home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Suzy B Software 2 / Suzy B Software CD-ROM 2 (1994).iso / nasa / sts50kit / sts50.txt < prev   
Encoding:
Text File  |  1995-05-02  |  109.2 KB  |  2,556 lines

  1.  
  2.  
  3.  
  4.  
  5.                              STS-50 PRESS KIT
  6.  
  7.                            SPACE SHUTTLE COLUMBIA
  8.  
  9.                               USML-1 MISSION
  10.  
  11.                                JUNE, 1992
  12.  
  13.  
  14.  
  15.  
  16.  
  17.  
  18.  
  19.  
  20.  
  21.  
  22.  
  23.  
  24.  
  25.  
  26.  
  27.  
  28.  
  29.  
  30. PUBLIC AFFAIRS CONTACTS
  31.  
  32.  
  33. Ed Campion
  34. Office of Space Flight
  35. NASA Headquarters, Washington, D.C.
  36. (Phone:  202/453-8536)
  37.  
  38. Michael Braukus
  39. Office of Space Science and Applications
  40. NASA Headquarters, Washington, D.C.
  41. (Phone:  202/453-1547)
  42.  
  43. Barbara Selby
  44. Office of Commercial Programs
  45. NASA Headquarters, Washington, D.C.
  46. (Phone:  703/557-5609)
  47.  
  48. Jane Hutchison
  49. Ames Research Center, Mountain View, Calif.
  50. (Phone:  415/604-9000)
  51.  
  52. James Wilson
  53. Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Calif.
  54. (Phone:  818/354-5011)
  55.  
  56. Lisa Malone
  57. Kennedy Space Center, Fla.
  58. (Phone:  407/867-2468)
  59.  
  60. Jean Clough
  61. Langley Research Center, Hampton, Va.
  62. (Phone:  804/864-6122)
  63.  
  64. Mary Ann Peto
  65. Lewis Research Center, Cleveland, Ohio
  66. (Phone:  216/433-2899)
  67.  
  68. June Malone/David Drachlis
  69. Marshall Space Flight Center, Huntsville, Ala.
  70. (Phone:  205/544-0034)
  71.  
  72. James Hartsfield
  73. Johnson Space Center, Houston, Texas
  74. (Phone:  713/483-5111)
  75.  
  76.  
  77.  
  78.  
  79.  
  80.                                       i
  81.  
  82.  
  83.                                   CONTENTS
  84.  
  85. General Release                                           1
  86. STS-50 Quick Look Facts                                   2
  87. STS-50 Vehicle And Payload Weights                        3
  88. STS-50 Trajectory Sequence Of Events                      4
  89. Space Shuttle Abort Modes                                 5
  90. The U.S.  Microgravity Laboratory-1 Mission               6
  91. Materials Science                                        10
  92. Crystal Growth Furnace Experiments                       10
  93. Zeolite Crystal Growth                                   15
  94. Fluid Physics  Experiments                               18
  95. Astroculture (TM)                                        22
  96. Surface Tension Driven Convection Experiment (Stdce)     26
  97. Combustion Science Experiment                            27
  98.     Solid Surface Combustion Experiment (SSCE)           27
  99. Protein Crystal Growth (PCG)                             28
  100. Biotechnology Experiments                                31
  101.     Generic Bioprocessing Apparatus                      31
  102. Glovebox (GBX)                                           33
  103. Space Acceleration Measurement Systems (Sams)            42
  104. Extended Duration Orbiter Medical Project (Edomp)        42
  105. Investigations Into Polymer Membrane Processing (IPMP)   45
  106. Orbital Acceleration Research Experiment (OARE)          46
  107. Shuttle Amateur Radio Experiment                         46
  108. Sts-50 Prelaunch Processing                              48
  109. STS-50 Crew Biographies                                  49
  110. Sts-50 Mission Management                                41
  111. Shuttle Flights As Of May 1992                           54
  112. STS-50 Launch Window Opportunities                       55
  113.  
  114.  
  115.  
  116.  
  117. Release:  92-81
  118.  
  119. 48th SHUTTLE MISSION TO BE LONGEST, FOCUS ON WEIGHTLESSNESS
  120.  
  121.  
  122.      The longest flight ever for a Space Shuttle and around-
  123. the-clock investigations of the effects of weightlessness on 
  124. plants, humans and materials will highlight Shuttle mission 
  125. STS-50.
  126.  
  127.      The 48th flight of a Space Shuttle and the 12th flight of 
  128. Columbia, STS-50, carrying the U.S. Microgravity Laboratory-1 
  129. (USML-1), is planned for launching at 12:05 p.m. EDT on late 
  130. June.  The mission is scheduled to last 12 days, 20 hours and 
  131. 28 minutes, with landing planned at Edwards Air Force Base, 
  132. Calif.
  133.  
  134.      Richard N. Richards, 45, Capt., USN, will command STS-50, 
  135. his third space flight.  The pilot will be Kenneth D. Bowersox, 
  136. 36, Lt. Cmdr., USN, making his first space flight.  Mission 
  137. specialists include Bonnie Dunbar, 43, who also will be Payload 
  138. Commander and making her third flight; Ellen Baker, 39, making 
  139. her second flight; and Carl Meade, 41, Col., USAF, making his 
  140. second flight.  Payload specialists include Lawrence J. 
  141. DeLucas, 41, from the Center for Macromolecular Crystallography 
  142. at the University of Alabama, making his first flight, and 
  143. Eugene H. Trinh, 41, a research physicist on the Space Station 
  144. Freedom experiments planning group, making his first flight.
  145.  
  146.      USML-1 includes 31 experiments ranging from manufacturing 
  147. crystals for possible semiconductor use to the behavior of 
  148. weightless fluids.  In addition, STS-50 will carry the 
  149. Investigations into Polymer Membrane Processing experiment, an 
  150. experiment in manufacturing polymers, used as filters in many 
  151. terrestrial industries, and the Space Shuttle Amateur Radio 
  152. Experiment-II, an experiment that allows crew members to 
  153. contact ham radio operators worldwide and conduct question-and-
  154. answer sessions with various schools.
  155.  
  156.      Columbia is currently the only Shuttle capable of a 13-day 
  157. flight and will carry the necessary additional hydrogen and 
  158. oxygen supplies on a pallet in the cargo bay. New systems for 
  159. removing carbon dioxide from the crew cabin, for containing 
  160. waste and for increased stowage of food and crew equipment also 
  161. have been added.
  162.  
  163.      The crew will perform several ongoing medical 
  164. investigations during the flight as well, research that aims at 
  165. counteracting the effects of prolonged exposure to 
  166. weightlessness on the human physique.
  167.  
  168.                    - end of general release -
  169.  
  170. STS-50 QUICK LOOK FACTS
  171.  
  172.  
  173. Orbiter:                Columbia (OV-102)
  174.  
  175. Launch Date and Time:   Late June 1992
  176.  
  177. Launch Window:          3 hours, 8 min. (12:05 - 3:13 p.m. EDT)
  178.  
  179. Launch Site:            Kennedy Space Center, Fla., Pad 39-A
  180.  
  181. Altitude/Inclination:   160 n.m. x 160 n.m./28.5 degrees
  182.  
  183. Mission Duration:       12/20:28:00 MET
  184.  
  185. Primary Landing Site:   Edwards Air Force Base, Calif.
  186.  
  187. Abort Landing Sites:    Return to Launch Site - Kennedy Space
  188.                         Center, Fla.
  189.                         Transoceanic Abort Landing - 
  190.                         Banjul, The Gambia
  191.                         Alternates - Ben Guerir, Morocco;
  192.                         Rota, Spain
  193.                         Abort Once Around - Edwards Air Force
  194.                         Base, Calif.
  195.  
  196. Crew:                   Dick Richards, Commander
  197.                         Ken Bowersox, Pilot
  198.                         Bonnie Dunbar, Mission Specialist 1,
  199.                         Payload Commander
  200.                         Ellen Baker, Mission Specialist 2
  201.                         Carl Meade, Mission Specialist 3
  202.                         Larry DeLucas, Payload Specialist 1
  203.                         Gene Trinh, Payload Specialist 2
  204.  
  205. Cargo Bay Payloads:     U.S. Microgravity Laboratory-1 (USML-1)
  206.                         Crystal Growth Furnace (4 experiments)
  207.                         Drop Physics Module (3 experiments)
  208.                         Surface Tension Driven Convection 
  209.                         Experiment 
  210.                         Solid Surface Combustion Experiment
  211.                         Glovebox (16 experiments)
  212.                         Space Acceleration Measurement
  213.                         System(SAMS)
  214.  
  215. Middeck Payloads:       Astroculture-1 (ASC-1) 
  216.                         Generic Bioprocessing Apparatus (GBA) 
  217.                         Commercial Protein Crystal Growth
  218.                         (CPCG)
  219.                         Zeolite Crystal Growth (ZCG) 
  220.  
  221. Secondary Payloads:     Extended Duration Orbiter Medical
  222.                         Project (EDOMP)
  223.                         Investigations into Polymer Membrane
  224.                         Processing (IPMP)
  225.                         Orbital Acceleration Research
  226.                         Experiment (OARE)
  227.                         Shuttle Amateur Radio Experiment-II
  228.                         (SAREX-II)
  229.                         Ultraviolet Plume Instrument (UVPI)
  230.  
  231.                         STS-50 Vehicle and Payload Weights
  232.  
  233.  
  234.                                                          Pounds
  235.  
  236. Orbiter (Columbia) empty, and 3 Space Shuttle 
  237.   Main Engines                                          181,344
  238.  
  239. U. S. Microgravity Laboratory                            22,199
  240.  
  241. Protein Crystal Growth                                      229
  242.  
  243. Investigation of Polymer Membrane Processing                 36
  244.  
  245. Shuttle Amateur Radio Experiment                             52
  246.  
  247. Zeolite Crystal Growth                                      126
  248.  
  249. Generic Bioprocessing Apparatus                              69
  250.  
  251. Detailed Supplementary Objectives                           248
  252.  
  253. Detailed Test Objectives                                    122
  254.  
  255. Extended Duration Orbiter Pallet                          3,597
  256.  
  257. Total Vehicle at Solid Rocket Booster Ignition        4,523,834
  258.  
  259. Orbiter Landing Weight                                  228,866
  260.  
  261.  
  262.  
  263. STS-50 TRAJECTORY SEQUENCE OF EVENTS
  264.  
  265.                                    RELATIVE
  266.                        MET         VELOCITY   ALTITUDE
  267. EVENT                (d:h:m:s)       (fps)      MACH     (ft)
  268.  
  269.  
  270. Launch              00/00:00:00
  271.  
  272. Begin Roll Maneuver 00/00:00:10         189      .17      800
  273.  
  274. End Roll Maneuver   00/00:00:14         301      .27    1,968
  275.  
  276. SSME Throttle 
  277. Down to 67%         00/00:00:35        842      .77    12,795
  278.  
  279. Maximum Dyn. 
  280. Pressure (Max Q)    00/00:00:51      1,178     1.13    27,314
  281.  
  282. SSME Throttle Up
  283. to 104%             00/00:01:02      1,464     1.49    39,895
  284.  
  285. SRB Separation      00/00:02:04      4,167     3.95    55,799
  286.  
  287. Main Engine
  288. Cutoff (MECO)       00/00:08:31     24,572    22.73    63,636
  289.  
  290. Zero Thrust         00/00:08:37     24,509     N/A     62,770
  291.  
  292. External Tank
  293. Separation          00/00:08:50
  294.  
  295. Orbital Maneuvering 
  296. System-2 Burn       00/00:34:55
  297.  
  298. Landing             12/20:28:00
  299.  
  300.  
  301. Apogee, Perigee at MECO:     156 x 35 nautical miles
  302.  
  303. Apogee, Perigee post-OMS 2:  162 x 160 nautical miles
  304.  
  305.  
  306. SPACE SHUTTLE ABORT MODES
  307.  
  308.  
  309.       Space Shuttle launch abort philosophy aims toward safe 
  310. and intact recovery of the flight crew, orbiter and its 
  311. payload.  Abort modes include:
  312.  
  313.   - Abort-To-Orbit (ATO) -- Partial loss of main engine thrust 
  314. late enough to permit reaching a minimal 105-nautical mile 
  315. orbit with orbital maneuvering system engines.
  316.  
  317.   - Abort-Once-Around (AOA) -- Earlier main engine shutdown 
  318. with the capability to allow one orbit around the Earth before 
  319. landing at either Edwards Air Force Base, Calif., White Sands 
  320. Space Harbor, N.M., or the Shuttle Landing Facility (SLF) at 
  321. the Kennedy Space Center, Fla.
  322.  
  323.   - Trans-Atlantic Abort Landing (TAL) -- Loss of one or more 
  324. main engines midway through powered flight would force a 
  325. landing at either Banjul, The Gambia; Ben Guerir, Morocco; or 
  326. Rota, Spain.
  327.  
  328.   - Return-To-Launch-Site (RTLS) -- Early shutdown of one or 
  329. more engines, without enough energy to reach Banjul, would 
  330. result in a pitch around and thrust back toward KSC until 
  331. within gliding distance of the Shuttle Landing Facility.
  332.  
  333.       STS-50 contingency landing sites are Edwards Air Force 
  334. Base, the Kennedy Space Center, White Sands Space Harbor, 
  335. Banjul, Ben Guerir and Rota.
  336.  
  337.  
  338.  
  339. THE U.S. Microgravity Laboratory-1 MISSION
  340.  
  341.  
  342.       The U. S. Microgravity Laboratory (USML) -1 and 
  343. subsequent missions will bring together representatives from 
  344. academia, industry and the government to study basic scientific 
  345. questions and gain new knowledge in materials science, 
  346. biotechnology, combustion science, the physics of fluids and 
  347. the way energy and mass are transported within them.  The U.S. 
  348. Microgravity Laboratory series will help the United States 
  349. maintain world leadership in microgravity research and 
  350. development.  
  351.  
  352.       As Space Station Freedom development proceeds, the USML 
  353. missions will continue development and testing of experimental 
  354. flight equipment and will be laying the scientific foundation 
  355. for microgravity research conducted over extended time periods.  
  356. In addition, USML experiments will be conducted on nutrient and 
  357. water transport for growing food in space, on the behavior of 
  358. fire in low-gravity and on the effects of long-term space 
  359. travel on humans.
  360.  
  361.       In June 1992, the USML-1 Spacelab mission -- designated 
  362. STS-50 -- will be launched into a 160-nautical-mile orbit 
  363. aboard the Space Shuttle Columbia.  It will be a 13-day mission 
  364. to perform scientific investigations using some of the latest 
  365. high-technology research equipment.  Because of the great 
  366. number of experiments planned for the mission and to fully 
  367. utilize the time in microgravity, the crew will be split into 
  368. two teams.  Each team will work a 12-hour shift to maintain 
  369. around-the-clock operations.
  370.  
  371.  
  372. The Laboratory
  373.  
