home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Suzy B Software 2 / Suzy B Software CD-ROM 2 (1994).iso / nasa / mcrograv / mcrograv.txt < prev   
Encoding:
Text File  |  1995-05-02  |  24.0 KB  |  470 lines

  1. IML-1: The First International Microgravity Laboratory
  2.  
  3.      For seven days in early 1992, NASA's Spacelab will transform
  4. the Space Shuttle Discovery into an international, orbiting
  5. laboratory.  Discovery's crew of seven, representing three
  6. different countries, will explore the effects of weightlessness on
  7. both materials and certain life functions.  While some experiments
  8. will be carried out in the Shuttle crew cabin, most will take place
  9. in the shirtsleeve environment of Spacelab, a fully-equipped
  10. research laboratory carried within the orbiter's cargo bay.
  11.  
  12.      The first in a series of International Microgravity Laboratory
  13. missions, IML-1 is a NASA Office of Space Science and Applications
  14. mission operation and a cooperative venture of space agencies
  15. around the world.  It is managed by and controlled from NASA's
  16. Marshall Space Flight Center in Huntsville, Ala.  More than 220
  17. scientists from 14 nations (including the U.S.) have contributed to
  18. the experiments for the IML-1 flight aboard Shuttle mission STS-42.
  19.  
  20.  
  21.      The near weightlessness, or "microgravity," of low-Earth orbit
  22. makes it a unique environment for science.  Gravity is an
  23. influential factor in the way life develops and how materials
  24. interact on Earth.  The IML-1 science crew will delve into the
  25. fundamentals or materials processing, measuring subtle interactions
  26. that would be masked by gravity's pull on Earth.  They will grow
  27. crystals of interest to researchers in advanced electronics and
  28. medicine.  They will test the adaptation to microgravity of their
  29. own bodies, as well as that of life forms ranging from tiny cells
  30. to plants and insects.  The physical changes astronauts experience
  31. in space, such as the space adaptation syndrome and bone and muscle
  32. deterioration, will be closely examined.  Lessons learned will be
  33. important to planning future long-term missions aboard Space
  34. Station Freedom and exploration of the moon and Mars.
  35.  
  36.      Discoveries gained through the IML-1 mission will not only aid
  37. future space exploration; they hold potential for improving life on
  38. Earth as well.  As space experiments increase our knowledge about
  39. biological processes such as bone cell production and inner ear
  40. sensitivity to gravity, we can apply what we learn to medical
  41. problems at home.  Insights into the influence of gravity and other
  42. physical phenomena on producing improved materials will be useful
  43. on Earth.  Also, in some cases higher quality protein crystals can
  44. be grown in space than on the ground, assisting scientists in the
  45. definition of the structures of these proteins -- many of which are
  46. basic components of life and a few of which may be keys to
  47. producing more effective treatments for disease.
  48.  
  49.  
  50. An International Mission
  51.  
  52.      IML-1 equipment has been provided by NASA, the European Space
  53. Agency (ESA), the Canadian Space Agency (CSA), the French National
  54. Center for Space Studies (CNES), the German Space Agency (DARA),
  55. and the National Space Development Agency of Japan (NASDA).  The
  56. experiments were developed by scientists from those agencies and
  57. from other institutions around the world.  Together, principal
  58. investigators (experiments science team leaders) for each of the
  59. experiments form the IML-1 Investigator Working Group which guides
  60. science planning for the mission.
  61.  
  62.      The international cooperation of missions such as IML-1 is a
  63. mutually beneficial arrangement.  NASA provides mission management
  64. and some experiments, prepares the payload, and furnishes Shuttle
  65. transportation to and from orbit.  Other space agencies provide
  66. additional hardware of particupar interest to U.S. scientists that
  67. both international and American scientists use.  In addition to
  68. reducing costs for the individual agencies, this cooperation allows
  69. scientists from all over the world to share experiment results.
  70.  
  71.  
  72. The Laboratory
  73.  
