Установка длительного воздействия NASA , или LDEF (произносится как «элдеф»), представляла собой цилиндрическую установку, предназначенную для получения долгосрочных экспериментальных данных об окружающей среде космического пространства и ее влиянии на космические системы, материалы, операции и выживаемость отдельных спор . [2] [3] Она была выведена на низкую околоземную орбиту космическим челноком Challenger в апреле 1984 года. Первоначальный план предусматривал извлечение LDEF в марте 1985 года, но после ряда задержек она была в конечном итоге возвращена на Землю Columbia в январе 1990 года. [3]
Он успешно проводил научные и технологические эксперименты в течение примерно 5,7 лет, которые выявили обширную и подробную коллекцию данных об окружающей среде в космосе. 69 месяцев в космосе LDEF предоставили научные данные о долгосрочных эффектах воздействия космоса на материалы, компоненты и системы, которые приносят пользу конструкторам космических аппаратов NASA по сей день. [4]
Исследователи определили потенциал планируемого космического челнока для доставки полезной нагрузки в космос, оставления ее там для длительного воздействия суровых условий внешнего космоса и извлечения ее для анализа в ходе отдельной миссии. Концепция LDEF развилась из космического корабля, предложенного Исследовательским центром Лэнгли НАСА в 1970 году для изучения метеороидной среды, Meteoroid and Exposure Module (MEM). [2] Проект был одобрен в 1974 году, и LDEF был построен в Исследовательском центре Лэнгли НАСА . [4]
LDEF предполагалось использовать повторно и повторно развертывать в ходе новых экспериментов, возможно, каждые 18 месяцев. [5] Однако после непреднамеренного продления миссии 1 сама конструкция рассматривалась как эксперимент и тщательно изучалась перед тем, как быть помещенной на хранение.
Экипаж STS-41-C корабля «Челленджер» вывел LDEF 7 апреля 1984 года на почти круговую орбиту на высоте 257 морских миль. [6]
Форма конструкции LDEF представляла собой 12-стороннюю призму (чтобы соответствовать грузовому отсеку шаттла), и была сделана полностью из нержавеющей стали . Было проведено 5 или 6 экспериментов на каждой из 12 длинных сторон и еще несколько на концах. Он был разработан для полета одним концом, обращенным к Земле, а другим — от Земли. [7] Управление ориентацией LDEF достигалось с помощью стабилизации градиента гравитации и инерционного распределения для поддержания трехосной устойчивости на орбите. Поэтому не требовались двигательные установки или другие системы управления ориентацией, что делало LDEF свободным от сил ускорения и загрязняющих веществ от реактивных двигателей. [4] Также имелся магнитный/вязкий демпфер для остановки любых начальных колебаний после развертывания. [7]
Он имел два захвата . FRGF и активный (чувствительный) захват использовались для отправки электронного сигнала для запуска 19 экспериментов, в которых были электрические системы. [7] Это активировало систему запуска эксперимента (EIS) [8] : 1538 , которая отправила 24 сигнала запуска 20 активным экспериментам. Было шесть индикаций запуска, которые были видны развертывающимся астронавтам [9] : 109 рядом с активным захватом. [9] : 111
Инженеры изначально предполагали, что первая миссия продлится около года, и что несколько долгосрочных миссий экспозиции будут использовать ту же раму. Фактически экспозиционная установка использовалась для одной миссии продолжительностью 5,7 года.
Объект LDEF был спроектирован для сбора информации, жизненно важной для разработки космической станции «Фридом» (которая в конечном итоге была построена как Международная космическая станция ) и других космических аппаратов, в частности, для изучения реакций различных космических строительных материалов на радиацию, экстремальные перепады температур и столкновения с космическим веществом.