  374.       Spacelab is a modular research laboratory flown within 
  375. the Shuttle orbiter's cargo bay.  It includes interchangeable 
  376. elements, including open U-shaped platforms, called pallets 
  377. (for equipment such as telescopes that require direct exposure 
  378. to space), and short and long laboratory modules.  The 
  379. laboratory modules are pressurized so researchers can work in a 
  380. laboratory environment in their shirt sleeves rather than bulky 
  381. spacesuits.  These elements are arranged in the Shuttle cargo 
  382. bay to meet the unique needs of each mission.
  383.  
  384.       For USML-1, the long pressurized module will be used.  
  385. This 23-foot-long laboratory workshop will contain a series of 
  386. standard racks that will hold furnaces for growing crystals, 
  387. facilities for studying the behavior of fluids and doing 
  388. combustion research, computers and other equipment needed for 
  389. the various experiments.
  390.  
  391.       During USML-1, as with all NASA Spacelab missions, flight 
  392. controllers and experiment scientists direct science activities 
  393. from the Spacelab Mission Operations Control Center in 
  394. Huntsville, Ala.  They have a direct voice communication link 
  395. with the orbiting Spacelab crew, and on-board video cameras 
  396. make it possible for them to view crew and experiment 
  397. activities.  Scientists and controllers on the ground can 
  398. receive information from Spacelab experiments and send commands 
  399. via computer links.  With this communications access, 
  400. scientists on the ground and in orbit can work together, 
  401. sharing information about experiments, monitoring data, solving 
  402. problems and revising experiment plans.
  403.  
  404.  
  405. Extended Mission
  406.  
  407.       Shuttle missions usually have been less than 10 days.  At 
  408. 13 days, USML-1 will be the longest Shuttle mission to date.  
  409. This will be made possible by the first use of the new Extended 
  410. Duration Orbiter kit, which includes equipment and fuel for 
  411. extra energy production, additional nitrogen tanks for cabin 
  412. air and a regeneration system to remove carbon dioxide.  The 
  413. kit eventually may permit Shuttle missions up to 30 days long.
  414.  
  415.  
  416. What Is Microgravity?
  417.  
  418.       Microgravity literally means a state of very small or 
  419. minute gravity.  Earth's gravitational field extends far into 
  420. space.  It is the Shuttle's balance between that gravity, which 
  421. pulls it down, and centrifugal force, created as the Shuttle 
  422. flies along a circular path, that causes space travelers and 
  423. anything in the Shuttle that is not  secured to "float" in 
  424. space as they fall free in Earth's gravitational field.  Though 
  425. microgravity is a relatively new term, it could become a 
  426. household word in the next century as the potential benefits of 
  427. space-based research are realized.
  428.  
  429.  
  430. USML-1 Experiments
  431.  
  432.       Equipment used and data obtained during earlier Shuttle 
  433. missions provide a basis on which many of the USML-1 
  434. investigations will build.  During the USML-1 mission, 31 
  435. experiments will be conducted in four broad areas -- materials 
  436. science, fluid physics, combustion science and biotechnology -- 
  437. in addition to the study of accelerations in the Shuttle and 
  438. the complementary glovebox experiments.  
  439.  
  440.       Laboratory hardware includes new equipment, such as the 
  441. Crystal Growth Furnace, and some equipment that has flown 
  442. previously, such as the Solid Surface Combustion Experiment.
  443.  
  444.  
  445. (First USML GRAPHIC)
  446.  
  447.  
  448. (STS-50 CARGO CONFIGURATION GRAPHIC)
  449.  
  450.  
  451. MATERIALS SCIENCE
  452.  
  453.       While in space, materials can be formed in ways not 
  454. possible on Earth.  Research performed in the microgravity 
  455. environment of Spacelab has greatly reduced gravitational 
  456. effects, such as settling and separation of components and 
  457. convection. 
  458.  
  459.       The Crystal Growth Furnace is new equipment developed 
  460. specifically to study directional solidification of materials 
  461. (primarily semi-conductors), which form the basis of electronic 
  462. devices.  Over the past few decades, semiconductor technology 
  463. has revolutionized our lifestyle through consumer goods such as 
  464. smaller, faster computers, more precise timepieces and a wide 
  465. variety of audio/video and other communication equipment that 
  466. just a few years ago were found only in science fiction.
  467.  
  468.       The Crystal Growth Furnace is one of the first U.S. 
  469. furnaces developed for spaceflight that processes samples at 
  470. temperatures above 2,300 degrees Fahrenheit (approximately 
  471. 1,300 degrees Centigrade).  This reusable equipment will help 
  472. scientists investigate the different factors affecting crystal 
  473. growth and explore the best methods to produce better crystals.
  474.  
  475.       Four experiments to be conducted in the Crystal Growth 
  476. Furnace will result in crystals grown from different materials: 
  477. cadmium telluride, mercury zinc telluride, gallium arsenide and 
  478. mercury cadmium telluride.  These crystals are used in infrared 
  479. detectors found in certain medical equipment, night-vision 
  480. goggles and sensors used in some telescopes.
  481.  
  482.       In the orbiter crew cabin mid-deck area, zeolite crystals 
  483. will be grown.  Zeolite crystals act as sponges or filters.  
  484. They are called molecular sieves because they strain out 
  485. specific molecules from a compound.  High-quality zeolites may 
  486. one day allow gasoline, oil and other petroleum products to be 
  487. refined less expensively.
  488.  
  489.       Protein crystal growth experiments -- also conducted in 
  490. the mid-deck -- will study the growth of crystals in a low-
  491. gravity environment.  Proteins are large, complex compounds 
  492. made of a very specific arrangement of amino acids present in 
  493. all life forms.  Like the minerals named above, proteins also 
  494. can have a crystalline structure.
  495.  
  496.       The function of a certain type of protein is determined 
  497. by its molecular arrangement.  By understanding how a protein 
  498. is structured, scientists may be better able to develop foods 
  499. that have improved nutritional value.  Also, medicines that act 
  500. in a specific way with fewer side effects or new medicines to 
  501. treat diseases may be designed.
  502.  
  503.  
  504. Crystal Growth Furnace Experiments
  505.  
  506.       On USML-1, four principal investigators (PIs) will use 
  507. the Crystal Growth Furnace (CGF) to study the effect of gravity 
  508. on the growth of a variety of materials having electronic and 
  509. electro-optical properties.  Gravity contributes to the 
  510. formation of defects during the production of crystals of these 
  511. materials through convection, sedimentation and buoyancy 
  512. effects.  These gravity-induced complications result in 
  513. problems ranging from structural imperfections to chemical 
  514. inhomogeneity.  By conducting crystal growth research in 
  515. microgravity, scientists can investigate the different factors 
  516. affecting crystal growth and determine the best methods to 
  517. produce various types of crystals.
  518.  
  519.  
  520. (CGF INTEGRATED FURNACE EXPERIMENT ASSEMBLY GRAPHIC)
  521.  
  522.  
  523.       The CGF is the first space furnace capable of processing 
  524. multiple large samples at temperatures up to 1800!F (1350!C).  
  525. The CGF consists of three major subsystems:  the Integrated 
  526. Furnace Experiment Assembly (IFEA), the Avionics Subsystem and 
  527. the Environmental Control System (ECS).  The IFEA houses a 
  528. Reconfigurable Furnace Module (RFM) -- a modified Bridgman-
  529. Stockbarger furnace with five controlled heating zones -- a 
  530. Sample Exchange Mechanism capable of holding and positioning up 
  531. to six samples for processing and a Furnace Translation System 
  532. which moves the furnace over each sample.  Sample material is 
  533. contained in quartz ampoules mounted in containment cartridges.  
  534. Thermocouples mounted in each cartridge provide temperature 
  535. data.  The Avionics Subsystem monitors and controls the CGF 
  536. experiments and provides the interface with the Spacelab data 
  537. system.  The ECS maintains and controls the argon processing 
  538. atmosphere inside the IFEA and provides cooling to the outer 
  539. shell of the furnace through connections to Spacelab Mission 
  540. Peculiar Equipment (MPE) fluid loop.
  541.  
  542.       Once on orbit, a crew member will open the IFEA and load 
  543. six experiment samples into the Sample Exchange Mechanism.  The 
  544. samples are processed under computer control.  PIs can change 
  545. experiment parameters via command uplinking.  A flexible 
  546. glovebox is used to provide crew access to the interior of the 
  547. IFEA should an ampoule/cartridge fail on orbit.  
  548.  
  549.  
  550. Orbital Processing of High-Quality CdTe Compound Semiconductors
  551.  
  552. Principal Investigator:
  553.  
  554. Dr. David J. Larson, Jr.
  555. Grumman Corporation Research Center
  556.  
  557.       Cadmium Zinc Telluride (CdZnTe) crystals are used as 
  558. lattice-matched substrates in a variety of mercury cadmium 
  559. telluride (HgCdTe) infrared detectors.  Reducing defects in the 
  560. CdZnTe substrate minimizes the propagation of defects into the 
  561. active HgCdTe layer during its growth. The purpose of the 
  562. experiment is to quantitatively evaluate the influences of 
  563. gravitationally-dependent phenomena (convection and hydrostatic 
  564. pressure) on the chemical homogeneity and defect density of 
  565. CdZnTe.
  566.  
  567.       Processing the CdZnTe crystals in microgravity could 
  568. significantly improve the chemical homogeneity of the 
  569. substrates, minimizing interface strain and reducing the 
  570. defects that result from gravitationally dependent phenomena.  
  571. This improvement in substrate quality should enhance the 
  572. quality and performance of the HgCdTe active detector.  An 
  573. improved understanding of gravitationally-dependent 
  574. thermosolutal convection on the structural and chemical quality 
  575. of alloyed compound semiconductors may help improve modeling of 
  576. the semiconductor growth process which, in turn, would result 
  577. in improving the chemical homogeneity and defect densities of 
  578. the material, as well as increasing the primary yield of high 
  579. quality material for infrared applications.
  580.  
  581.       The sample on USML-1 (Cd0.96Zn0.04Te) will be processed 
  582. using the seeded Bridgman-Stockbarger method of crystal growth.  
  583. Bridgman-Stockbarger crystal growth is accomplished by 
  584. establishing isothermal hot-zone and cold-zone temperatures 
  585. with a uniform temperature gradient between.  The thermal 
  586. gradient spans the melting point of the material (1,095!C).  
  587. After sample insertion, the furnace's hot and cold zones are 
  588. ramped to temperature (1,175!C and 980!C respectively) 
  589. establishing a thermal gradient of 25!C/cm and melting the bulk 
  590. of the sample.  The furnace is then programmed to move farther 
  591. back on the sample, causing the bulk melt to come into contact 
  592. with the high-quality seed crystal, thus "seeding" the melt.  
  593. The seed crystal prescribes the growth orientation of the 
  594. crystal grown.  Having seeded the melt, the furnace translation 
  595. is reversed and the sample is directionally solidified at a 
  596. uniform velocity of 1.6 mm/h by moving the furnace and the 
  597. thermal gradient over the stationary sample.  
  598.  
  599.       The USML-1 sample will be examined post-flight using 
  600. infrared and optical microscopy, microchemical analysis, X-ray 
  601. precision lattice parameter mapping and synchrotron topography, 
  602. infrared transmission, optical reflectance, photoconductance 
  603. and photoluminescence spectroscopy.  These characterization 
  604. techniques will quantitatively map the chemical, physical, 
  605. mechanical and electrical properties of the CGF flight crystal 
  606. for comparison with identically processed CGF ground samples.  
  607. These results will be compared quantitatively with the best 
  608. results accomplished terrestrially using the same growth 
  609. method.  Thermal, compositional and stress models will be 
  610. quantitatively compared to the experimental 1-g and 
  611. microgravity results.  
  612.  
  613.  
  614. Crystal Growth of Selected II-VI Semiconducting Alloys by 
  615. Directional Solidification
  616.  
  617. Principal Investigator:
  618.  
  619. Dr. Sandor L. Lehoczky
  620. NASA Marshall Space Flight Center
  621. Huntsville, Ala.
  622.  
  623.       The purpose of the experiment is to determine how the 
  624. structural, electrical and optical properties of selected II-VI 
  625. semiconducting crystals are affected by growth in a low-gravity 
  626. environment.  On USML-1, the PI will investigate mercury zinc 
  627. telluride (HgZnTe), with particular emphasis on compositions 
  628. appropriate for infrared radiation detection and imaging in the 
  629. 8- to 12-micrometer wavelength region.  Infrared detection and 
  630. imaging systems at those wavelengths have the potential for use 
  631. in applications ranging from resource detection and management 
  632. on Earth to deep-space imaging systems.  On Earth, gravity-
  633. induced fluid flows and compositional segregation make it 
  634. nearly impossible to produce homogeneous, high-quality bulk 
  635. crystals of the alloy.
  636.  
  637.       The PI will attempt to evaluate the effect of 
  638. gravitationally driven fluid flows on crystal composition and 
  639. microstructure and determine the potential role of irregular 
  640. fluid flows and hydrostatic pressure effects in causing crystal 
  641. defects.  The flight experiment should produce a sufficient 
  642. quantity of crystal to allow the PI to perform bulk property 
  643. characterizations and fabricate detectors to establish ultimate 
  644. material performance limits.  
  645.  
  646.       The sample on USML-1 (Hg0.84Zn0.16Te) will be processed 
  647. using the directional solidification crystal growth method.  
  648. The hot zone of the CGF furnace will be 800!C for melting, and 
  649. the cold zone will be 350!C.  A portion of the sample will be 
  650. melted in the hot zone, and crystal growth will occur in the 
  651. resulting temperature gradient.  The furnace and thus, the 
  652. temperature gradient, will be moved slowly across the sample at 
  653. a rate of approximately 3.5 mm per 24 hrs.  The slow rate is 
  654. required to prevent constitutional supercooling ahead of the 
  655. solidification interface.  
  656.  
  657.       The sample produced on USML-1 will be examined after the 
  658. mission for chemical homogeneity and microstructural perfection 
  659. by using a wide array of characterization techniques, including 
  660. optical and electron microscopy, X-ray diffraction, X-ray 
  661. topography and X-ray energy dispersion, infrared transmission 
  662. spectroscopy and galvanomagnetic measurements as a function of 
  663. temperature and magnetic field.  Selected slices from the 
  664. crystal will be used to fabricate device structures (detectors) 
  665. for further evaluation.    
  666.  
  667.  
  668. Study of Dopant Segregation Behavior During Growth of GaAs in 
  669. Microgravity
  670.  
  671. Principal Investigator:
  672.  
  673. Dr. David H. Matthiesen 
  674. GTE Laboratories Incorporated
  675.  
  676.       Typically, semiconductors have a very small amount of 
  677. impurity added to them to precisely engineer their material 
  678. properties.  These impurities, called dopants, are usually 
  679. added at a level of 10 parts per million.  Because of 
  680. convection in the melt on Earth, it is very difficult to 
  681. precisely control dopant distribution.  Inhomogeneity in dopant 
  682. distribution leads to widely varying material properties 
  683. throughout the crystal.  This experiment investigates 
  684. techniques for obtaining complete axial and radial dopant 
  685. uniformity during crystal growth of selenium-doped gallium 
  686. arsenide (GaAs).  GaAs is a technologically important 
  687. semiconductor used in a variety of applications, such as high-
  688. speed digital integrated circuits, optoelectronic integrated 
  689. circuits and solid-state lasers.
