hvis vi en dag kommer til Mars, vil vi gerne være i stand til at vende tilbage og være sunde nok til at rapportere om det.”

Flere besætninger, flere data

Polaris Dawn er den første af tre planlagte Polaris -missioner, der er finansieret og ledet af Isaacman, administrerende direktør for betalingsbehandlingsfirmaet Shift4 med base i Center Valley, Pennsylvania. Et mål med Polaris-programmet er at fremme de menneskelige rumfartsambitioner i Hawthorne, Californien-baserede SpaceX. Den tredje Polaris -mission vil være den første bemandede flyvning af SpaceX's Starship Vær, en fuldt genanvendelig mega -raket, som NASA vil bruge i de kommende år til at transportere astronauter til månens overflade som en del af deres ambitiøse Artemis -program har planlagt.

Før alt dette tester Polaris Dawn nogle grundlæggende aspekter. For det første introducerede den SpaceX's EVA -dragt, virksomhedens første dragt designet til at beskytte mennesker mod vakuum af rummet. Gillis og Isaacman bar dragterne under deres rumvandring. "Det er ikke tabt på os," sagde Isaacman på pressekonferencen 19. august, at "på et tidspunkt kan nogen måske bære en version" af dragt under en Mars -gåtur.

Derudover undersøger missionen besætningsmedlemmernes sundhed om bord. ”SpaceFlight er bare en enorm stressor,” siger Jimmy Wu, viceadministrerende direktør for Translational Research Institute for Space Health (Trish) ved Baylor College of Medicine i Houston, Texas, der indsamler medicinske data fra kommercielle rumrejsende, herunder Polaris Dawn Crew.

Forskere mener, at private bemandede rumfartøjer vil give svar om, hvordan rumrejser påvirker helbredet hurtigere end regeringsledede missioner med uddannede astronauter, fordi de starter oftere. "Det er virkelig svært at studere astronauter, fordi det tager så lang tid at få endda 10 eller 12 af dem gennem seks-måneders missioner," siger Leigh Gabel, en kinesiolog ved University of Calgary i Canada, der studerer virkningerne af mikrogravitet på knoglesundheden. "Privat rumrejse kunne give os en rigtig kant."

Hvordan kroppen håndterer plads

Gabes team vil tage røntgenbilleder i høj opløsning af Polaris Dawn Crew's håndled og ankler, når de vender tilbage til Jorden for at måle virkningen af ​​flere dage med mikrogravitet på knoglestrukturen. Hendes tidligere arbejde med astronauter, der tilbragte tid på den internationale rumstation, har vist, at måneder i mikrogravitet kan svække den interne struktur for at støtte knogler, såsom dem i benene, hvilket forhindrer dem i at komme sig fuldt ud et år efter at have vendt tilbage til Jorden. ¹

Flere forskere bruger Polaris Dawn for bedre at forstå, hvad der sker med rumassocieret neuro -okulær syndrom (SANS), en tilstand, hvor astronauter oplever permanente ændringer - og endda skader - til deres vision. Forskere har mistanke om, at sans kommer fra akkumuleret væske i øjet, der normalt ville dræne væk i Jordens tyngdekraft. Arbejder med øjenlæge Prem Subramanian og Space Health -forsker Allie Hayman fra University of Colorado Boulder, Polaris Dawn -besætningsmedlemmerne bærer hver en "smart" kontaktlinse, der kan registrere væsketryk i øjet.

Andre forskere vil undersøge virkningerne af eksponering for rumstråling - højenergi -ladede partikler - på kroppen ved at analysere DNA, RNA og andre biosamples fra Polaris Dawn -besætningen. Det er vigtigt, at Polaris Dawn repræsenterer første gang, at mange af disse analyser vil blive udført på det samme rumfartøj på tværs af to forskellige missioner: Isaacman deltog også i Soma og Trish-forskning, da han befalede Inspiration4, en all-civile Orbital Mission, der drives af SpaceX i 2021.

Isaacman er "en af ​​de mest velkarakteriserede mennesker, der nogensinde har eksisteret," siger Mason. "Det er den bedste chance for, at vi er nødt til at forstå, hvad der sker med kroppen, før du går i rummet, og hvad der sker med kroppen, hver gang du går i rummet."