  74.      In view of their international nature, it is appropriate that
  75. the IML flights are Spacelab missions.  The European Space Agency
  76. provided Spacelab to NASA in 1981 as its contribution to the Space
  77. Shuttle program.  Spacelab equipment, which operates within the
  78. Shuttle's cargo bay throughout a mission, consists of several
  79. components which can be assembled into different configurations to
  80. meet needs of specific missions.  A fully-equipped pressurized
  81. laboratory module allows scientists to work much as they would in
  82. Earth-bound labs, while open platforms, called pallets, are
  83. available for mounting experiments requiring direct exposure to
  84. space.  The IML-1 mission uses the module only, which is connected
  85. to the orbiter's crew cabin by a pressurized tunnel.
  86.  
  87.      Spacelab control equipment and experiment facilities are
  88. stowed in racks lining the sides of the module.  For the IML-1
  89. mission, the center aisle of the laboratory will also be occupied
  90. by experiment equipment.  One important advantage of Spacelab is
  91. that all hardware is returned to Earth, allowing it to be used
  92. again.  The four previous Spacelab module missions have produced an
  93. impressive international inventory of hardware  equipment.  Some 60
  94. percent of the IML-1 experiments flew aboard previous Spacelabs.
  95.  
  96.      During Spacelab missions, controllers and experiment
  97. scientists direct science activities from the Spacelab Mission
  98. Operations Control facility in Huntsville, Ala.  They have a direct
  99. voice communication link with the orbiting Spacelab crew, and
  100. on-board video cameras make it possible for them to view crew and
  101. experiment activities.  Scientists and controllers on the ground
  102. can receive information from Spacelab experiments and send commands
  103. via computer links.  With this ready communications access,
  104. scientists on the ground and scientists in orbit can work together
  105. sharing information about experiments, monitoring data, solving
  106. problems and revising experiment plans to take advantage of
  107. unexpected research opportunities.
  108.  
  109.  
  110. The IML-1 Crew
  111.  
  112.      The STS-42 IML-1 flight has a seven-member crew.  Air Force
  113. Colonel Ronald J. Grabe, a NASA astronaut since 1980 and veteran of
  114. two previous Shuttle missions, serves as commander.  The orbiter
  115. crew, which will support scientific research in addition to
  116. operating the Shuttle, includes on their first Shuttle flight Pilot
  117. Stephen S. Oswald and Mission Specialist William R. Readdy, both
  118. aerospace engineers and former test pilots.
  119.  
  120.      Science investigations in orbit will be conducted primarily by
  121. the Spacelab payload crew, composed of two mission specialists and
  122. two payload specialists.  Mission specialists are NASA astronauts
  123. with expertise in medicine, science or engineering.  Payload
  124. specialists are not career NASA astronauts, but rather scientists
  125. nominated by the Investigator Working Group to participate in a
  126. Shuttle mission.  The two mission specialist members of the payload
  127. crew are: Dr. Norman E. Thagard, a medical doctor, electrical
  128. engineer, and former naval aviator; and Marine Lieutenant Colonel
  129. David C. Hilmers, an electrical engineer.  Both have flown on three
  130. previous Shuttle missions.
  131.  
  132.      Payload specialists are: Dr. Roberta L. Bondar, a medical
  133. doctor who has been a member of the Canadian Astronaut Program
  134. since 1983; and Dr. Ulf D. Merbold, a German physicist representing
  135. the European Space Agency and head of his country's astronaut
  136. office.  Merbold flew on the first Spacelab mission (Spacelab 1,
  137. 1983) as a payload specialist.  Alternate payload specialists, who
  138. serve as backup for the payload specialists, are Dr. Roger K.
  139. Crouch, chief scientist in NASA's Microgravity Science and
  140. Applications Division; and Dr. Kenneth E. Money, a Canadian
  141. scientist who has done extensive research in vestibular function
  142. and motion sickness.  During the mission, they will perform a key
  143. role in the Spacelab control center as communicators between the
  144. scientists on the ground and the crew in orbit. 
