Лаборатория в космоса: интервю с Бернардо Пати

Превод Елисавета Маламова

Снимка предоставена от ESA

Бернардо Пати е ръководител на мисията „Колумб” (Columbus) към Европейската Космическа Агенция. Той е инженер и е работил в атомна електроцентрала преди да започне да работи в областта на космическите технологии. Скоро след стартирането на мисията „Колумб”, Бернардо Пати разговаря с Анна-Лин Вегенер.

Какво е „Колумб”?

„Колумб” е изследователска лаборатория, която ще изпратим в космоса, за да се скачи с Международната Космическа Станция (МКС)^w1. Лабораторията представлява допълнителен модул, който ще се добави към станцията, и съдържа необходимото съоръжение за провеждане на експерименти в космоса. Планира се да бъде изстрелян от Космическия център „Кенеди” в щата Флорида през 2008 година на борда на ракетата-носител „Атлантис”.

Как изглежда една такава космическа лаборатория?

„Колумб” има формата на цилиндър с дължина около 7 м и диаметър 4.5 м. Апаратурата вътре е подредена така, че пространството да се използва максимално ефективно.

Ние положихме много усилия, за да създадем дизайн, който да позволи най-ефективно използване на обема от 75м³. В момента в това пространство могат да се поберат трима членове от екипажа и цялото необходимо оборудване за провеждане на изследвания. Индивидуалните устройства са снабдени с високо технологични подвижни панели с чекмеджета за оборудване и работен плот, който се издърпва по време на работа.

Какви изследвания ще се провеждат с „Колумб”? „Колумб” е мултидисциплинарна лаборатория, която съдържа четири различни апаратури за провеждане на научни експерименти в областта на материалознанието, физика на флуидите и биологията. Във всички тези области искаме да изследваме ефекта на безтегловност върху различни образци и проби, които изпращаме от Земята. Биолаб, например, е устройство за експерименти с микроорганизми, клетки, биологични тъкани, малки растения и безгръбначни животни. Искаме да разберем какъв е ефектът от гравитацията, или липсата на такава, върху всички видове живи организми. Един от първите експерименти, който ще проведем с Биолаб, е да се наблюдава как ще израстват корените на малко растение – рукола –интересно е дали ще израстват нагоре, дали надолу или в абсолютно друга посока, когато не са повлияни от гравитацията?

Снимка предоставена от ESA

В т.нар. Европейски физиологичен модул на „Колумб”, ще бъде тестван ефектът от продължителен престой в орбита върху човешкото тяло и здраве. Също така, се надяваме да проникнем в същината на проблеми, като процесът на стареене, нарушено равновесие, остеопороза и мускулна атрофия.

Снимка предоставена от ESA

Лабораторията за изучаване на флуиди ще изследва динамични свойства на течности и газове, които не могат да бъдат изучавани на Земята, поради ефекта от гравитацията. Освен това, ще изследваме процеси на нестабилности, причинени от промяна на повърхностно напрежение и топлинно излъчване; нестабилности свързани с преноса на топлина и маса, термо-физични свойства на флуидите, механизми на кипене и критична точка на процесите.

В Лабораторията по материалознание ще се провеждат експерименти с различни материали с цел да се изучават и усъвършенстват техните свойства. Ще разтопяваме и втвърдяваме метали, които ще бъдат изследвани при различни физични условия.

Не е ли прекалено усилие да се изпращат образци от Земята, за да бъдат изследвани в космоса?

Определено е голямо усилие, но си заслужава. Въпроси, които изследваме не биха могли да намерят отговор в лаборатории на Земята, защото гравитацията е универсална сила на нашата планета. Знам, че звучи парадоксално, но някои процеси на земята е по-лесно да се изучават в космоса, където са далече от техният естествен контекст. Гравитацията прави някои експерименти просто невъзможни, поради това че много малки ефекти остават незабележими от доминиращият ефект на гравитацията. Затова те трябва да се изучават в орбита.

Какви са предизвикателствата на една мисия като „Колумб”?

Най-важното предизвикателство беше да се проектира лаборатория на Земята, която да тежи не повече от 50 тона, с диаметър около 4 метра и в същото време да е достатъчно лека, за да може да бъде изпратена в космоса. „Колумб” тежи около 12 тона и това е максималното тегло, което ракетата-носител „Атлантис” може да носи.

На борда на „Колумб” сме осигурили пространство, където екипажът може да работи удобно. Освен това има достатъчно място за всички научни апаратури. Може да функционира 10 години в орбита. За разлика от кораб, който първо трябва да се скачи и след това да се поправя, „Колумб” ще има капацитета автоматично да регистрира всякакви повреди и да започне самостоятелен ремонт докато все още е в експлоатация. Цялата европейска структура (модул) може да започне да функционира веднага след изстрелването.

