Yörüngeli Kurbağa Otolith - Orbiting Frog Otolith
 | Bu makale genel bir liste içerir Referanslar, ancak büyük ölçüde doğrulanmamış kalır çünkü yeterli karşılık gelmiyor satır içi alıntılar. (Şubat 2014) (Bu şablon mesajını nasıl ve ne zaman kaldıracağınızı öğrenin) |
 Orbiting Frog Otolith (OFO) uzay aracı | |
| Görev türü | Biyobilim |
|---|---|
| Şebeke | NASA |
| COSPAR Kimliği | 1970-094A |
| SATCAT Hayır. | 04690 |
| Görev süresi | 6 gün |
| Uzay aracı özellikleri | |
| Üretici firma | Ames Araştırma Merkezi |
| Kitle başlatın | 132,9 kilogram (293 lb) |
| Boyutlar | 1,68 × 0,76 m (5,5 × 2,5 ft) |
| Görev başlangıcı | |
| Lansman tarihi | 9 Kasım 1970, 06:00:00 UTC |
| Roket | İzci B S174C |
| Siteyi başlat | Wallops LA-3A |
| Görev sonu | |
| İniş tarihi | 9 Mayıs 1971 |
| Yörünge parametreleri | |
| Referans sistemi | Yermerkezli |
| Rejim | Düşük Dünya |
| Eksantriklik | 0.02009 |
| Perigee rakımı | 300 kilometre (190 mil) |
| Apogee irtifa | 574 kilometre (357 mil) |
| Eğim | 37.3981º |
| Periyot | 93.3 dakika |
| RAAN | 223.1857º |
| Perigee argümanı | 136.8142º |
| Ortalama anormallik | 226.2623º |
| Ortalama hareket | 16.50400352 |
| Dönem | 9 Mayıs 1971 |
| Devrim Hayır. | 2843 |
Yörüngeli Kurbağa Otolith (OFO) bir NASA 9 Kasım 1970 tarihinde iki kurbağayı yörüngeye gönderen uzay programı ağırlıksızlık. Yaygın kullanım yoluyla elde edilen isim, uydu tarafından gerçekleştirilen biyolojik deneyin işlevsel bir tanımıydı. Otolit kurbağanın İç kulak denge mekanizması.
Orbiting Frog Otolith Programı, NASA'nın İleri Araştırma ve Teknoloji Ofisi'nin (OART) araştırma programının bir parçasıydı. OART'ın hedeflerinden biri, vestibüler sistem uzayda ve Dünya'da işlev görür. Deney, uyarlanabilirliği incelemek için tasarlandı. Otolit sürdürmek ağırlıksızlık bilgi sağlamak için insan uzay uçuşu. Otolit, içinde bir yapıdır İç kulak denge kontrolü ile ilişkilidir: birincil duyusal girdisi olarak yerçekimine göre ivme.
Kurbağa Otolit Deneyi (FOE), Torquato Gualtierotti tarafından geliştirilmiştir. Milano Üniversitesi, İtalya o atandığında Ames Araştırma Merkezi Ulusal Bilimler Akademisi tarafından desteklenen bir yerleşik Araştırma Görevlisi olarak.[1] Başlangıçta 1966'da erken bir tarihte dahil edilmesi planlandı. Apollo görevi, görev iptal edildiğinde deney ertelendi. 1967'nin sonlarında, destekleyici bir uzay aracı tasarlanabildiğinde, FOE'nin yörüngesine girmesine izin verildi. NASA'nın İnsan Faktör Sistemleri programının bir parçası olan proje, 1968'de resmi olarak "OFO" olarak adlandırıldı. Bir dizi gecikmeden sonra OFO, 9 Kasım 1970'te yörüngeye fırlatıldı.