  145.  
  146.  
  147. The IML-1 Mission
  148.  
  149.      Many IML experiments require a very smooth ride through space
  150. so their delicate operations will not be disturbed.  Therefore,
  151. when the Shuttle Discovery achieves its 160-nautical-mile orbit, it
  152. will be placed into a "gravity-gradient" attitude with its tail
  153. pointed toward Earth.  This allows its position to be maintained
  154. primarily by natural forces and reduces the need for frequent
  155. orbiter thruster firings which could disturb sensitive experiments.
  156.  
  157.      Because of the great number of experiments planned for the
  158. mission, the crew will work around the clock in two 12-hour
  159. shifts.  The first hours of the mission will be especially busy.
  160. The payload crew will begin the mission by setting up equipment and
  161. turning on experiment facilities.  Because the Spacelab module is
  162. placed in the Shuttle's cargo bay weeks before launch, critical
  163. biological and materials samples, which degrade quickly, will be
  164. loaded into crew-cabin lockers a few hours before liftoff.  Orbiter
  165. and payload crew members will transfer these samples to experiment
  166. facilities in the laboratory before science operations are begun.
  167.  
  168.      During the first days of the mission, the payload crew will
  169. activate critical biological and materials experiments and set up
  170. those involving plants, cells and crystals.  Much of the crew time
  171. throughout the mission will be devoted to experiments which measure
  172. how their own bodies adapt to living in space.  Throughout the
  173. mission, crystal growth and fluid physics research will be
  174. conducted, and experiments will be carried out.  Experiments also
  175. will continue with plants, cells and other biological specimens.
  176. The crew will check investigations periodically, make adjustments
  177. needed to enhance results and, when necessary, replace specimens or
  178. preserve them for ground-based analysis.  The payload crew aboard
  179. Spacelab will use both voice and video links to consult with the
  180. scientists on the ground during critical operations and to modify
  181. experiments as required.  
  182.  
  183.      The last days will be spent completing investigations.   The
  184. crew will repeat some experiments performed earlier in the mission
  185. to measure how their bodies have adapted to space over the course
  186. of the flight.  On the final day, they will turn off the equipment,
  187. store samples and specimens, and prepare the laboratory for
  188. landing.
  189.  
  190.      Complete analysis of all the data acquired during the mission
  191. may take from a few months to several years.  Results will be
  192. shared with the worldwide scientific community through normal
  193. publication channels.
  194.  
  195.  
  196. The IML-1 Experiments
  197.  
  198.      Life science and materials science are logical partners for
  199. Spacelab missions.  Materials processing facilities draw an
  200. extensive amount of the power available for experiments, but they
  201. demand comparatively little crew time.  On the other hand, life
  202. science experiments -- particularly those where the crew serve as
  203. test subjects as well as scientists -- are time-intensive but do
  204. not require a great deal of power.
  205.  
  206. Life Science
  207.  
  208.      Many of the IML-1 life science experiments will study the
  209. impact of weightlessness on certain elements of human function,
  210. using the crew as experiment subjects.  Others will concentrate on
  211. the effects of gravity and radiation on the development of
  212. biological samples -- from spores and plants to bacteria and fruit
  213. flies.  Before we can send astronauts on long space journeys or
  214. establish outposts on other worlds, we must know more about the
  215. effects of space on all forms of life.
  216.  
  217.      NASA's Microgravity Vestibular Investigations place a crew
  218. member in a rotating and oscillating chair, located in the center
  219. aisle of the laboratory, to test optic and inner ear responses to
  220. head and body movements in weightlessness.  On Earth, the brain
  221. perceives movement by comparing what a person sees and hears with
  222. signals from the gravity- and motion-detecting vestibular organs of
  223. the inner ear.  These vestibular signals are altered in space, so
  224. astronauts often experience unusual motion sensations or even
  225. experience nausea similar to motion sickness until they adjust to
  226. the new environment.  Crew members will be subjected to different
  227. frequencies and directions of rotation in the test chair, while eye
  228. motions are recorded with a tiny video camera mounted in a special
  229. helmet.  These types of data will be taken at the beginning, in the
  230. middle, and near the end of the flight, allowing scientists to
  231. track changes over time.