  690.  
  691.       This experiment will use GaAs doped with selenium to 
  692. investigate the potential of the microgravity environment to 
  693. achieve uniform dispersal of the dopant during crystal growth.  
  694. The hot zone (1,260!C) and the cold zone (1,230!C) temperatures 
  695. are chosen to locate the 1,238!C melting point of GaAs in the 
  696. center of the gradient zone.  
  697.  
  698.       The PI will analyze the USML-1 sample post-flight using a 
  699. variety of techniques, including electrical measurements by 
  700. Hall effect and capacitance-voltage techniques, chemical 
  701. measurements by glow discharge mass spectroscopy and optical 
  702. measurements by advanced quantitative infrared microscopy and 
  703. Fourier transform infrared spectroscopy.  These data will be 
  704. compared to current analytical and computer model based 
  705. theories.  
  706.  
  707.  
  708. Vapor Transport Crystal Growth of HgCdTe in Microgravity
  709.  
  710. Principal Investigator:
  711.  
  712. Dr. Heribert Wiedemeier
  713. Rensselaer Polytechnic Institute, N.Y.
  714.  
  715.       This experiment will investigate the relationship between 
  716. convective flow, mass flux and morphology in mercury cadmium 
  717. telluride (HgCdTe) crystals.  HgCdTe crystals are useful as 
  718. infrared detectors for a variety of defense, space medical and 
  719. industrial applications.  Crystals free of large structural 
  720. defects and with a more even dispersion of the constituent 
  721. elements may improve detector performance.  To better 
  722. understand the factors that influence HgCdTe crystal growth, 
  723. this experiment will examine phenomena ranging from temperature 
  724. profiles to how the aspect ratio (shape) of the sample ampoule 
  725. affects mass transport and crystal growth.  
  726.  
  727.       The USML-1 sample (Hg0.8Cd0.2Te) will be processed using 
  728. the vapor transport crystal growth technique.  The sample 
  729. material, sealed in one end of a quartz ampoule will be heated 
  730. to 625!C.  The vapors driven off will deposit as a crystal in 
  731. the cold zone (455!C). 
  732.  
  733.       After the mission, the flight crystal will be examined 
  734. using X-ray diffraction, optical microscopy, scanning electron 
  735. microscope/wavelength dispersive spectroscopy, chemical 
  736. etching, Hall measurement and other techniques for evaluation 
  737. of morphology, structural perfection and properties of the 
  738. crystals.  The flight crystal may be used to fabricate an 
  739. infrared detector for further examination of its device 
  740. performance.  The PI will evaluate the temperature profile and 
  741. the geometry of the condensation region of the flight sample to 
  742. determine how these factors affect mass fluxes and crystal 
  743. morphology.  In addition, the PI will study how the aspect 
  744. ratio of the ampoule affects mass transport and crystal growth 
  745. properties. 
  746.  
  747.  
  748. ZEOLITE CRYSTAL GROWTH
  749.  
  750. Principal Investigator:
  751.  
  752. Dr. Albert Sacco 
  753. Worcester Polytechnic Institute
  754.  
  755.       NASA's Office of Commercial Programs (OCP) is sponsoring 
  756. the Zeolite Crystal Growth payload, developed by the Battelle 
  757. Advanced Materials Center, a NASA Center for the Commercial 
  758. Development of Space (CCDS) based in Columbus, Ohio, and the 
  759. Clarkson Center for Commercial Crystal Growth in Space, a CCDS 
  760. based in Potsdam, N.Y.
  761.  
  762.       The ZCG payload is designed to process multiple samples 
  763. of zeolite crystals, providing scientists with data on the most 
  764. efficient procedures and equipment for producing high-quality 
  765. zeolite crystals in space.
  766.  
  767.       Zeolite crystals are complex arrangements of silica and 
  768. alumina which occur both naturally and synthetically.  An open, 
  769. three-dimensional, crystalline structure enables the crystals 
  770. to selectively absorb elements or compounds.  As a result, the 
  771. crystals are often used as molecular sieves, making the 
  772. crystals highly useful as catalysts, filters, absorbents and 
  773. ion exchange materials.
  774.  
  775.       Zeolite crystals produced in space are expected to be 
  776. larger and more perfect than their ground-produced 
  777. counterparts, providing tremendous industrial potential for 
  778. space-produced crystals.  Ground-produced crystals are small in 
  779. size, causing severe disadvantages in absorption/separation and 
  780. ion exchange processes.  Knowledge gained through space-based 
  781. processing of large zeolites will provide a better 
  782. understanding of how zeolites act as catalysts, which could 
  783. result in the development of new ground-based catalysts.
  784.  
  785.       Current technology produces zeolite crystals using 
  786. chemical additives, however, if large zeolite crystals can be 
  787. produced without the need for additives, then the crystals 
  788. could be used effectively in membrane technology.  Such 
  789. membranes could result in major advantages over current 
  790. separation techniques and have potential for numerous 
  791. commercial applications.  In an attempt to grow such crystals 
  792. and to investigate optimal growth conditions, the ZCG 
  793. experiments on this mission will be processed in the middeck 
  794. and the Glovebox Module, an enclosed compartment that minimizes 
  795. risks to the experiments and the Spacelab environment.
  796.  
  797.       The ZCG experiment will be contained in a cylindrical ZCG 
  798. furnace assembly which fits into the space of two middeck 
  799. lockers and uses another locker for storage.  The furnace 
  800. consists of 19 heater tubes surrounded by insulation and an 
  801. outer shell.  Multiple samples will be processed in the furnace 
  802. using three independently-controlled temperature zones of 175 
  803. degrees C, 105 degrees C and 95 degrees C.
  804.  
  805.       The nucleus of the experiment will consist of 38 
  806. individually-controlled, metal autoclaves, each containing two 
  807. chambers and a screw assembly.  To activate the experiment, a 
  808. crew member will turn the screw assembly with a powered 
  809. screwdriver, pressurizing the solution in one chamber and 
  810. forcing it into the other.  Turning the screw assembly in the 
  811. opposite direction will pull the fluid back into the emptied 
  812. chamber.  By repeating this process several times, proper 
  813. mixing of the two solutions can be obtained (several different 
  814. mixing aids and nozzle designs are to be used on this mission).
  815.  
  816.       Other experiments conducted in the Glovebox Module will 
  817. use clear autoclaves to determine the proper number of times 
  818. the fluids should be worked to ensure proper mixing for each 
  819. design.  Once all of the autoclaves are activated and loaded 
  820. into the furnace assembly, a cover will be secured over the 
  821. front of the assembly and the furnace activated.  Once the 
  822. experiment is complete, the autoclaves will be removed and 
  823. stored for landing.  After the mission, scientists will examine 
  824. the crystals to determine which growth conditions were optimum.
  825.  
  826.  
  827. (ZCG GRAPHIC)
  828.  
  829.  
  830. FLUID PHYSICS EXPERIMENTS
  831.  
  832.  
  833. Drop Physics Module (DPM)
  834.  
  835. NASA Jet Propulsion Laboratory
  836. Pasadena, Calif. 
  837.  
  838.       The DPM is a major microgravity instrument supporting 
  839. various experiments on the dynamics of fluids freed from the 
  840. influences of gravity and the walls of a container.
  841.  
  842.       Three Earth-based investigators will conduct experiments 
  843. using this system in USML-1:  Dr. Robert Apfel, Yale 
  844. University; Dr. Taylor Wang, Vanderbilt University and Dr. 
  845. Michael Weinberg, University of Arizona.  Serving as Payload 
  846. Specialist in USML-1 and co-investigator to the three 
  847. university scientists, Dr. Eugene Trinh will be the principal 
  848. operator of the DPM.
  849.  
  850.       The scientists will conduct pure-science studies to 
  851. investigate the internal and surface properties of liquids, 
  852. seeking to verify certain fluid-dynamics theories.  To get the 
  853. best match with theory, the scientists need to minimize the 
  854. influence of gravity which distorts the liquid's surfaces and 
  855. separates the material into layers of different density.
  856.  
  857.       Container walls also will distort the surfaces, whether 
  858. the liquid wets them or not, and introduce chemical 
  859. contamination.  The DPM uses computer-controlled sound waves in 
  860. a carefully-designed chamber, allowing the investigator to 
  861. position fluid drops free of the chamber walls, moving them, 
  862. spinning them and making them separate and flow together while 
  863. their dynamic properties are observed and recorded on videotape 
  864. and film.
  865.  
  866.       Scientific objectives of the DPM investigations include 
  867. testing and verifying theories describing the behavior of 
  868. vibrating drops stimulated by sound waves, measuring physical 
  869. properties of drop surfaces and studying the shapes of rotating 
  870. drops and their behavior as they split into double drops.  
  871. Other objectives involve understanding the dynamics of 
  872. coalescence, when two free drops merge.  Compound drops -- with 
  873. a drop of one type of liquid inside the main drop of another -- 
  874. and air-filled liquid shells also will be studied for multiple 
  875. surface-tension effects and for spin dynamics.
  876.  
  877.  
  878. Science and Technology of Surface-Controlled Phenomena
  879.  
  880. Principal Investigator:
  881.  
  882. Dr. Robert E. Apfel
  883. Yale University
  884.  
  885.       Surface active materials (surfactants) play an important 
  886. role in industrial processes, from the production of cosmetics 
  887. to the dissolution of proteins in synthetic drug production to 
  888. enhanced oil recovery.  The PI will use the DPM to conduct two 
  889. sets of experiments to understand the effect of surfactants on 
  890. fluid behavior.  
  891.  
  892.       The first experiment will investigate the surface 
  893. properties of single liquid drops in the presence of 
  894. surfactants.  Water drops will be positioned stably by the 
  895. acoustic field of the 
  896.  
  897.  
  898. (DPM - GBX GRAPHIC)
  899.  
  900.  
  901. Drop Physics Module.  The drop will be squeezed acoustically 
  902. and then released, exciting it so that it oscillates in a 
  903. quadruple shape.  The frequency and damping of the resulting 
  904. free oscillations will be measured.  The process will be 
  905. repeated both for varying surfactant concentrations and for 
  906. different surfactants.  These results will be analyzed to 
  907. determine the static and dynamic rheological properties of the 
  908. surface of liquid drops (e.g., surface viscosity, elasticity).  
  909. This set of experiments, coupled with the current theoretical 
  910. work of the science team, should give a better understanding of 
  911. the molecular-level forces acting in the surface layer of 
  912. simple water drops.  
  913.  
  914.       In the second group of experiments, two water drops 
  915. containing varying concentrations of surfactants first will be 
  916. positioned stably at separate nodes of the Drop Physics Module 
  917. acoustic field.  They then will be brought slowly into contact 
  918. by carefully mixing acoustic modes to force the drops toward 
  919. each other.  If the drops do not coalesce spontaneously (which 
  920. will be the case as surfactant concentrations increase), a 
  921. combination of static squeezing and then forced oscillation 
  922. will be applied to the contacting drops with increasing 
  923. strength, inducing them to combine.  Both the parameters of the 
  924. induction techniques and the interface between the drops will 
  925. be measured during this process in an attempt to characterize 
  926. critical parameters that force the drops to rupture and 
  927. coalesce.  The PI will use the dual-drop coalescence experiment 
  928. to gain insight into the role of surfactants as "barriers" to 
  929. coalescence.  These experiments also may yield practical 
  930. knowledge by determining an energy-efficient approach to 
  931. enhancing drop coalescence.
  932.  
  933.  
  934. Drop Dynamics Investigation
  935.  
  936. Principal Investigator:
  937.  
  938. Dr. Taylor G. Wang
  939. Vanderbilt University
  940.  
  941.       Preliminary experiments using acoustic levitation to 
  942. suspend liquid drops were first completed in the Drop Dynamics 
  943. Module flown on the Spacelab-3 mission in 1985.  These 
  944. experiments not only confirmed some theories about drop 
  945. behavior but also provided unexpected results.  For example, 
  946. the bifurcation point -- when a spinning drop takes a dog-bone 
  947. shape to hold itself together -- came earlier than predicted 
  948. under certain circumstances.  On USML-1, the PI team will 
  949. attempt to resolve the differences between experiment and 
  950. theory using the more advanced capabilities of the Drop Physics 
  951. Module.  The PI also will use the DPM to study large-amplitude 
  952. oscillations in drop shape and the process of drop fission.
  953.  
  954.       Liquid drops (water, glycerin and silicone oil) between 
  955. 0.5 to 2.7 cm in diameter will be deployed individually or in 
  956. groups in the experiment chamber at ambient temperatures and 
  957. pressures.  Sound waves directed at the drops will be varied in 
  958. frequency and intensity as drops are rotated, fused and made to 
  959. oscillate.  The equilibrium shapes of both charged and 
  960. uncharged liquids undergoing solid body and differential 
  961. rotation will be experimentally determined.  To determine the 
  962. equilibrium shapes of rotating drops, the relative phase 
  963. between the orthogonal acoustic waves used to position each 
  964. drop will be shifted by 90 degrees.  This phase shift will 
  965. create an acoustic rotational torque on the drop.
  966.  
  967.       The shape oscillation spectra of drops also will be 
  968. experimentally studied.  To determine the shape oscillation 
  969. frequency of both simple and compound drops, the acoustic field 
  970. will undergo carrier modulation to stimulate drop shape 
  971. oscillation.  The amplitude of the oscillation as a function of 
  972. the modulation frequency will be studied to determine the non-
  973. linear behavior of the drop.  These data will allow the 
  974. equilibrium shapes and frequency spectrum of both simple and 
  975. compound liquid drops, undergoing different types of rotation 
  976. and oscillation, to be determined.
  977.  
  978.       Finally, the PI will use the DPM to conduct encapsulation 
  979. studies using sodium alginate and calcium chloride to determine 
  980. methods for centering one component of a compound drop.  In 
  981. this experiment, sodium alginate droplets will be injected into 
  982. a calcium chloride drop.  The resulting compound drop will be 
  983. subjected to various acoustic conditions to try to determine an 
  984. optimal method of forming uniform concentric spherical 
  985. membranes.
  986.  
  987.  
  988. Measurement of Liquid-Liquid Interfacial Tension and the Role 
  989. of Gravity  in Phase Separation Kinetics of Fluid Glassmelts
  990.  
  991. Principal Investigator:
  992.  
  993. Dr. Michael C. Weinberg
  994. University of Arizona
  995.  
  996.       The experiment explores a unique method for measuring an 
  997. important surface parameter -- the tension between interfaces 
  998. of drops and other materials.
  999.  