Снимка предоставена от ESA

Какво ви вдъхновява вас лично този проект?

Като инженер, аз бях привлечен от дизайна и техническите предизвикателства. Но космоса и безтегловността също имат тяхното очарование: технологията и пътуването в космоса са преодолели традиционните бариери и това е изключително вълнуващо и огромна стъпка към овладяване на космичното пространство.

Снимка предоставена от ESA

Още нещо, което харесвам в този проект е неговата интернационалност. Международната космическа станция е съвместен проект на пет космически агенции. Освен Европейската космическа агенция, в която членуват 17 европейски държави, участват Американската национална агенция за космически изследвания (НАСА), Канадската, Руската и Японската космически агенции.

Всеки ден разговарям с хора от различни страни. Струва си да се види как толкова много страни се стараят усилено да реализират такъв амбициозен проект, и също да се види как се развива съревнованието между тях.

Има ли възможност учители и ученици се възползват от „Колумб”?

В момента вниманието е да се изведе Колумб благополучно на МКС и първите периоди ще са посветени на настройки и провеждане на експерименти. Но може би в бъдеще ще предаваме уроци от „Колумб”, или свързани с модула, както е правено за МКЦ [вж. секцията „Източници”]. „Колумб” е отворен за безброй нови възможности, някои от които, сигурен съм, още не сме си представили.

Снимка предоставена от ESA

Докато подготвяхме тази статия: Модулът „Колумб” беше скачен с Международната космическа станция

Снимка предоставена от ESA

„Атлантис” се завърна благополучно на Земята със своя екипаж от 7 души на 20 февруари, след прекарване на 13 дни в космоса, включително девет дни на МКС, за да доставят първият в Европа екип в орбита. Двама астронавти от ЕКА, Ханс Шлегел от Германия и Леополд Ейхартс от Франция, летяха до МКС. Шлегел се завърна на Земята с „Атлантис”, но Ейхартс стана част от постоянният екипаж на МКС и ще се завърне през март след провеждане на поредица от експерименти  в лабораторията, която вече е действаща на станцията.

ЕКА има принос към МКС с изстрелването на безпилотни Автоматизирани товарни кораби (AТК), проектирани за доставка на научни експерименти, провизии за екипажа (като храна и облекло), и ракетно гориво. Първият товарен кораб, наречен „Жул Верн”, ще бъде изстрелян на борда на Ариана 5, на 8 март.^w2

Откакто „Колумб” влезе в действие, започна работа и мрежата от девет Центрове за поддръжка и контрол (USOCs) в Европа, която поддържа връзката между изследователите и научните апаратури на борда, и позволява контрол на експериментите и получаването на данни от техните резултати. След като се доставят повече апаратури на „Колумб” с предстоящите мисии, мрежата USOC ще бъде по-активна.

„Колумб” е проектиран да поддържа около 500 експеримента на година, за общо десет години, в областта на микробиологията, астрономията, дистанционно наблюдение и технологии. За европейското научно общество и индустриалното проучване и разработки, започна нова ера в областта на научни изследвания.

Уебсайтове

w1 – Статия за Международната космическа станция ще бъде публикувана в следващ брой на Science in School www.scienceinschool.org

w2 - За повече информация за Автоматизираните транспортни совалки, вж. статията в този брой на Science in School:
Уилиамс А (2008) Автоматизираната транспортна совалка (ATV) - поддържа Европа в космоса. Science in School 8: 14-20. www.scienceinschool.org/2008/issue8/atv

Повече

Европейската космическа агенция (ЕКА) е създала много образователни материали, свързани с Международната космическа станция (МКС):

Комплект за учители в начални и гимназиални училища е разработен на всичките 12 езика на ЕКА. Комплекта включва материали за всички дейности, свързани с построяването, работата и пребиваването на борда на МКС, и предоставя допълнителна информация и упражнения за класната стая. На разположение е на всички учители в страните членки на ЕКА и може да се поръча онлайн: www.esa.int/spaceflight/education

Интерактивна версия на образователен комплект за МКС може да се намери тук: www.esa.int/spaceflight/education

Поредица от DVD уроци за Международната космическа станция, адаптирани за програмата на европейските училища. Урок за Автоматизираната транспортна совалка (която ще снабдява МКС) ще бъде издаден през лятото на 2008г. Уроците могат да се поръчат безплатно от сайта: www.esa.int/spaceflight/education

Европейската космическа агенция разработва поредица от онлайн уроци за ученици и техните учители: www.esa.int/SPECIALS/Lessons_online

Още подробности и образователни материали могат да се намерят на следните интернет адреси:

Европейската космическа агенция-раздел Обучение: www.esa.int/esaED/

и Образователен уебсайт на Европейската космическа агенция: www.esa.int/esaHS/education.html