  232.  
  233.      Effects of weightlessness on the human body will also be
  234. evaluated with five Space Physiology Experiments, provided by
  235. Canada.  The most extensive of these focuses on the vestibular
  236. system, while others study cardiovascular deconditioning, the back
  237. pain often experienced by astronauts, crew member energy
  238. expenditure, and eye movement resulting from motion stimulation of
  239. the inner ear.  Crew member test subjects will ride in a mini-sled
  240. attached to a track on the Spacelab floor.  A sixth experiment,
  241. investigating the physics of phase partitioning (separation of two
  242. materials), a process which may be used to separate biological
  243. materials, is also included in this group.
  244.  
  245.      The Mental Workload and Performance Evaluation, a NASA
  246. experiment, has a very practical purpose: determining the most
  247. comfortable positions and efficient equipment for doing "desk work"
  248. in space.  Crew members will perform various tasks requiring
  249. interaction with a computer workstation.  The facility includes an
  250. adjustable surface for planning sessions and record keeping, as
  251. well as a portable computer with a keyboard, joystick, and
  252. trackball.  Crew reports on the most efficient positions and
  253. equipment will influence the design of workstations for future
  254. missions.
  255.  
  256.      NASA's Gravitational Plant Physiology Experiments will study
  257. the response of plants to two forces: gravity and light.  Normally
  258. on Earth, the roots of a plant grow downward -- even if the plant
  259. is turned on its side -- and its stem grows upward and bends toward
  260. the light.  In the low gravity of space, it is possible to study
  261. the effects of light and gravity separately.  To evaluate the
  262. influence of gravity on plants, payload crew members will place oat
  263. seedlings in one centrifuge for germination, then in another that
  264. exposes them to various levels of gravity parallel to the soil
  265. surface.  They will be illuminated only by infrared light (to which
  266. the plants do not respond).  Plant responses to light in the
  267. absence of the complicating force of gravity will be studied by
  268. exposing wheat seedlings in microgravity to varying durations of
  269. blue light (to which plants are most sensitive).  Responses in both
  270. experiments will be recorded on videotape for later study.
  271.  
  272. Biorack, a European Space Agency facility which was flown on
  273. Spacelab D-1 in 1985, hosts 17 international experiments --  three
  274. of them from the U.S. They will study the effects of both
  275. microgravity and space radiation on plants, tissues, cells,
  276. bacteria, fruit flies, frog eggs, and other biological samples.
  277. Crew members will conduct experiments on duplicate sets of up to
  278. 150 pre-packaged samples, placing one of each sample in a rack
  279. exposed to weightlessness and putting its twin in a centrifuge
  280. which spins to approximate Earth's gravity.  Meanwhile, scientists
  281. on Earth will conduct the same experiments in true gravity.
  282. Samples will be compared after the mission for variations in
  283. development.  Duplicate specimens grown in different environments
  284. will help scientists determine whether changes were caused by the
  285. trauma of launch, microgravity, radiation or a combination of
  286. these.
  287.  
  288.      Radiation, like microgravity, is a factor of the space
  289. environment whose impact on people and plants is little
  290. understood.  Most harmful radiation never reaches Earth, because it
  291. is filtered out by the atmosphere.  However, it is a long-term
  292. hazard in space.  In addition to Biorack, two other IML experiments
  293. will measure the effects of radiation.  Germany's Biostack package,
  294. which alternates sheets of plastic radiation detectors with layers
  295. of bacteria, fungus spores, thale cress seeds and shrimp eggs, will
  296. be placed in various parts of the Shuttle.  After the mission,
  297. scientists can track paths of radiation particles and determine if
  298. they altered the samples.  Japan's Radiation Monitoring Container
  299. Device, which also layers radiation detectors and biological
  300. samples, is enclosed on all sides by gauges which measure radiation
  301. dosages.  It will be mounted on the end cone of Spacelab, which has
  302. somewhat lower radiation protection than other areas in the module.