  1000.       There are many liquid solutions that tend to separate 
  1001. into several liquid phases when held in an appropriate 
  1002. temperature range.  This same process occurs in many glass 
  1003. systems, where it is referred to as glass-in-glass or liquid-
  1004. liquid phase separation, or amorphous immiscibility.  In both 
  1005. liquids and glasses, the rates at which these phase separation 
  1006. processes occur depend upon several factors, such as the 
  1007. temperature and the characteristics of the surface at the 
  1008. boundary between phases.  The measurement of the liquid-liquid 
  1009. interfacial tension will provide one of the key quantities that 
  1010. governs the rate of such a process. 
  1011.  
  1012.       The experiment consists of measuring the liquid-liquid 
  1013. surface tension of a compound drop consisting of two liquids 
  1014. that do not mix.  A drop containing tracer particles is 
  1015. deployed and then injected with an inner drop.  This compound 
  1016. drop will be rotated in the Drop Physics Module at specified 
  1017. angular velocities, and the shapes of both the inner and outer 
  1018. drops will be distorted.  After equilibration of drop shape and 
  1019. rotation rate, film images will be taken from two orthogonal 
  1020. views to record the drops' new geometries.   Eight drop sets 
  1021. will be examined (four liquid pairs, two drop radii ratios 
  1022. each).  The photographs will be analyzed to determine the drop 
  1023. distortions and will use theoretical models to calculate the 
  1024. liquid-liquid surface tension between the substances that make 
  1025. up each drop.  
  1026.  
  1027.  
  1028. Astroculture(TM)
  1029.  
  1030. Principal Investigator:
  1031.  
  1032. Dr. Theodore W. Tibbitts
  1033. Wisconsin Center for the Commercial
  1034. Development of Space, Madison
  1035.  
  1036.       NASA's Office of Commercial Programs is sponsoring the 
  1037. Astroculture(TM) payload, developed by the Wisconsin Center for 
  1038. Space Automation and Robotics (WCSAR), a NASA Center for the 
  1039. Commercial Development of Space (CCDS) based at the University 
  1040. of Wisconsin in Madison.
  1041.  
  1042.       Currently, no satisfactory plant growth unit is available 
  1043. for support of long-term plant growth in space.  Increases in 
  1044. the duration of Space Shuttle missions have made it necessary 
  1045. to develop plant growth technology that minimizes the costs of 
  1046. life support while in space.  Plants can reduce the costs of 
  1047. providing food, oxygen and pure water and also lower the costs 
  1048. of removing carbon dioxide in human space habitats.
  1049.  
  1050.       Before plants can be grown in the Astroculture(TM) unit, 
  1051. however, a series of experiments will have to be conducted on 
  1052. the Space Shuttle to evaluate the critical subsystems (water 
  1053. and nutrient delivery, lighting and humidity control) needed to 
  1054. construct a reliable plant growth unit.  Water and nutrient 
  1055. delivery will be tested and evaluated on STS-50, with 
  1056. additional experiments added to future missions for evaluation 
  1057. of the other two subsystems.
  1058.  
  1059.       The flight hardware for the STS-50 mission is self-
  1060. contained in a middeck locker and weighs approximately 70 
  1061. pounds.  The Astroculture(TM) unit consists of a covered cavity 
  1062. with two growth chambers containing inert material (having 
  1063. particle size of 20 to 40 mesh) that serve as the root matrix; 
  1064. a water supply system consisting of a porous stainless steel 
  1065. tube embedded into the matrix, a water reservoir, a pump, and 
  1066. appropriate valves for controlling the pressure flow of water 
  1067. through the stainless steel tube; a water recovery system 
  1068. consisting of the same components as the water supply system; 
  1069. and a microprocessor system for control and data acquisition 
  1070. functions.
  1071.  
  1072.       In orbit, the water supply and recovery systems will be 
  1073. activated to initiate circulation of a nutrient solution 
  1074. through the porous tubes.  Subsequently, the solution will move 
  1075. through the wall of each porous tube into the matrix by 
  1076. capillary forces.  In the matrix, the small pores will be 
  1077. filled with the solution and the large pores with air, thereby 
  1078. providing a non-saturated state.  The recovery system will 
  1079. operate at several pressure levels to determine the rate at 
  1080. which the solution will move through the matrix and the 
  1081. capacity of the supply system to provide the solution to the 
  1082. matrix.
  1083.  
  1084.       A computer system will monitor the amount of solution 
  1085. pumped from the supply reservoir to the recovery reservoir.  
  1086. Data collected by the computer will indicate the supply 
  1087. system's overall capacity for replacing water and nutrients 
  1088. removed by plants growing in microgravity.
  1089.  
  1090.  
  1091. (ASTROCULTURE GRAPHIC # 1)
  1092.  
  1093.  
  1094. (ASTROCULTURE GRAPHIC # 2)
  1095.  
  1096.  
  1097. (STDCE Graphic)
  1098.  
  1099.  
  1100. SURFACE TENSION DRIVEN CONVECTION EXPERIMENT (STDCE)
  1101.  
  1102. Principal Investigator:
  1103.  
  1104. Dr. Simon Ostrach
  1105. Case Western Reserve University, Ohio
  1106.  
  1107.       On Earth, buoyancy-driven flows and convection impede 
  1108. attempts to grow better crystals and solidify new metals and 
  1109. alloys.  Ground-based and preliminary space experiments have 
  1110. shown that variations in surface tension, caused by temperature 
  1111. differences along a liquid's free surface, generate 
  1112. thermocapillary fluid flows.  Although thermocapillary flows 
  1113. exist on Earth, they are masked by stronger buoyancy-driven 
  1114. flows.  In low-gravity, buoyancy-driven flows are reduced, 
  1115. making it easier to examine thermocapillary flows.  Earth's 
  1116. gravity also alters the liquid free surface shape and damping 
  1117. characteristics of any fluid.  The microgravity environment 
  1118. allows researchers to study the impact of a variety of curved 
  1119. free surface geometries on thermocapillary fluid flows.  
  1120.  
  1121.       The USML-1 Surface Tension Driven Convection Experiment 
  1122. (STDCE) will  obtain quantitative data on thermocapillary flows 
  1123. over a wide range of parameters in experiments that vary the 
  1124. imposed surface temperature distributions (thermal signatures) 
  1125. and the configuration of the liquid's free surface.  For USML-
  1126. 1, both steady flows (those that do not change over time) and 
  1127. transient flows (those that do change over time) will be 
  1128. studied.  A variety of conditions and experiment configurations 
  1129. will be used, and an attempt will be made to identify the 
  1130. conditions for the onset of oscillations.  
  1131.       The experiments will be conducted in the Surface Tension 
  1132. Driven Convection Experiment Apparatus, which consists of an 
  1133. experiment package and an electronics package located in a 
  1134. double Spacelab rack.  The experiments are carried out in a 
  1135. cylindrical container (10 cm in diameter and 5 cm high).  A 
  1136. lightweight  silicone oil is used as the test fluid because it 
  1137. is not susceptible to surface contamination, which can ruin 
  1138. surface tension experiments.  The experiment package contains 
  1139. the test chamber, made of copper to assure good thermal 
  1140. conductivity along the walls, and the silicone oil system, 
  1141. consisting of a storage reservoir and a fluid management system 
  1142. for filling and emptying the test chamber.
  1143.       Two heating systems, which provide the different thermal 
  1144. signatures, are part of the test chamber.  A submerged 
  1145. cartridge heater system will be used to study thermocapillary 
  1146. flows over a range of imposed temperature differences.  A 
  1147. surface heating system will be used to investigate fluid flows 
  1148. generated by various heat fluxes distributed across the surface 
  1149. of the liquid.  This heating system consists of a CO\s\do2(2) 
  1150. laser and optical elements that direct the laser beam to the 
  1151. test chamber and vary the imposed heat flux and its 
  1152. distribution. 
  1153.       To visualize the fluid flows in the test chamber, a laser 
  1154. diode and associated optical elements will illuminate aluminum 
  1155. oxide particles suspended in the silicone oil, and a video 
  1156. camera, attached to a chamber view port, will record the 
  1157. particle motion.  A scanning infrared imaging system records 
  1158. oil surface temperature.  Thermistors inside the test chamber 
  1159. measure bulk oil temperatures.  The crew can use a Spacelab 
  1160. camera mounted to the front of the chamber to monitor oil 
  1161. filling and draining, submerged heater positions and oil 
  1162. surface shapes and motions.  These data will be downlinked to 
  1163. the Spacelab Payload Operations Control Center at the Marshall 
  1164. Space Flight Center.  Based on the analysis of the data, a new 
  1165. set of test parameters for the next series of experiments will 
  1166. be uplinked to the experiment computer in the Spacelab.  From 
  1167. the data obtained, the PI will correlate velocity and 
  1168. temperature distributions with imposed thermal conditions to 
  1169. complete mathematical models of thermocapillary flow. 
  1170.  
  1171.  
  1172.  
  1173. COMBUSTION SCIENCE EXPERIMENT
  1174.  
  1175. SOLID SURFACE COMBUSTION EXPERIMENT (SSCE)
  1176.  
  1177. Principal Investigator:
  1178.  
  1179. Robert A. Altenkirch
  1180. Mississippi State University
  1181.  
  1182.       The Solid Surface Combustion Experiment (SSCE) is a major 
  1183. study of how flames spread in microgravity.  Comparing data on 
  1184. how flames spread in microgravity with knowledge of how flames 
  1185. spread on Earth may contribute to improvements in all types of 
  1186. fire safety and control equipment.  This will be the fifth time 
  1187. SSCE has flown aboard the Shuttle.  Ultimately, plans call for 
  1188. SSCE to fly a total of eight times, testing the combustion of 
  1189. different materials under different atmospheric conditions.
  1190.  
  1191.       In the SSCE planned for USML-1, scientists will test how 
  1192. flames spread along a sample of Plexiglas in an artificial 
  1193. atmosphere containing oxygen mixed with nitrogen.
  1194.  
  1195.       During the other four missions on which this experiment 
  1196. was flown, samples of a special filter paper were burned in 
  1197. atmospheres with different levels of oxygen and pressure.  The 
  1198. special filter paper and Plexiglas were chosen as test 
  1199. materials because extensive databases already exist on the 
  1200. combustion of these materials in Earth's gravity.  Thus, 
  1201. combustion processed on Earth and in space can be readily 
  1202. compared.
  1203.  
  1204.       Scientists will use computer image enhancement techniques 
  1205. to analyze the film record of the Solid Surface Combustion 
  1206. Experiment.  They then will compare the enhanced images and 
  1207. recorded temperature and pressure data with a computer 
  1208. simulation of the flame spreading process.  Reconciling the two 
  1209. sets of data is expected to provide new insights into the basic 
  1210. process of combustion.
  1211.  
  1212.  
  1213. BIOTECHNOLOGY EXPERIMENTS
  1214.  
  1215.  
  1216. PROTEIN CRYSTAL GROWTH  (PCG)
  1217.  
  1218. Principal Investigator:
  1219.  
  1220. Dr. Charles E. Bugg
  1221. University of Alabama at Birmingham
  1222.  
  1223.       NASA's Office of Commercial Programs (OCP) is sponsoring 
  1224. the Protein Crystal Growth (PCG) payload, developed by the 
  1225. Center for Macromolecular Crystallography (CMC), a NASA Center 
  1226. for the Commercial Development of Space (CCDS) based at the 
  1227. University of Alabama at Birmingham.
  1228.  
  1229.       The objective of the PCG experiments is to produce large, 
  1230. well-ordered crystals of various proteins.  These crystals will 
  1231. be used in ground-based studies to determine the three-
  1232. dimensional structures of the proteins and to investigate the 
  1233. kinetics of crystal growth and the impact of fluid disturbances 
  1234. on crystal growth.
  1235.  
  1236.       Since proteins play an important role in everyday life -- 
  1237. from providing nourishment to fighting disease -- research in 
  1238. this area is quickly becoming a viable commercial industry.  
  1239. Scientists need large, well-ordered crystals to study the 
  1240. structure of a protein and to learn how a protein's structure 
  1241. determines its functions.
  1242.  
  1243.       The technique most-widely used to determine a protein's 
  1244. three-dimensional structure is X-ray crystallography, which 
  1245. requires large, well-ordered crystals for analysis.  Crystals 
  1246. produced on Earth often are large enough to study, but usually 
  1247. they have numerous gravity-induced flaws.  However, space-
  1248. produced crystals tend to be purer and have more highly-ordered 
  1249. structures which significantly facilitates X-ray diffraction 
  1250. studies of the crystallized proteins.
  1251.  
  1252.       Studies of such crystals not only can provide information 
  1253. on basic biological processes, but they could lead to the 
  1254. development of food with higher protein content, highly 
  1255. resistant crops and more effective drugs.  By studying the 
  1256. growth rates of crystals under different conditions, scientists 
  1257. can find ways to improve crystal growth in microgravity, thus 
  1258. providing higher-quality crystals for study and the ability to 
  1259. produce large crystals made of hard-to-grow proteins.  For 
  1260. these reasons, PCG activities have been conducted on 14 Shuttle 
  1261. missions counting STS-49.
  1262.  
  1263.       On STS-50, the flight hardware will include two 
  1264. Refrigerator/Incubator Module (R/IM) thermal enclosures and one 
  1265. newly-designed thermal enclosure, called the Commercial R/IM 
  1266. (CRIM).  The CRIM allows for a pre-programmed temperature 
  1267. profile and a feedback loop that monitors CRIM temperatures 
  1268. during flight.
  1269.  
  1270.       To optimize protein crystal growth conditions, some of 
  1271. the PCG experiments will be conducted in the Glovebox Module, 
  1272. an enclosed compartment that minimizes risk to the experiments 
  1273. and the Spacelab environment.  Prior to being activated, the 
  1274. experiments will be stowed in a R/IM set at 22 degrees C.  The 
  1275. experiments will be conducted using modular crystal growth 
  1276. hardware and will include as many as 21 different proteins.  
  1277. Experiment parameters will be altered in response to crew 
  1278. observation of the crystal growth process.  New experiments 
  1279. will be initiated throughout the mission to take advantage of 
  1280. lessons learned from early experiment runs.  As the PCG 
  1281. activities in the Glovebox are completed, the experiments will 
  1282. be returned to the 22-degree R/IM.
  1283.  
  1284.       Other PCG experiments will be stowed in the other R/IM, 
  1285. also set at 22 degrees C, and the CRIM, set at 4 degrees C.  
  1286. Each will contain three vapor diffusion apparatus (VDA) trays 
  1287. with 20 individual growth chambers.  One side of each tray 
  1288. holds 20 double-barreled syringes, while the other side holds 
  1289. plugs that cap the tips of the syringes.  Protein solution will 
  1290. be stored in one barrel of each syringe, and the other will 
  1291. house precipitant solution.  A reservoir of concentrated 
  1292. precipitant solution surrounds each syringe inside the crystal 
  1293. growth chamber.
  1294.  
  1295.       To activate the experiment, a crew member will attach a 
  1296. handwheel to a ganging mechanism on the plug side of each VDA 
  1297. and turn it to retract the plugs from the syringe tips.  The 
  1298. handwheel then will be moved to the ganging mechanism on the 
  1299. syringe side of the tray, where it will be turned to extrude 
  1300. the protein and precipitant solutions to form a drop on the tip 
  1301. of each syringe.  The difference in concentration of the 
  1302. precipitant in the reservoir and the drop causes water 
  1303. molecules to migrate from the drop through the vapor phase into 
  1304. the reservoir solution.  As the concentration of protein and 
  1305. precipitant increase in the drop, crystal growth will begin.