В некоторых экспериментах крышка открывалась после развертывания и была спроектирована так, чтобы закрываться примерно через год, [10] например , «Воздействие космической среды» (M0006). [11]
Телеметрия отсутствовала, но некоторые активные эксперименты записывали данные на магнитофон, работающий от батареи литий-диоксида серы, [10] например , Advanced Photovoltaic Experiment (S0014), который записывал данные один раз в день, [12] German Solar cell study (S1002), [12] : 91 и Space Environment Effects on Fiber Optics Systems (M004). [11] : 182
Шесть из семи активных экспериментов, которые требовали записи данных, использовали один или два модуля системы питания и данных эксперимента (EPDS). [8] : 1545 Каждая EPDS содержала модуль обработки и управления, магнитофон и две батареи LiSO2. [ 8] : 1536 В одном эксперименте (S0069) использовался модуль магнитной ленты с 4 дорожками, не являющийся частью EPDS. [8] : 1540
Пятьдесят семь научных и технологических экспериментов — с участием правительственных и университетских исследователей из Соединенных Штатов , Канады , Дании , Франции , Германии , Ирландии , Нидерландов , Швейцарии и Великобритании — были запущены в рамках миссии LDEF. [4] [3] Межзвездные газы также будут захвачены в попытке найти ключи к образованию Млечного Пути и эволюции более тяжелых элементов. [4] Вот некоторые примеры исследования эффектов воздействия на:
и физика в условиях низкой гравитации – например, рост кристаллов. [13]
По крайней мере, один из бортовых экспериментов, эксперимент с тепловыми поверхностями управления (TCSE), использовал микропроцессор RCA 1802. [14]
В немецком эксперименте EXOSTACK 30% спор Bacillus subtilis выжили после почти 6-летнего воздействия открытого космоса, будучи помещенными в кристаллы соли, тогда как 80% выжили в присутствии глюкозы , которая стабилизирует структуру клеточных макромолекул, особенно во время дегидратации, вызванной вакуумом. [15] [16]
При защите от солнечного УФ-излучения споры B. subtilis могли выживать в космосе до 6 лет, особенно если они были заключены в глиняный или метеоритный порошок (искусственные метеориты). Эти данные могут подтвердить вероятность межпланетного переноса микроорганизмов в метеоритах, так называемую гипотезу литопанспермии . [16]
Эксперимент по исследованию космического пространства, разработанный для студентов (SEEDS), предоставил студентам возможность выращивать контрольные и экспериментальные семена томатов , которые были подвергнуты воздействию LDEF, сравнивая и сообщая результаты. Было отправлено 12,5 миллионов семян, и студенты от начальной до аспирантуры вернули 8000 отчетов в НАСА. LA Times неверно сообщила, что мутация ДНК из-за воздействия космоса может привести к появлению ядовитого плода. Хотя это и было неверно, отчет послужил повышению осведомленности об эксперименте и вызвал обсуждение. [17] Космические семена прорастали раньше и росли быстрее, чем контрольные семена. Космические семена были более пористыми, чем земные семена. [18]
При запуске LDEF возвращение было запланировано на 19 марта 1985 года, через одиннадцать месяцев после развертывания. [4] Графики сорвались, отложив миссию по возвращению сначала на 1986 год, а затем на неопределенный срок из-за катастрофы Challenger . Через 5,7 лет его орбита уменьшилась примерно до 175 морских миль (324 км), и он, вероятно, сгорит при входе в атмосферу чуть больше чем через месяц. [6] [9] : 15
В конце концов, он был обнаружен Columbia во время миссии STS-32 12 января 1990 года. [19] Columbia подошла к LDEF таким образом, чтобы свести к минимуму возможное загрязнение LDEF от выхлопных газов двигателей. [20] Пока LDEF все еще был прикреплен к руке RMS, было проведено обширное 4,5-часовое обследование, в ходе которого были сфотографированы каждый отдельный экспериментальный лоток, а также более крупные области. [20] Тем не менее, операции шаттлов загрязняли эксперименты, когда забота о человеческом комфорте перевешивала важные цели миссии LDEF. [21]
Columbia приземлилась на авиабазе Эдвардс 20 января 1990 года. [4] Пока LDEF все еще находился в отсеке, Columbia была переправлена обратно на самолете- носителе Shuttle Carrier Aircraft в Космический центр Кеннеди 26 января. Были приняты особые меры для обеспечения защиты от загрязнения отсека полезной нагрузки во время перегоночного полета. [4]
Между 30 и 31 января LDEF был извлечен из грузового отсека Columbia в KSC's Orbiter Processing Facility , помещен в специальный контейнер для грузов и доставлен в здание Operations and Checkout Building. 1 февраля 1990 года LDEF был доставлен в LDEF Assembly and Transportation System в Spacecraft Assembly and Encapsulation Facility – 2, где группа проекта LDEF руководила деинтеграционными мероприятиями. [20]