  303.  
  304. Materials Science
  305.  
  306.      IML-1 materials science experiments primarily concentrate on
  307. various methods of crystal growth, along with the study of fluid
  308. behavior in microgravity.  Pure, nearly perfect crystals are needed
  309. in computers, lasers, and other optical and electrical devices.
  310. Crystals grown on Earth are often flawed, since they are pulled
  311. downward by gravity during their formation or distorted by their
  312. containers.  In microgravity, crystals are free to develop without
  313. distortion.
  314.  
  315.      Two facilities will be used to grow mercury iodide crystals,
  316. used as X-ray and gamma-ray detectors.  These crystals are so
  317. fragile they can be deformed under their own weight when grown on
  318. Earth.  Both the Vapor Crystal Growth System, provided by NASA, and
  319. France's Mercury Iodide Crystal Growth experiment use vapor
  320. transport to form crystals.  Various temperatures and pressures are
  321. used to determine conditions which produce the best crystal growth
  322. results.  Both experiments have flown on previous Spacelab
  323. missions.
  324.  
  325.      Japan's Organic Crystal Growth Facility will grow organic
  326. superconductor crystals from solution.  Researchers are interested
  327. in these materials because, in spite of their organic nature, they
  328. can -- at extremely low temperatures -- transfer electric current
  329. with no resistance, just like a metal superconductor.
  330. Superconductors are key components of computers, communications
  331. satellites, and other electrical devices.
  332.  
  333.      NASA's Fluids Experiment System will allow scientists, using
  334. sophisticated optics, to monitor the flow of fluids during
  335. crystallization.  A laser system will make three-dimensional
  336. holograms of samples, and a video camera will record images of
  337. fluid flows.  Triglycine sulfate crystals, valuable as
  338. room-temperature infrared detectors, will be grown in the
  339. facility.  Also conducted in the facility will be an experiment
  340. which uses a metal-modeling salt to study how alloys solidify.  Of
  341. particular interest to industry, it will improve our understanding
  342. of methods used to produce high performance alloys for jet engines,
  343. nuclear power plant turbines, and future spacecraft.
  344.  
  345.      Two different facilities for growing protein crystals --
  346. large, complex molecules that are essential to all life -- will fly
  347. aboard IML-1.  Germany's Cryostat will grow protein crystals in two
  348. thermostat chambers: one in a room-temperature stabilizer mode and
  349. the other in a freezer mode which varies from below freezing to
  350. room temperature during an experiment.  NASA's Protein Crystal
  351. Growth experiment is the only IML-1 materials science facility not
  352. located in the Spacelab module.  Rather, it is mounted in place of
  353. two Shuttle middeck lockers and operated by the orbiter crew.
  354. During previous Shuttle missions, this experiment produced several
  355. crystals of better quality than any grown on Earth.  Scientists may
  356. use their analyses of protein crystals to develop more effective
  357. disease-fighting drugs.
  358.  
  359.      ESA's Critical Point Facility is designed for the optical
  360. study of transparent fluids.  Scientists will use it to observe
  361. fluids at their "critical point," where a precise combination of
  362. temperature and pressure makes the vapor and liquid states
  363. indistinguishable.  Such observations are hampered on Earth, since
  364. as soon as vapor begins to liquefy, forming droplets, gravity pulls
  365. the drops down.  IML-1 will be this facility's first Shuttle
  366. flight, so results gained during this mission will offer unique new
  367. insights on fundamental questions about the basic laws of physics.
  368. Many different materials behave in a very similar manner near their
  369. critical points.  Thus, observations of experiment samples in the
  370. facility may be related universally to various physical problems
  371. regarding phase changes in both liquids and solids.
  372.  
  373.      In addition to the experiment facilities, the IML-1 payload
  374. includes the Space Acceleration Measurement System, which measures
  375. and records disturbances in the Spacelab caused by crew motion,
  376. experiment and Spacelab operations, and orbiter thruster firings.