1970'teki başarılı OFO-A misyonundan sonra, araştırmaya olan ilgi devam etti. Vestibüler Fonksiyon Araştırması adlı bir proje, 1975 yılında bir vestibüler Dünya yörüngesinde dönen bir uzay aracında deney. Bu uçuş projesi sonunda durduruldu, ancak bir dizi yer araştırması yapıldı. Araştırma, şu adreste bulunan yer tabanlı Vestibüler Araştırma Tesisi de dahil olmak üzere çok yararlı birkaç şubeye yol açtı. ARC.[2]
OFO, aşağıdakileri tanımlayan benzer kısaltmalarla karıştırılmamalıdır. Yörüngeli Gözlemevi gibi bir dizi uzay aracı Yörüngeli Jeofizik Gözlemevi (OGO), Yörüngedeki Solar Gözlemevi (OSO) ve Yörüngeli Astronomik Gözlemevi (OAO).
OFO uzay aracı
OFO deneyi, başlangıçta Apollo Uygulamaları Programı, kullanılan donanımın optimum kullanımı için kurulmuş olan Apollo ay misyonları. Bununla birlikte, deney için gerekli olan düşük hızlanma seviyeleri insanlı bir Apollo uzay aracında kolayca sürdürülemediğinden, daha sonra insansız bir uydu daha uygun bir araç olarak seçildi. Uydunun tasarımı, 10'un üzerindeki hızlanma seviyelerine maruz kalmayı ortadan kaldırdı.−3g (10 mm / s²). Bu, deneysel numunelerin neredeyse ağırlıksız bir durum yaşayabileceği anlamına geliyordu.
Uzay aracının çapı yaklaşık 30 inç (760 mm) ve uzunluğu 47 inç (1.190 mm) idi.[2] Uzay aracının sekizgen alt bölümü elektronik aparatı barındırıyordu. Deney paketini içeren üst bölüm kesik bir koni şeklindeydi. Bir ısı kalkanı Bu üst bölümü kaplamak, Dünya atmosferine yeniden giriş sırasında deneyi korudu. Bir yo-yo de-spin montaj, uzay aracının çevresi etrafına yerleştirildi. Uzay aracının yan tarafına katlanmış dört bom, uydunun etrafına radyal olarak yerleştirildi. Uzay aracı fırlatma aracından ayrıldıktan sonra, yo-yo despin alt sistemi uzay aracının dönüşünü yavaşlattı. Dört bom daha sonra uzay aracının yanından uzanmak için serbest bırakıldı. Bomların uzatılması, eylemsizlik momenti uzay aracının hızlanma seviyesinin 10'un altında kalmasına izin vererek−3g.[2]
Yörüngeli Kurbağa Otolith-A
|
OFO-A görevi 9 Kasım 1970 (06:00 GMT) Wallops Adası siteyi başlatın. OFO-A deneyini taşıyan uydu neredeyse yedi gün boyunca yörüngede kaldı. Uzay aracının kurtarılması planlanmadı. Yük, Kurbağa Otolit Deney Paketi (FOEP).
Deneyin amacı, mikro yerçekiminin, Dünya'nın yerçekimi alanındaki bir hayvanın yönelimindeki değişikliklere yanıt veren bir duyu organı olan otolit üzerindeki etkisini araştırmaktı.
İki Amerikan kurbağaları (Rana catesbeiana) uçuş deneyinde deneysel konular olarak kullanılmıştır. Boğa kurbağası çalışma için seçildi çünkü iç kulak labirenti insanlarınkine çok benzer. Amfibi olduğu için ön uçuş ameliyatı su üstünde yapılabilir ancak uçuş sırasında suda tutulabilir. Su ortamı, fırlatmanın titreşimini ve hızlanmasını yumuşatmaya ve organizmalarla gaz alışverişini kolaylaştırmaya hizmet etti.