  1306.  
  1307.       Twenty of the growth chambers are designed to accommodate 
  1308. crystal seeding.  During the second flight day, a crew member 
  1309. will open a port on 10 of the seeding chambers in the VDA R/IM 
  1310. and inject each protein drop with a few microliters of solution 
  1311. containing Earth-grown "seed" crystals.  The operation will be 
  1312. repeated on the third flight day with the remaining 10 seeding 
  1313. chambers.  Inserting seed crystals into the protein droplets is 
  1314. expected to initiate immediate growth of protein crystals.
  1315.  
  1316.       At the end of the mission, the experiments will be 
  1317. deactivated.  Due to each protein's short lifetime and the 
  1318. crystals' resulting instability, the PCG payload will be 
  1319. retrieved from the Shuttle within 3 hours of landing and 
  1320. returned to the CMC CCDS for post-flight analyses.
  1321.  
  1322.       Of the 34 proteins selected to fly on this mission, 60 
  1323. percent have flown on previous flights.  Nine of the proteins 
  1324. are OCP-sponsored and have commercial co-investigators that are 
  1325. affiliates of the CMC CCDS.  Many have potential commercial 
  1326. application in the pharmaceutical industry.  Structural 
  1327. information gained from these experiments may provide better 
  1328. understanding of the immune system, the function of individual 
  1329. genes and treatment of disease, and many ultimately aid in the 
  1330. design of a specific, effective and safe treatment of viral 
  1331. infections.
  1332.  
  1333.       Dr. Lawrence J. DeLucas, Associate Director for PCG at 
  1334. the CMC CCDS, is a co-investigator and a payload specialist on 
  1335. the STS-50 mission, providing on-site scientific management of 
  1336. the PCG experiments.
  1337.  
  1338.  
  1339. (PCG HARDWARE GRAPHIC)
  1340.  
  1341.  
  1342. GENERIC BIOPROCESSING APPARATUS
  1343.  
  1344. Principal Investigator:
  1345.  
  1346. Dr. Michael C. Robinson
  1347. Bioserve Space Technologies
  1348. University of Colorado in Boulder
  1349.  
  1350.       NASA's Office of Commercial Programs is sponsoring the 
  1351. Generic Bioprocessing Apparatus (GBA) payload, developed by 
  1352. Bioserve Space Technologies, a NASA Center for the Commercial 
  1353. Development of Space (CCDS) based at the University of Colorado 
  1354. in Boulder.
  1355.  
  1356.       The GBA is a multi-purpose payload that supports mixing 
  1357. of fluids and solids in up to 500 individual sample containment 
  1358. devices, called Fluids Processing Apparatuses (FPAs), in 
  1359. microgravity.  On STS-50, 23 different experiments will be 
  1360. conducted in 132 FPAs.
  1361.  
  1362.       Some of the experiments will be stowed in a middeck 
  1363. Refrigerator/Incubator Module (R/IM), while others will be 
  1364. stowed in an ambient temperature stowage locker in the Spacelab 
  1365. module.  Of the 23 experiments, one (called Directed 
  1366. Orientation of Polymerizing Collagen Fibers) will be processed 
  1367. in the Glovebox Module, an enclosed compartment that allows 
  1368. sample manipulation with minimal risks to the experiments and 
  1369. the Spacelab environment.
  1370.  
  1371.       A crew member will activate a batch of 12 FPAs by mixing 
  1372. sample materials and inserting them into the GBA for 
  1373. incubation.  A computer will automatically terminate incubation 
  1374. after a preprogrammed duration.  A crew member then will remove 
  1375. the samples from the GBA, restow them in either the R/IM or 
  1376. Spacelab stowage locker and load another batch of samples for 
  1377. incubation.
  1378.  
  1379.       For a number of samples, on-orbit video recordings will 
  1380. be obtained to document sample behavior and morphology.  The 
  1381. GBA will monitor and control its own temperature, and it will 
  1382. monitor optical density to provide information on processing 
  1383. rates and cell growth.
  1384.  
  1385.       The GBA will allow scientists to study an array of 
  1386. biological processes, with samples ranging from molecules to 
  1387. small organisms.  Some of the many commercial experiments 
  1388. currently scheduled to fly in the GBA include:  
  1389.  
  1390.      Artificial Collagen Synthesis -- the ability to 
  1391. artificially synthesize collagen fibers in microgravity could 
  1392. result in materials that have the strength and properties of 
  1393. natural collagen.  Synthesized collagen could be used more 
  1394. effectively as artificial skin, blood vessels, and other parts 
  1395. of the body. 
  1396.  
  1397.      Assembly of Liposomes and Virus Capsid (two types of 
  1398. spherical structures that could be used to encapsulate 
  1399. pharmaceuticals) -- the ability to properly assemble liposomes 
  1400. and 
  1401.  
  1402.  
  1403. (GBA GRAPHIC)
  1404.  
  1405.  
  1406. virus capsid in microgravity could result in using them to 
  1407. navigate drugs to specific body tissues, such as tumors.
  1408.  
  1409.      Development of Brine Shrimp and Miniature Wasps in 
  1410. Microgravity -- could shed light on the importance of gravity 
  1411. in human development and aging and potential components of a 
  1412. Controlled Ecological Life Support System (CELSS).
  1413.  
  1414.      Seed Germination and Development -- could help develop 
  1415. technology for growing plants in space and provide knowledge 
  1416. for use in agriculture on Earth.
  1417.  
  1418.       The ability to process such a large quantity of different 
  1419. samples truly exemplifies the GBA as a multi-purpose facility, 
  1420. helping to answer important questions about the relationship 
  1421. between gravity and biology.  The GBA will be instrumental in 
  1422. evaluating the commercial potential of space-based biomaterials 
  1423. processes and products.
  1424.  
  1425.  
  1426.  
  1427. Glovebox 
  1428.  
  1429.  
  1430.       The USML-1 Glovebox (GBX), provided by the European Space 
  1431. Agency, is a multiuser facility supporting 16 experiments in 
  1432. fluid dynamics, combustion science, crystal growth and 
  1433. technology demonstration.  Some of the experiments will provide 
  1434. information that other USML-1 investigations will use 
  1435. immediately during the mission to refine their experiment 
  1436. operations.  Others will provide data that may be used to 
  1437. define future microgravity science investigations.
  1438.  
  1439.       The GBX has an enclosed working space that minimizes the 
  1440. contamination risks to both Spacelab and experiment samples.  
  1441. The GBX working volume provides two types of containment: 
  1442. physical isolation from the Spacelab and negative air pressure 
  1443. differential between the enclosure and the Spacelab ambient 
  1444. environment.  An air-filtering system also protects the crew 
  1445. from harmful experiment products.  The crew manipulates 
  1446. experiment equipment through three doors:  a central port 
  1447. through which experiments are placed in the working volume and 
  1448. two glove doors.  When an airtight seal is required, the crew 
  1449. inserts their hands into rugged gloves attached to the glove 
  1450. doors.  If an experiment requires more sensitive handling, the 
  1451. crew may don surgical gloves and insert their arms through a 
  1452. set of adjustable cuffs. 
  1453.  
  1454.       Most of the GBX experiment modules have magnetic bases 
  1455. that hold them to the steel floor of the enclosure. Others 
  1456. attach to a laboratory jack that can position the equipment at 
  1457. a chosen height above the cabinet floor.  Equipment also may be 
  1458. bolted to the left wall of the working volume or attached 
  1459. outside the GBX with Velcro(TM).  
  1460.  
  1461.       The GBX supports four charge-coupled device (CCD) 
  1462. cameras, two of which can be operated simultaneously.  Three 
  1463. black-and-white and three color camera CCD heads are available.  
  1464. Operations can be viewed through three view-ports or through a 
  1465. large window at the top of the working volume.  The GBX also 
  1466. has a backlight panel, a 35-mm camera and a stereomicroscope 
  1467. that offers high-magnification viewing of experiment samples.  
  1468. Video data can be downlinked in real-time.  The GBX also 
  1469. provides electrical power for experiment hardware, a time-
  1470. temperature display and cleaning supplies.  
  1471.  
  1472.  
  1473. (DPM - GBX GRAPHIC)
  1474.  
  1475.  
  1476. Passive Accelerometer System (PAS)
  1477.  
  1478. Dr. J. Iwan D. Alexander
  1479. The University of Alabama in Huntsville
  1480.  
  1481.       The objective of PAS is to test a simple system to 
  1482. measure residual acceleration caused by atmospheric drag 
  1483. effects and the gravity gradient from the spacecraftUs center 
  1484. of mass.  Because many microgravity experiments and processes 
  1485. are sensitive to accelerations, it is important to measure 
  1486. these accelerations to improve the design of future experiments 
  1487. and facilities.  A proof mass (steel ball) will be placed in a 
  1488. glass tube full of water.  This tube is contained in a lexan 
  1489. sleeve and will be mounted parallel to the flight direction.  
  1490. An astronaut tracks its position manually every 1-2 minutes, 
  1491. using a ruler and protractor, repositioning the tube if the 
  1492. angular deviation of the proof mass exceeds 10!.  StokesU law 
  1493. will be used to indirectly calculate the residual acceleration 
  1494. from the ballUs trajectory and speed.  Each run will take 
  1495. approximately 20 minutes.  This experiment will be repeated 5-
  1496. 10 times during the mission, at several different locations in 
  1497. middeck and the Spacelab.  
  1498.  
  1499.  
  1500. Interface Configuration Experiment  (ICE)
  1501.  
  1502. Dr. Paul Concus
  1503. University of California at Berkeley and Lawrence Berkeley 
  1504. Laboratory
  1505.  
  1506.       ICE will explore the behavior of liquid-vapor interfaces 
  1507. that has been predicted mathematically for certain irregularly 
  1508. shaped "exotic" containers in a low-gravity environment.  By 
  1509. demonstrating the ability to mathematically predict the shape 
  1510. and location of liquids in exotic containers, the researchers 
  1511. hope to build confidence in the ability to predict fluid 
  1512. configurations in containers of all shapes.
  1513.  
  1514.       ICE has been designed to observe:
  1515.  
  1516.      The location and relative stability of surface shapes in 
  1517. mathematically designed containers
  1518.  
  1519.      The effects of container surface conditions on fluid 
  1520. behavior
  1521.  
  1522.      The effects of fluid properties on fluid behavior
  1523.  
  1524.  
  1525. Protein Crystal Growth Glovebox (PCGG)
  1526.  
  1527. Dr. Lawrence J. DeLucas
  1528. The University of Alabama at Birmingham
  1529.  
  1530.       This experiment will be flown by the Center for 
  1531. Macromolecular Crystallography, a NASA Center for the 
  1532. Commercial Development of Space (CCDS) based at the University 
  1533. of Alabama at Birmingham (UAB).  Individual protein crystal 
  1534. growth experiments are jointly sponsored by the Office of 
  1535. Commercial Programs and the Microgravity Science and 
  1536. Applications Division, Office of Space Science and 
  1537. Applications.  
  1538.  
  1539.       The objectives are to identify optimal conditions for 
  1540. nucleating and growing protein crystals in space and to 
  1541. investigate ways of manipulating protein crystals in 
  1542. microgravity.  By determining the structure of protein 
  1543. crystals, scientists may be able to develop dramatically 
  1544. improved medical and agricultural products.   More information 
  1545. is needed about optimum mixing times, solutions concentrations 
  1546. and other growth parameters for future microgravity protein 
  1547. crystal growth experiments.
  1548.  
  1549.       The PCGG investigator, Dr. Lawrence J. DeLucas, is a 
  1550. USML-1 payload specialist.  He and other crew members will 
  1551. conduct 720 interactive experiments using modular crystal 
  1552. growth hardware and including as many as 21 different proteins.  
  1553. Sample materials will be stored in a middeck R/IM for launch.  
  1554. Protein crystals will be grown by vapor diffusion and free 
  1555. interface diffusion methods.  Graduated syringes with 
  1556. dispensing devices will be used to extrude precise amounts of 
  1557. proteins, buffers or precipitates.  Seed crystals will be 
  1558. injected into equilibrated protein/precipitant solutions using 
  1559. micro-manipulators.  The GBX microscope and a PCGG light table 
  1560. will be used to inspect growing crystals.  Experiment 
  1561. parameters will be altered in response to crew observations of 
  1562. the crystal growth process.  New experiments will be initiated 
  1563. throughout the mission to take advantage of lessons learned 
  1564. from early experiment runs.  Crew members also will study ways 
  1565. to manipulate protein crystals and mount them in capillaries.
  1566.  
  1567.  
  1568. Solid Surface Wetting Experiment  (SSW)
  1569.  
  1570. Dr. Eugene H. Trinh
  1571. NASA Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Calif.
  1572.  
  1573.       The objective is to determine the most reliable injector 
  1574. tip geometry and coating for droplet deployment for Drop 
  1575. Physics Module (DPM) experiments.  Fluids experiments in the 
  1576. DPM depend on efficient and accurate deployment of droplets of 
  1577. the proper volume and shape.  Different combinations of fluids 
  1578. and injector nozzles will be used to deploy droplets inside the 
  1579. GBX working area.  A micrometer drive will provide calibrated 
  1580. volume control of the manual injection syringe.  The crew will 
  1581. test three different compositions of water-glycerol mixtures, 
  1582. as well as a variety of silicon oils.  A coaxial injector will 
  1583. be used to inject air bubbles into some drops, so shells can be 
  1584. studied.  Video data of droplet deployment will be recorded for 
  1585. post flight analysis.  The crew also will measure droplet 
  1586. volume and wetting angles during the tests.
  1587.  
  1588.  
  1589. Marangoni Convection in Closed Containers (MCCC)
  1590.  
  1591. Dr. Robert J. Naumann
  1592. The University of Alabama in Huntsville
  1593.  
  1594.       The objective is to determine under what conditions (if 
  1595. any) surface tension driven convection can occur in closed 
  1596. containers.  A liquid in space may not conform to the shape of 
  1597. its container.  It may be possible for Marangoni convection to 
  1598. occur along all free surfaces of a liquid.  If so, models of 
  1599. Marangoni convection effects on heat transfer and fluid motion 
  1600. in space must be refined.  Two glass ampoules will be tested, 
  1601. one with water and one with silicone oil, both containing glass 
  1602. tracer beads.  Each ampoule has a set of heaters and 
  1603. thermistors.  The crew will record the onset of Marangoni 
  1604. convection during heating with video and the 35mm camera. 
  1605. Smoldering Combustion in Microgravity (SCM)
  1606.  
  1607. Dr. A. Carlos Fernandez-Pello
  1608. University of California at Berkeley
  1609.  
  1610.       The SCM experiment will study the smoldering 
  1611. characteristics of a polyurethane foam in environments with and 
  1612. without air flows.  Specifically, the experiment will:
  1613.  