  377. Also on board will be the IMAX camera, a 70-millimeter large-format
  378. movie camera for filming mission activities.
  379.  
  380.  
  381. IML-1 Management
  382.  
  383.      The IML program is sponsored by NASA's Office of Space Science
  384. and Applications in Washington, D.C.  Mission management and
  385. science mission control is the responsibility of the Marshall Space
  386. Flight Center in Huntsville, Ala.  The Spacelab module and
  387. experiment racks are processed at the Kennedy Space Center in
  388. Florida, which is also responsible for launching the lab aboard the
  389. Space Shuttle.  Shuttle orbiter control during the mission is
  390. furnished by Johnson Space Center in Houston, Texas.  Goddard Space
  391. Flight Center in Greenbelt, Md., provides communications links
  392. between the Shuttle and ground controllers via a network of
  393. satellites and relay stations.  Goddard also records experiment
  394. data.
  395.  
  396. Program Manager
  397.      Mr. R. Wayne Richie
  398.      NASA Headquarters
  399.      Office of Space Science and Applications
  400.  
  401. Program Scientist
  402.      Dr. Ronald J. White
  403.      NASA Headquarters 
  404.      Office of Space Science and Applications
  405.  
  406. Mission Manager
  407.      Mr. Robert O. McBrayer
  408.      Marshall Space Flight Center 
  409.      Payload Projects Office
  410.  
  411. Assistant Mission Manager
  412.      Mr. John L. Frazier
  413.      Marshall Space Flight Center 
  414.      Payload Projects Office
  415.  
  416. Mission Scientist
  417.      Dr. Robert S. Snyder
  418.      Marshall Space Flight Center 
  419.      Space Science Laboratory
  420.  
  421. Assistant Mission Scientist
  422.      Ms. Teresa Y. Miller
  423.      Marshall Space Flight Center 
  424.      Space Science Laboratory
  425.  
  426.  
  427. IML-1 Quick Facts
  428.  
  429. Flight Number:           STS-42
  430. Orbiter:                 Discovery
  431. Altitude:                160 nautical miles (296 kilometers)
  432. Orbital Path:            Circular
  433. Inclination:             57 degrees
  434. Mission Duration:        7 days
  435. Payload Operations:      Around the clock; two 12-hour shifts
  436.  
  437. Crew Assignments:
  438.  
  439. Blue Team: 
  440. Commander Ron Grabe, New York, N.Y.
  441. Pilot Steve Oswald, considers Bellingham, Wash., to be hometown
  442. Mission Specialist Norm Thagard, considers Jacksonville, Fla., to
  443. be hometown
  444. Payload Specialist Roberta Bondar, Sault Ste. Marie, Ontario, Canada
  445.  
  446. Red Team:
  447. Mission Specialist Bill Readdy, considers McLean, Va., to be hometown
  448. Mission Specialist Dave Hilmers, considers DeWitt, Iowa, to be hometown
  449. Payload Specialist Ulf Merbold, Greiz, Germany
  450.  
  451. Spacelab Configuration: 
  452. Long module, 23 feet (7.0 meters) in length and 14 feet (4.27
  453. meters) in diameter
  454.  
  455. Equipment Racks:
  456. More than 30 feet (9.14 meters) of racks line the Spacelab module,
  457. with four 40-inch (1.01-meter) wide double racks and four 19-inch
  458. (0.48-meter) wide single racks dedicated to science experiments.
  459. Others are occupied by the Spacelab computer control center, a work
  460. bench and support equipment.
  461.  
  462. Participating Agencies:
  463.  
  464.      National Aeronautics and Space Administration (NASA)
  465.      European Space Agency (ESA)
  466.      Canadian Space Agency (CSA)
  467.      French National Center for Space Studies (CNES)
  468.      German Space Agency (DARA)
  469.      National Space Development Agency of Japan (NASDA)
  470.