  1614.      Measure how different air flows and ignitor geometries 
  1615. affect the smolder propagation rates and the smolder 
  1616. temperatures.
  1617.  
  1618.      Measure the ignition energy required in low gravity as 
  1619. compared to Earth's gravity.
  1620.  
  1621.      Observe the potential transition from smoldering to 
  1622. flaming, the transition from smoldering to extinction and 
  1623. conditions leading to the transition.
  1624.  
  1625.       Data gathered from the experiment will help scientists 
  1626. develop computer models of smoldering combustion processes and 
  1627. explore ways to control smoldering combustion in low gravity.  
  1628. Ultimately, this experiment will improve methods of fire 
  1629. prevention, detection and extinguishment aboard spacecraft and 
  1630. possibly on Earth.
  1631.  
  1632.  
  1633. Wire Insulation Flammability Experiment (WIF)
  1634.  
  1635. Paul Greenberg
  1636. NASA Lewis Research Center
  1637. Cleveland, Ohio
  1638.  
  1639.       The WIF experiment is designed to determine the 
  1640. offgassing, flammability and flame spread characteristics of 
  1641. overheated wire in a low gravity environment.
  1642.  
  1643.       Extensive studies of the relationship between the 
  1644. electrical current passed through a wire and the heating of the 
  1645. wire have led to the development of building codes and 
  1646. insulation materials that minimize the number and severity of 
  1647. wiring-related fires.  To support the development of similar 
  1648. "building codes" for future space-based structures, the WIF 
  1649. will study the warming of electrical wire in microgravity.
  1650.  
  1651.  
  1652. Candle Flames in Microgravity
  1653.  
  1654. Dr. Howard Ross
  1655. NASA Lewis Research Center
  1656. Cleveland, Ohio
  1657.  
  1658.       This experiment is expected to provide new insights into 
  1659. the combustion process.
  1660. Specifically, this experiment is designed to:
  1661.  
  1662.      Determine if candle flames can be sustained in a purely 
  1663. diffusive, very still environment or in the presence of air 
  1664. flows smaller than those caused by buoyancy on Earth.
  1665.  
  1666.      Determine how the absence of buoyant convection affects 
  1667. the burning rate, flame shape and color of candle flames.
  1668.  
  1669.      Study the interactions between two closely spaced candles 
  1670. in microgravity.
  1671.  
  1672.      Determine if candle flames spontaneously oscillate before 
  1673. they go out in the absence of buoyancy-induced flows.
  1674.  
  1675.       For the first test, the crew member will remove a candle 
  1676. and ignitor from the candle parts box and install them inside 
  1677. the glovebox.  After making and verifying the electrical 
  1678. connections, the crew member will set up video cameras at the 
  1679. top and one side of the glovebox to focus on the area around 
  1680. the candle tip and the displays of thermocouple data.
  1681.  
  1682.       After starting the camera and instruments, the crew 
  1683. member will activate the ignitor which will light the candle.  
  1684. Photography and temperature measurements will continue until 
  1685. the flame burns out or until a fixed period of time passes.  
  1686. The crew member then will turn on the glovebox fan to cool the 
  1687. candle box and replenish the glovebox with air.  After about 1 
  1688. minute, the next test can proceed.  There will be a total of 
  1689. four tests conducted.
  1690.  
  1691.  
  1692. Fiber Pulling in Microgravity  (FPM)
  1693.  
  1694. Dr. Robert J. Naumann
  1695. The University of Alabama in Huntsville
  1696.  
  1697.       The objective is to test a variety of techniques to pull 
  1698. fibers in microgravity.  On Earth, gravity drainage and 
  1699. Rayleigh-Taylor instabilities cause thin columns of low-
  1700. viscosity liquids to break apart or form beads.  In space, it 
  1701. should be possible to determine which of the two influences is 
  1702. the limiting factor in fiber pulling and whether certain low-
  1703. viscosity materials could be more efficiently processed in 
  1704. microgravity.  Simulated glass melts of different viscosities 
  1705. will be extruded from syringes to simulate the drawing of a 
  1706. fiber.  The time for the breakage of the fibers will be 
  1707. determined.  There are six syringe sets with decreasing ratios 
  1708. of viscosity to surface tension.  One video camera will observe 
  1709. the apparatus, while the other camera will use a high 
  1710. resolution macro lens to focus on the pulled fibers.
  1711.  
  1712.  
  1713. Nucleation of Crystals from Solutions in a Low-g
  1714. Environment (NCS)
  1715.  
  1716. Dr. Roger L. Kroes
  1717. NASA Marshall Space Flight Center
  1718. Huntsville, Ala.
  1719.  
  1720.       The objective is to test a new technique for initiating 
  1721. and controlling the nucleation of crystals from solution in 
  1722. reduced gravity.  Improvements in the ability to control the 
  1723. location and time of the onset of nucleation of crystals in a 
  1724. solution have the potential to increase the flexibility of all 
  1725. space experiments involving solution crystal growth.  A mildly 
  1726. supersaturated solution will be injected with a fixed amount of 
  1727. warmer solution in a crystal growth test cell.  The injected 
  1728. solution will be more concentrated than the host solution and 
  1729. will initiate nucleation.  The nucleation process will be 
  1730. recorded on the GBX video system.  Solutions of triglycine 
  1731. sulfate, L-Arginine phosphate and potassium aluminium sulphate 
  1732. will be tested.  At the conclusion of each test, any crystals 
  1733. produced will be removed and stored for post-flight analysis.  
  1734.  
  1735.  
  1736. Oscillatory Dynamics of Single Bubbles and Agglomeration in an  
  1737. Ultrasonic Sound Field in Microgravity (ODBA)
  1738.  
  1739. Dr. Philip L. Marston
  1740. Washington State University
  1741.  
  1742.       The objective is to explore how large and small bubbles 
  1743. behave in space in response to an ultrasound stimulus.  By 
  1744. understanding how the shape and behavior of bubbles in a liquid 
  1745. change in response to ultrasound, it may be possible to develop 
  1746. techniques that eliminate or counteract the complications that 
  1747. small bubbles cause during materials processing on earth.  A 
  1748. variety of bubble configurations will be tested in a sealed 
  1749. water chamber.  An ultrasonic transducer will be attached to 
  1750. the chamber to establish an ultrasonic standing wave.  The wave 
  1751. will drive the bubbles into shape oscillations.  Bubbles will 
  1752. be brought into contact by either the ultrasonic field or 
  1753. direct mechanical manipulation.  The coalescence and resulting 
  1754. decay of large amplitude shape oscillations will be recorded on 
  1755. video.  The response of bubbles to a surfactant solution -- 
  1756. sodium dodecyl sulfate -- also will be tested.  
  1757.  
  1758.  
  1759. Stability of a Double Float Zone (DFZ)
  1760.  
  1761. Dr. Robert J. Naumann
  1762. The University of Alabama in Huntsville
  1763.  
  1764.       The objective is to determine if a solid cylinder can be 
  1765. supported by two liquid columns and remain stable in 
  1766. microgravity.  It may be possible to increase the purity and 
  1767. efficiency of glass materials with a newly patented technique 
  1768. that relies on a solid column of material supported by two 
  1769. liquid columns of its own melt.  If this arrangement can be 
  1770. maintained in microgravity, space may be a suitable laboratory 
  1771. for such processing.  A variety of double float zone 
  1772. configurations will be tested using lexan rods of different 
  1773. sizes and with different end geometries.  A center rod will be 
  1774. supported between two other rods by a float zone made of dyed 
  1775. water.  The oscillations and breakup of the fluid as the two 
  1776. outer rods are moved will be recorded on video.
  1777.  
  1778.  
  1779. Oscillatory Thermocapillary Flow Experiment (OTFE)
  1780.  
  1781. Dr. Simon Ostrach
  1782. Case Western Reserve University
  1783.  
  1784.       The objective is to determine the conditions for the 
  1785. onset of oscillations in thermocapillary flows in silicone 
  1786. oils.  Temperature variations along a free surface generate 
  1787. thermocapillary flows in the bulk liquid.  On Earth, the flows 
  1788. become oscillatory under certain conditions.  By determining 
  1789. the conditions present when oscillations begin in microgravity 
  1790. and comparing them to oscillatory onset conditions on Earth, 
  1791. scientists will gain insight into the cause of the 
  1792. oscillations.  Four cell/reservoir modules will be tested (two 
  1793. different sizes, using two different viscosities of silicone 
  1794. oil).  Micron-sized aluminium oxide tracer particles will be 
  1795. mixed with the fluid in the reservoir.  The fluid will then be 
  1796. transferred to the test cell.  The crew member manipulates the 
  1797. cell to obtain a fluid free surface.  The fluid then is heated 
  1798. by a wire heating element in the center of the test cell.  
  1799. Three thermocouples measure the temperature at the wall, heater 
  1800. and in the fluid.  Three video cameras will record the free 
  1801. surface behavior and the thermocouple readings.   
  1802.  
  1803.  
  1804. Particle Dispersion Experiment  (PDE)
  1805.  
  1806. Dr. John R. Marshall
  1807. NASA Ames Research Center
  1808. Mountain View, Calif.
  1809.  
  1810.       The PDE will determine the efficiency of air injection as 
  1811. a means of dispersing fine particles in a microgravity 
  1812. environment.  The experiment will serve as a simple trial run 
  1813. for particle dispersion experiments in the Space Station Gas-
  1814. Grain Simulation Facility.  The dispersion particles also will 
  1815. be studied for their tendency to electrostatically aggregate 
  1816. into large clusters.
  1817.  
  1818.       Electrostatic aggregation is an important process for 
  1819. cleansing planetary atmospheres after major dust storms, 
  1820. volcanic eruptions and meteorite/comet impact.  Major 
  1821. biological/geological events such as the extinction of the 
  1822. dinosaurs have been attributed to the occlusion of sunlight by 
  1823. dust in the atmosphere after a meteorite impact.  This climate 
  1824. effect depends on the time the dust stays aloft, which in turn 
  1825. depends upon the rate and mode of dust aggregation; hence the 
  1826. importance of understanding the nature of the aggregation 
  1827. process.
  1828.  
  1829.       The PDE consists of a pump unit for generating compressed 
  1830. air and eight small experiment modules.  An experiment involves 
  1831. connecting a module to the pump, pressurizing the pump by 
  1832. operation of a hand crank and sudden release of the compressed 
  1833. air into the module which forcefully injects a stream of small 
  1834. particles into the 2 x 2 x 2 inch cubic experiment volume of 
  1835. the module.  The injection force disaggregates the particles  
  1836. and disperses them throughout the complete module volume. This 
  1837. process is filmed on video through one of two windows in the  
  1838. module.  After this dispersion technique is tested, the  
  1839. particles will be monitored as they float freely in the
  1840. experiment chamber and eventually aggregate into large
  1841. clusters.  The rapidity of aggregation and the mode of  
  1842. aggregation (sphere or chain formation) are of prime interest.   
  1843. This process is repeated for all modules.  The eight modules 
  1844. allow for eight different tests that vary particle size and 
  1845. particle mass.
  1846.  
  1847.  
  1848. Directed Polymerization Apparatus (DPA):  Directed Orientation 
  1849. of  Polymerizing Collagen Fibers 
  1850.  
  1851. Dr. Louis S. Stodieck
  1852. Center for Bioserve Space Technologies
  1853. Colorado University, Boulder
  1854.  
  1855.       This experiment is provided by the Center for Bioserve 
  1856. Space Technologies, a NASA Center for the Commercial 
  1857. Development of Space (CCDS) based at the University of 
  1858. Colorado, Boulder.  The objective is to demonstrate that the 
  1859. orientation of collagen fiber polymers can be directed in 
  1860. microgravity in the absence of fluid mixing effects.  Collagen 
  1861. fibers have potential uses as synthetic implant materials. The 
  1862. orientation of collagen fiber polymers is critical to their 
  1863. functions, and gravity-driven mixing on Earth interferes with 
  1864. the ability to direct the orientation of these fibers.  
  1865. Collagen samples will be processed using a Directed 
  1866. Polymerization Apparatus.  Eight samples will be activated on 
  1867. orbit in the GBX.  Four will be subjected to weak electric 
  1868. currents to direct the orientation of the collagen fibers 
  1869. during assembly.  Four samples will not be exposed to the 
  1870. current and will act as controls.  After processing, the 
  1871. samples will be stored in a Refrigerator/Incubator Module.
  1872.  
  1873.  
  1874. Zeolite Glovebox Experiment  (ZGE)
  1875.  
  1876. Dr. Albert Sacco 
  1877. Worcester Polytechnic Institute
  1878.  
  1879.        The Zeolite Crystal Growth experiment will be provided 
  1880. by the Battelle Advanced Materials Center, Columbus, Ohio, and 
  1881. the Clarkson Center for Commercial Crystal Growth in Space, 
  1882. Potsdam, New York, both of which are NASA Centers for the 
  1883. Commercial Development of Space (CCDS).  The objective is to 
  1884. examine and evaluate mixing procedures and nozzle designs that 
  1885. will enhance the middeck Zeolite Crystal Growth experiment.  
  1886. Twelve self-contained, cylindrical, Plexiglas/Teflon(TM) 
  1887. autoclaves will be used to test three different mixer (nozzle) 
  1888. designs and four mixing protocols.  Each autoclave is a sealed 
  1889. container containing silicate and aluminium solutions in 
  1890. separate volumes.  The fluids are mixed by using a screwdriver 
  1891. to drive a piston into one volume, forcing the fluid through an 
  1892. opening to mix with the fluid in the second volume.  Operations 
  1893. with the twelve autoclaves will be recorded on video.
  1894.  
  1895.  
  1896. SPACE ACCELERATION MEASUREMENT (SAMS)
  1897.  
  1898. Principal Investigator:
  1899.  
  1900. Charles Baugher
  1901. NASA Lewis Research Center
  1902. Cleveland, Ohio
  1903.  
  1904.       The Space Acceleration Measurement System (SAMS) is 
  1905. designed to measure and record low-level acceleration that the 
  1906. Spacelab experiences during typical on-orbit activities.  The 
  1907. three SAMS sensor heads are mounted on or near experiments to 
  1908. measure the acceleration environment experienced by the 
  1909. research package.  The signals from these sensors are 
  1910. amplified, filtered and converted to digital data before being 
  1911. stored on optical disks.
  1912.  
  1913.       For the first USML-1 mission, the main unit of the Space 
  1914. Acceleration Measurement System will be mounted in the center 
  1915. aisle of the Spacelab module, near the aft end of the module.  
  1916. Its three remote sensor heads will be mounted on the Crystal 
  1917. Growth Furnace experiment, Surface Tension Driven Convection 
  1918. Experiment and the Glovebox Experiment Module.
  1919.  
  1920.       SAMS flight hardware was designed and developed in-house 
  1921. by the NASA Lewis Research Center.
  1922.  
  1923.  
  1924.  
  1925. EXTENDED DURATION ORBITER MEDICAL PROJECT (EDOMP)
  1926.  
  1927. Project Manager:
  1928.  
  1929. J. Travis Brown
  1930. NASA Johnson Space Center, Houston
  1931.  
  1932.        A series of medical investigations are included in the 
  1933. STS-50 flight plan to assist in the continuing development of 
  1934. countermeasures to combat adverse effects of space flight.
  1935.  
  1936.        The upward shift of body fluids and slight muscle 
  1937. atrophy that occurs in space causes no problems while 
  1938. astronauts are in space.  Researchers are concerned, however, 
  1939. that the readaptative processes occurring immediately upon 
  1940. return to Earth's gravity could hinder the crew in an emergency 
  1941. escape situation.
  1942.  
  1943.        The Extended Duration Orbiter Medical Project, sponsored 
  1944. by the Johnson Space Center's Medical Science Division, will 
  1945. validate countermeasures for longer duration flights.  EDOMP 
  1946. will have middeck investigations and pre- and post-flight 
  1947. investigations to assess the medical status of the crew 
  1948. following 13 days of exposure to microgravity.  Three 
  1949. experiments selected for Spacelab use will involve Lower Body 
  1950. Negative Pressure, Variability of Heart Rate and Blood Pressure 
  1951. and a Microbial Air Sampler.
  1952.  
  1953.  
  1954. Lower Body Negative Pressure (LBNP)
  1955.  
  1956.        During early phases of a mission, observers notice that 
  1957. crew members' faces become puffy due to fluid shifting from the 
  1958. lower body toward the head and chest in the absence of gravity.  
  1959. While it is not a problem on orbit, the fluid shift and 
  1960. resultant fluid loss, although appropriate for microgravity, 
  1961. can pose potential problems upon return to Earth.  Crew members 
  1962. may experience reduced blood flow to the brain when standing 
  1963. up.  This could lead to fainting or dizziness.  The 
  1964. investigators hypothesize that redistributing body fluids 
  1965. through exposure to Lower Body Negative Pressure in conjunction 
  1966. with fluid loading and salt tablets will improve this situation 
  1967. and help prevent fainting.  The benefit is believed to remain 
  1968. in the body for 24 hours after the last treatment.
  1969.  
  1970.        The LBNP experiment uses an inflatable cylinder which 
  1971. seals around the waist.  The device is tethered to the floor of 
  1972. the Spacelab and stands 4 feet tall.  A vent to the Spacelab 
  1973. vacuum is used to apply negative pressure to the device after 
  1974. the crew member is inside.  The pressure is gradually 
  1975. decreased, drawing fluids to the lower body and somewhat 
  1976. offsetting the upward fluid shift that occurs upon entry to 
  1977. microgravity.  A controller is used to automatically reduce and 
  1978. increase the pressure according to a preset protocol.  
  1979. Measurements of heart dimensions and function, heart rate and 
  1980. blood pressure will be recorded.  Leg volume measurements will 
  1981. be performed before and after each protocol using the LBNP 
  1982. device.  The data collected will be analyzed to determine the 
  1983. physiological changes in the crew members and the effectiveness 
  1984. of the treatment.  The result of the procedure is expected to 
  1985. be an increased tolerance of orthostasis -- or standing upright 
  1986. -- upon return to Earth's gravity.
  1987.  
  1988.        LBNP has been used a number of times in the U. S. space 
  1989. program, first during the Skylab missions.  STS-50 will be the 
  1990. fourth flight of the current collapsible unit.  Researchers are 
  1991. refining the LBNP protocol which will be used operationally on 
  1992. future 13- through 16-day missions.
  1993.  
  1994.  
  1995. Variable Heart Rate and Blood Pressure
  1996.  
  1997.        On Earth, many factors affect our heart rate and blood 
  1998. pressure.  These include job stress, specific activity and 
  1999. diet.  There are changes between our sleeping and waking 
  2000. states, known as diurnal variation.  While emotions and normal 
  2001. body cycles cause a majority of these fluctuations, gravity 
  2002. plays a role.  This study will determine if blood pressure and 
  2003. heart rate exhibit more or less variability in microgravity 
  2004. than on Earth.  The study also will determine whether a change, 
  2005. if any, correlates with the reduction in sensitivity of 
  2006. baroreceptors in the carotid artery located in the neck.  
  2007. Baroreceptors are one of the body's blood pressure sensors used 
  2008. to regulate blood pressure and heart rate.
  2009.  
  2010.        Crew members will wear portable equipment including an 
  2011. Automatic Blood Pressure Monitor and a Holter Recorder system 
  2012. that continuously records ECG while periodically monitoring 
  2013. blood pressure in the arm.  The data collected are analyzed 
  2014. after the mission.
  2015.  
  2016.  
  2017. Microbial Air Sample
  2018.  
  2019.        Although all materials that go into the Shuttle are as 
  2020. clean as possible, bacteria and fungi growth have been detected 
  2021. in missions of 6-10 days duration.  The growths were minimal 
  2022. and posed no health risk to the crew.
  2023.  
  2024.        The microbial air sampler is a small device that will be 
  2025. placed in several areas of the Spacelab for air sampling.  Agar 
  2026. strips will be inserted into the device for collection of 
  2027. microbes.  Postflight analysis of the agar strips will quantify 
  2028. the fungal and bacterial growth from this 13-day mission.
  2029.  
  2030.  
  2031. Isolated/Stabilized Exercise Platform
  2032.  
  2033.        One of the major challenges faced in the STS-50/USML 
  2034. mission is the incompatibility of astronauts who need to 
  2035. perform vigorous exercise to maintain their health while at the 
  2036. same time sensitive microgravity experiments which need to be 
  2037. in an environment free from disturbances.  The solution to this 
  2038. problem is a device called the Isolated/Stabilized Exercise 
  2039. Platform (ISEM) which supports the use of exercise equipment 
  2040. yet cancels out the inherent vibrations.
  2041.  
  2042.        Lockheed designed the first ISEP for use with an 
  2043. ergometer, a stationary-cycle device built by the European 
  2044. Space Agency.  Future designs will accommodate a treadmill and 
  2045. a rowing machine.
  2046.  
  2047.        The ISEP consists of four rectangular stabilizers 
  2048. attached vertically to 
  2049. a frame, which rests on shock absorbers called isolators.  The 
  2050. ergometer attaches to the frame.  The stabilizers hold each 
  2051. corner of the frame stationary.  A motor inside each stabilizer 
  2052. uses inertial stabilization to counteract the disturbances 
  2053. caused by exercise.
  2054.  
  2055.        Without stabilizers, a crew member peddling a stationary 
  2056. bike can produce as much as 100 pounds of force, which far 
  2057. exceeds the allowable microgravity disturbance limits set by 
  2058. NASA.  With the ISEP system, the exercise is expected to cause 
  2059. less than 1 pound of disturbance force on the Shuttle middeck.
  2060.  
  2061.  
  2062. Investigations into Polymer Membrane Processing
  2063.  
  2064. Principal Investigator:
  2065.  
  2066. Dr. Vince McGinness 
  2067. Battelle Advanced Materials Center, Columbus, Ohio
  2068.  
  2069.       The Investigations into Polymer Membrane Processing 
  2070. (IPMP), a middeck payload, will make its seventh Space Shuttle 
  2071. flight for the Columbus, Ohio-based Battelle Advanced Materials 
  2072. Center, a NASA Center for the Commercial Development of Space, 
  2073. sponsored in part by the Office of Commercial Programs.
  2074.  
  2075.       The objective of IPMP is to investigate the physical and 
  2076. chemical processes that occur during the formation of polymer 
  2077. membranes in microgravity such that the improved knowledge base 
  2078. can be applied to commercial membrane processing techniques.  
  2079. Supporting the overall program objective, the STS-50 mission 
  2080. will provide additional data on the polymer precipitation 
  2081. process.
  2082.  
  2083.       Polymer membranes have been used by industry in 
  2084. separation processes for many years.  Typical applications 
  2085. include enriching the oxygen content of air, desalination of 
  2086. water and kidney dialysis.
  2087.  
  2088.       Polymer membranes frequently are made using a two-step 
  2089. process.  A sample mixture of polymer and solvents is applied 
  2090. to a casting surface.  The first step involves the evaporation 
  2091. of solvents from the mixture.  In the second step, the 
  2092. remaining sample is immersed in a fluid (typically water) bath 
  2093. to precipitate the membrane, form the solution and complete the 
  2094. process.
  2095.  
  2096.       On STS-50, a crew member will activate the IPMP 
  2097. experiment by sliding the stowage tray which contains two IPMP 
  2098. units to the edge of the locker.  By turning each unit's valve 
  2099. to an initial position, the evaporation process is initiated.  
  2100. The evaporation process will last 5 minutes for one unit and 1 
  2101. hour for the other.  Subsequently, the units' valves will be 
  2102. turned to a second position, initiating a 15-minute 
  2103. precipitation process which includes quenching the membrane 
  2104. with water.  Once the precipitation process is complete, the 
  2105. stowage tray will be slid back into the locker for the flight's 
  2106. duration.
  2107.  
  2108.       Following the flight, the samples will be retrieved and 
  2109. returned to Battelle for testing.  Portions of the samples will 
  2110. be sent to the CCDS's industry partners for quantitative 
  2111. evaluation consisting of comparisons of the membranes' 
  2112. permeability and selectivity characteristics with those of 
  2113. laboratory-produced membranes.
  2114.  
  2115.  
  2116. ORBITAL ACCELERATION RESEARCH EXPERIMENT (OARE)
  2117.  
  2118. Principal Investigator:
  2119.  
  2120. Robert C. Blanchard 
  2121. NASA Langley Research Center, Hampton, Va.
  2122.  
  2123.        The Orbital Acceleration Research Experiment (OARE) 
  2124. provides measurements of orbiter aerodynamic data within the 
  2125. thin atmosphere of extreme altitudes.  Aerodynamic data is 
  2126. acquired on-orbit and during the high-altitude portion of 
  2127. atmospheric entry.  The OARE instrument comprises a three-axis 
  2128. set of extremely sensitive linear accelerometers, which measure 
  2129. the vehicle's response to aerodynamic forces.  These 
  2130. accelerometers are capable of measuring acceleration levels as 
  2131. small as one part per billion of Earth's gravity.
  2132.  
  2133.        Because of their extreme measurement sensitivity, the 
  2134. OARE sensors cannot be adequately calibrated on the ground, in 
  2135. the presence of Earth's gravity.  Consequently, the sensors are 
  2136. mounted on a rotary calibration table which enables an accurate 
  2137. instrument calibration to be performed on-orbit.
  2138.  
  2139.        The OARE instrument is installed for flight at the 
  2140. bottom of the orbiter's payload bay on a special carrier plate 
  2141. attached to the orbiter's keel.  OARE data are recorded both on 
  2142. the mission payload recorder and within the OARE's own solid-
  2143. state memory for analysis after the flight.
  2144.  
  2145.  
  2146.  
  2147. Shuttle Amateur Radio Experiment
  2148.  
  2149.  
  2150.        The Shuttle Amateur Radio Experiment (SAREX) is designed 
  2151. to demonstrate the feasibility of amateur shortwave radio 
  2152. contacts between the Space Shuttle and ground amateur radio 
  2153. operators, often called ham radio operators. SAREX also serves 
  2154. as an educational opportunity for schools around the world to 
  2155. learn about space first hand by speaking directly to astronauts 
  2156. aboard the Shuttle via ham radio. Contacts with certain schools 
  2157. are included in planning the mission.
  2158.  
  2159.        Ham operators may communicate with the Shuttle using VHF 
  2160. FM voice transmissions, slow scan television and digital 
  2161. packet. Several selected ground stations also will be able to 
  2162. send standard television to the crew via SAREX. The television 
  2163. uplink will be used to send video of the crew's families and of 
  2164. the launch.
  2165.  
  2166.        The primary voice frequencies to be used during STS-50 
  2167. are 145.55 MHz for transmissions from the spacecraft to the 
  2168. ground and 144.95 MHz for transmissions from the ground to the 
  2169. spacecraft. Digital packet and slow scan television will 
  2170. operate on the same frequencies, while the television uplink 
  2171. will be limited to the UHF ham band at 450 MHz.
  2172.  
  2173.        Equipment aboard Columbia will include a low-power, 
  2174. hand-held FM transceiver, spare batteries, headset, an antenna 
  2175. custom designed by NASA to fit in an orbiter window, interface 
  2176. module and an equipment cabinet.
  2177.  
  2178.  
  2179.        SAREX has flown previously on Shuttle missions STS-9, 
  2180. STS-51F, STS-35, STS-37 and STS-45.  SAREX is a joint effort by 
  2181. NASA, the American Radio Relay League (ARRL), the Amateur Radio 
  2182. Satellite Corp. and the Johnson Space Center Amateur Radio 
  2183. Club. Information about orbital elements, contact times, 
  2184. frequencies and crew operating times will be available from 
  2185. these groups during the mission and from amateur radio clubs at 
  2186. other NASA centers.
  2187.  
  2188.        Ham operators from the JSC club will be operating on HF 
  2189. frequencies and the AARL (W1AW) will include SAREX information 
  2190. in its regular HF voice and teletype bulletins.  The Goddard 
  2191. Space Flight Center Amateur Radio Club, Greenbelt, Md., will 
  2192. operate 24 hours a day during the mission, providing 
  2193. information on SAREX and retransmitting live Shuttle air-to-
  2194. ground communications.  In addition, the NASA Public Affairs 
  2195. Office at the Johnson Space Center will have a SAREX 
  2196. information desk during the mission.
  2197.  
  2198.  
  2199. STS-45 SAREX Operating Frequencies
  2200.  
  2201. Location         Shuttle Transmission        Shuttle Reception
  2202.  
  2203. U.S., Africa     145.55 MHz                  144.95 MHz
  2204. South America    145.55                      144.97
  2205. and Asia         145.55                      144.91
  2206.  
  2207. Europe           145.55 MHz                  144.95 MHz
  2208.                  145.55                      144.75
  2209.                  145.55                      144.70
  2210.  
  2211.                Goddard Amateur Radio Club Operations
  2212.           (SAREX information and Shuttle audio broadcasts)
  2213.  
  2214.                   3.860 MHz                   7.185 MHz
  2215.                  14.295 MHz                  21.395 MHz
  2216.                  28.395 MHz
  2217.  
  2218. SAREX information also may be obtained from the Johnson Space 
  2219. Center computer bulletin board (JSC BBS), 8 N 1 1200 baud, at 
  2220. 713/483-2500 and then type 62511.
  2221.  
  2222.  
  2223.  
  2224. STS-50 PRELAUNCH PROCESSING
  2225.  
  2226.  
  2227.       Columbia arrived at KSC on Feb. 9, after a 6-month 
  2228. modification period at Rockwell International in Palmdale, 
  2229. Calif.  Some of the major changes incorporated into the 
  2230. flagship orbiter will allow for extended duration missions up 
  2231. to 16 days.
  2232.  
  2233.        Changes made to equip the orbiter for extended flights 
  2234. include adding an extended duration orbiter (EDO) pallet to 
  2235. meet additional power and water requirements, increasing the 
  2236. capacity of the waste collection system, installing the 
  2237. regenerative carbon dioxide removal system for removing carbon 
  2238. dioxide from the crew cabin atmosphere, installing two 
  2239. additional nitrogen tanks for the crew cabin atmosphere and 
  2240. augmenting the stowage space with extra middeck lockers.
  2241.  
  2242.        Other systems on board Columbia now feature design 
  2243. changes or updates as part of continued improvements to the 
  2244. Space Shuttle.  The upgrades include several improved or 
  2245. redesigned avionics systems, the drag chute and new beefed-up 
  2246. main gear tires that use a synthetic rubber tread instead of 
  2247. the natural rubber previously used.
  2248.  
  2249.        While in the Orbiter Processing Facility (OPF), 
  2250. technicians installed the three main engines.  Engine 2019 is 
  2251. in the No. 1 position, engine 2031 is in the No. 2 position and 
  2252. engine 2011 is in the No. 3 position.
  2253.  
  2254.        After being readied for its 12th flight, Columbia was 
  2255. transferred out of the OPF on May 29th and towed several 
  2256. hundred yards to the Vehicle Assembly Building (VAB) and 
  2257. connected to its external tank and solid rocket boosters on the 
  2258. same day.
  2259.  
  2260.        In the VAB technicians connected the 100-ton space plane 
  2261. to its already stacked solid rocket boosters and external tank.  
  2262. Columbia was scheduled to be transferred to pad 39-A the week 
  2263. of June 1.
  2264.  
  2265.        The primary STS-50 payload, the U.S. Microgravity 
  2266. Laboratory-1, was installed in the OPF on April 13.  An 
  2267. interface verification test between the orbiter and laboratory 
  2268. was completed.
  2269.  
  2270.        In addition to the routine operations at the launch pad, 
  2271. a test is scheduled in which the orbiter's fuel cell storage 
  2272. tanks and extended duration orbiter pallet tanks will be loaded 
  2273. with liquid oxygen and liquid hydrogen reactants.  This test 
  2274. will validate procedures and establish timelines to tank and 
  2275. detank the EDO pallet.
  2276.  
  2277.        Also planned is the Terminal Countdown Demonstration 
  2278. Test with the STS-50 flight crew during the week of June 8.
  2279.  
  2280.        A standard 43-hour launch countdown is scheduled to 
  2281. begin 3 days prior to launch.  During the countdown, the 
  2282. orbiter's fuel cell storage tanks and extended duration orbiter 
  2283. pallet tanks will be loaded with fuel and oxidizer and all 
  2284. orbiter systems will be prepared for flight.  The hold time 
  2285. will be extended to allow extra time for loading the EDO pallet 
  2286. with cryogenic propellants.
  2287.  
  2288.        About 9 hours before launch, the external tank will be 
  2289. filled with its flight load of a half million gallons of liquid 
  2290. oxygen and liquid hydrogen propellants.  About 2 1/2 hours 
  2291. before liftoff, the flight crew will begin taking their 
  2292. assigned seats in the crew cabin.
  2293.  
  2294.        Columbia's end-of-mission landing is planned for Edwards 
  2295. Air Force Base, Calif.  Columbia's landing will feature the 
  2296. drag chute.  KSC's landing and recovery teams will be on hand 
  2297. to prepare the vehicle for the cross-country ferry flight back 
  2298. to Florida.  Columbia's next flight, STS-52, is planned this 
  2299. fall with the LAGEOS II payload.
  2300.  
  2301.  
  2302.  
  2303. STS-50 Crew Biographies
  2304.  
  2305.  
  2306. Richard N. Richards, 45, Capt., USN, will serve as Commander of 
  2307. STS-50.  Selected as an astronaut in May 1980, Richards 
  2308. considers St. Louis, Mo., his hometown and will be making his 
  2309. third space flight.
  2310.  
  2311.        Richards graduated from Riverview Gardens High School, 
  2312. St. Louis, in 1964; received a bachelor's in chemical 
  2313. engineering from the University of Missouri in 1969; and 
  2314. received a master's in aeronautical systems from the University 
  2315. of West Florida in 1970.
  2316.  
  2317.        Richards first flew as pilot of Shuttle mission STS-28, 
  2318. a Department of Defense-dedicated mission in August 1989.  His 
  2319. next flight was as commander of STS-41, a mission that deployed 
  2320. the Ulysses solar probe in October 1990.  He has logged more 
  2321. than 219 hours in space.
  2322.  
  2323.  
  2324. Kenneth D. Bowersox, 36, Lt. Cmdr, USN, will serve as pilot.  
  2325. Selected as an astronaut in June 1987, Bowersox considers 
  2326. Bedford, Ind., to be his hometown and will be making his first 
  2327. space flight.
  2328.  
  2329.        Bowersox graduated from Bedford High School, Bedford, 
  2330. Ind.; received a bachelor's in aerospace engineering from the 
  2331. Naval Academy in 1978; and received a master's in mechanical 
  2332. engineering from Columbia University in 1979.
  2333.  
  2334.        He was designated a naval aviator in 1981 and was 
  2335. assigned aboard the USS Enterprise, where he completed more 
  2336. than 300 carrier landings.  In 1985, he graduated from the Air 
  2337. Force Test Pilot School and was assigned as the A-7E and F/A-18 
  2338. test pilot at the Naval Weapon Center when selected by NASA.  
  2339. Bowersox has logged more than 2,000 hours flying time.
  2340.  
  2341.  
  2342. Bonnie J. Dunbar, 43, will serve as mission specialist 1 (MS1) 
  2343. and as payload commander.  Selected as an astronaut in August 
  2344. 1981, she considers Sunnyside, Wash., to be her hometown and 
  2345. will be making her third space flight.
  2346.  
  2347.        Dunbar graduated from Sunnyside High School, Sunnyside, 
  2348. Wash.; received a bachelor's and a master's in ceramic 
  2349. engineering from the University of Washington; and received a 
  2350. doctorate in biomedical engineering from the University of 
  2351. Houston.
  2352.  
  2353.        Dunbar first flew on STS-61A, the Spacelab D-1 mission, 
  2354. in November 1985.  Her next flight was on STS-32, the mission 
  2355. to retrieve the Long Duration Exposure Facility in January 
  2356. 1990.  She has logged 430 hours in space.
  2357.  
  2358.  
  2359. Ellen Baker, 39, will serve as mission specialist 2 (MS2).  
  2360. Selected as an astronaut in May 1984, Baker considers New York, 
  2361. N.Y., to be her hometown and will be making her second space 
  2362. flight.
  2363.  
  2364.        Baker graduated from Bayside High School in New York 
  2365. City; received a bachelor's degree in geology from the State 
  2366. University of New York; and received a doctorate of medicine 
  2367. from Cornell University.
  2368.  
  2369.        Baker first flew on STS-34, a mission that deployed the 
  2370. Galileo probe to Jupiter in October 1989.  She joined NASA in 
  2371. 1981 and served as a physician in the Flight Medicine Clinic 
  2372. until her selection as an astronaut.  Baker has logged more 
  2373. than 119 hours in space.
  2374.  
  2375.  
  2376. Carl J. Meade, 41, Col., USAF, will serve as mission specialist 
  2377. 3 (MS3). Selected as an astronaut in June 1985, Meade considers 
  2378. Universal City, Texas., his hometown and will be making his 
  2379. second space flight.
  2380.  
  2381.        Meade graduated from Randolph High School, Randolph Air 
  2382. Force Base, Texas.; received a bachelor's in electronics 
  2383. engineering from the University of Texas; and received a 
  2384. master's in electronics engineering from the California 
  2385. Institute of Technology.
  2386.  
  2387.        Meade first flew on STS-38 in November 1990, a 
  2388. Department of Defense-dedicated Shuttle mission.  He has logged 
  2389. more than 117 hours in space.
  2390.  
  2391.  
  2392. Lawrence J. DeLucas, 41, will serve as payload specialist 1 
  2393. (PS1).  DeLucas was born in Syracuse, N.Y., and will be making 
  2394. his first space flight.
  2395.  
  2396.        DeLucas received a bachelor's and master's in chemistry 
  2397. from the University of Alabama at Birmingham; received a 
  2398. bachelor's in physiological optics from the University of 
  2399. Alabama at Birmingham; and received doctorates of optometry and 
  2400. biochemistry from the University of Alabama at Birmingham.
  2401.  
  2402.        He has served as associate director of the Center for 
  2403. Macromolecular Crystallography at the University of Alabama 
  2404. since 1986; has been a member of the NASA Science Advisory 
  2405. Committee for Advanced Protein Crystal Growth since 1987; and 
  2406. is a professor in the University of Alabama's Department of 
  2407. Optometry.  He also is a member of the graduate faculty at the 
  2408. University of Alabama.
  2409.  
  2410.  
  2411. Eugene H. Trinh, 41, will serve as payload specialist 2 (PS2).  
  2412. Trinh is a resident of Culver City, Calif., and will be making 
  2413. his first space flight. Trinh was born in Saigon, Vietnam, and 
  2414. was raised in Paris, France, since age 2.  He has lived in the 
  2415. United States since 1968.
  2416.  
  2417.        Trinh graduated from Lycee Michelet, Paris, with a 
  2418. baccalaureate degree; received a bachelor's in mechanical 
  2419. engineering-applied physics from Columbia University in 1972; 
  2420. received a master's in applied physics from Yale University; 
  2421. and received a doctorate in applied physics from Yale.
  2422.  
  2423.        Trinh's research work has focused on physical acoustics, 
  2424. fluid dynamics and containerless materials processing.  He 
  2425. served as an alternate payload specialist for NASA for the 
  2426. Spacelab 3 mission in May 1985 and has developed several 
  2427. Shuttle flight experiments.  He also is a member of the NASA 
  2428. Space Station Freedom Experiments planning group for 
  2429. Microgravity Science.
  2430.  
  2431.  
  2432.  
  2433. STS-50 MISSION MANAGEMENT
  2434.  
  2435. NASA HEADQUARTERS, Washington,  D. C.
  2436.  
  2437. Office of Space Flight
  2438.  
  2439. Jeremiah Pearson               Associate Administrator
  2440. Thomas E. Utsman               Deputy Associate Administrator
  2441. Bryan O'Connor                 Deputy Associate Administrator
  2442.                                  (Programs)
  2443. Leonard Nicholson              Director, Space Shuttle
  2444.  
  2445. Office of Space Science and Applications
  2446.  
  2447. Dr. Lennard A. Fisk            Associate Administrator
  2448. Alphonso V. Diaz               Deputy Associate Administrator
  2449. Robert C. Rhome                Director, Microgravity Science
  2450.                                  and Applications Division
  2451. Dr. Roger Crouch               USML-1 Program Scientist 
  2452. Robert H. Benson               Director, Flight Systems
  2453.                                  Division
  2454. James McGuire                  USML-1 Program Manager
  2455.  
  2456. Office of Commercial Programs
  2457.  
  2458. John G. Mannix                 Assistant Administrator
  2459. Richard H. Ott                 Director, Commercial Development
  2460.                                  Division
  2461. Garland C. Misener             Chief, Flight Requirements
  2462.                                  and Accommodations
  2463.  
  2464.  
  2465. Ames Research Center, Mountain View, Calif.
  2466.  
  2467. Dr. Dale L. Compton            Director
  2468. Victor L. Peterson             Deputy Director
  2469. Dr. Steven A. Hawley           Associate Director
  2470. Dr. Joseph C. Sharp            Director, Space Research
  2471.  
  2472.  
  2473. AMES-DRYDEN FLIGHT RESEARCH FACILITY, EDWARDS, CALIF.
  2474.  
  2475. Kenneth J. Szalai               Director
  2476. T. G. Ayers                     Deputy Director
  2477. James R. Phelps                 Chief, Space Support Office
  2478.  
  2479.  
  2480. Kennedy Space Center, Fla.
  2481.  
  2482. Robert L. Crippen               Director
  2483. James A. "Gene" Thomas          Deputy Director
  2484. Jay F. Honeycutt                Director, Shuttle Management
  2485.                                   and Operations
  2486. Robert B. Sieck                 Launch Director
  2487. Bascom W. Murrah                Columbia Flow Director
  2488. J. Robert Lang                  Director, Vehicle Engineering
  2489. Al J. Parrish                   Director of Safety Reliability
  2490.                                   and Quality Assurance
  2491. John T. Conway                  Director, Payload Management
  2492.                                   and Operations
  2493. P. Thomas Breakfield            Director, Shuttle Payload
  2494.                                   Operations
  2495. Joanne H. Morgan                Director, Payload Project
  2496.                                   Management
  2497. Russell D. Lunnen               STS-50 Payload Processing
  2498.                                   Manager
  2499.  
  2500.  
  2501. Marshall Space Flight Center, Huntsville, Ala.
  2502.  
  2503. Thomas J. Lee                    Director
  2504. Dr. J. Wayne Littles             Deputy Director
  2505. Harry G. Craft                   Manager, Payload Projects
  2506.                                    Office
  2507. Charles E. Sprinkle              USML Mission Manager
  2508. Dr. Donald O. Frazier            USML Mission Scientist
  2509. Alexander A. McCool              Manager, Shuttle Projects
  2510.                                    Office
  2511. Dr. George McDonough             Director, Science and
  2512.                                    Engineering
  2513. James H Ehl                      Director, Safety and Mission
  2514.                                    Assurance
  2515. Otto Goetz                       Manager, Space Shuttle Main
  2516.                                    Engine Project
  2517. Victor Keith Henson              Manager, Redesigned Solid
  2518.                                    Rocket Motor Project
  2519. Cary H. Rutland                  Manager, Solid Rocket Booster
  2520.                                    Project
  2521. Gerald C. Ladner                 Manager, External Tank Project
  2522.  
  2523.  
  2524.  
  2525. JOHNSON SPACE CENTER, HOUSTON
  2526.  
  2527. Paul J. Weitz                     Director (Acting)
  2528. Paul J. Weitz                     Deputy Director 
  2529. Daniel Germany                    Manager, Orbiter and GFE 
  2530. Projects
  2531. Donald R. Puddy                   Director, Flight Crew
  2532.                                     Operations
  2533. Eugene F. Kranz                   Director, Mission Operations
  2534. Henry O. Pohl                     Director, Engineering
  2535. Charles S. Harlan                 Director, Safety, Reliability
  2536.                                     and Quality Assurance
  2537.  
  2538.  
  2539. STENNIS SPACE CENTER, BAY ST. LOUIS, MISS.
  2540.  
  2541. Roy Estes                          Director
  2542. Gerald Smith                       Deputy Director
  2543. J. Harry Guin                      Director, Propulsion Test
  2544.                                      Operations
  2545.  
  2546.  
  2547. SHUTTLE FLIGHTS AS OF MAY 1992 GRAPHIC
  2548.  
  2549. STS-50 LAUNCH WINDOW OPPORTUNITIES GRAPHIC
  2550.  
  2551. STS-50 PRESS KIT MEDIA SURVEY (BACK COVER)
  2552.  
  2553.  
  2554.                                - 30 -
  2555.  
  2556.