Her iki uçuş kurbağasının da elektrokardiyogram (EKG) elektrotları göğüs boşlukları ve içine yerleştirilen mikroelektrotlar vestibüler sinirler. Kurbağalar, implante edilmiş elektrotlarını yerinden oynamalarını önlemek ve metabolik hızlarını düşürmek için uzuv sinirleri kesilerek demotorize edildi.[3] Bu azalmış metabolik aktivite ile kurbağalar bir ay kadar uzun süre beslenmeden sağlıklı bir şekilde hayatta kalabilirler. Suya daldırmak kurbağaların derilerinden nefes almalarına izin verdi. Su ortamı da hareket etmeye yardımcı oldu karbon dioksit ve hayvanlardan uzaklaştırın.
Donanım
Uçuş donanım birimi, FOEP, su dolu bir kutu içeren basınca dayanıklı bir kutuydu. santrifüj bu iki kurbağayı barındırıyordu. Santrifüj, kurbağaların kafalarını planlanan aralıklarla döndüren silindirik bir yapıydı.[3] FOEP ayrıca kurbağalar için düzenlenmiş bir ortam sağlayabilecek bir yaşam destek sistemi içeriyordu. Bu sistem, biri sıvı, diğeri gaz içeren iki kapalı döngüden oluşuyordu. İki döngü arasındaki arayüz seçici olarak geçirgendi silikon lastik yapay bir akciğer görevi gördü. Gazdan sıvı tarafa membrandan oksijen ve sıvıdan gaz tarafına karbondioksit geçti. Kurbağalar sıvı döngüye daldırıldı. Bir pompa, gaz içeren döngü boyunca oksijeni dolaştırdı. Gaz döngüsüne giren karbon dioksit, bir emici tarafından çıkarıldı ve saflaştırılmış oksijen, devridaim için pompaya geri döndü. Bir su buharlaştırıcısı ve elektrikli ısıtıcı, su sıcaklığını yaklaşık 60 ° F (15 ° C) seviyesinde tuttu. FOEP'teki bir amplifikatör sistemi, hayvanlara implante edilen mikroelektrotlardan gelen voltaj çıkışını telemetri aparatının gerektirdiği seviyeye yükseltmiştir.
Operasyonlar
Uçuş kurbağalarının cerrahi hazırlığı fırlatmadan yaklaşık 12 saat önce tamamlandı ve hayvanlar FOEP içinde mühürlendi. Benzer örneklerle yedek bir FOEP de hazırlandı. FOEP uçuşu, fırlatmadan yaklaşık üç saat önce uyduya kuruldu.
Santrifüj, uydu yörüngeye girdiğinde mümkün olan en kısa sürede aktive edildi ve 10'da stabilize edildi.−3g (10 mm / s²). Santrifüj, yerçekimi uyaranlarını çevrimler halinde uyguladı. Her döngü yaklaşık 8 dakika sürdü ve şunlardan oluşuyordu: ivmesiz 1 dakikalık süre, dönüş yavaş başladığında 8 saniyelik süre, 14 saniye sabit 0.6 g (6 m / s²), dönüşün yavaşça durdurulduğu 8 saniyelik bir süre ve dönüşün artçı etkilerinin ölçülebildiği 6 dakikalık bir süre.[3] Döngüler yörüngedeki ilk 3 saat boyunca her 30 dakikada bir ve uçuşun geri kalanında daha az sıklıkta gerçekleştirildi.
OFO deneyi yörüngede yedinci güne kadar devam etti ve bu sırada yerleşik batarya arızalandı. OFO uzay aracının ve FOEP donanımının kurtarılması gerekli değildi. Deneyin bir parçası olarak iki kurbağa öldü.
Sonuçlar
Deney başarılı oldu. Elektrokardiyografi (EKG) endeksleri, uçuş kurbağalarının tüm uçuş boyunca sağlıklı olduklarını gösterdi. Vestibüler kayıtlar beklendiği gibi yapıldı. Uçuş sırasında iki ekipman arızası meydana geldi: teneke kutudaki basınç inç kare başına 11 pound'a (76 kPa) yükseldi ve sıcaklık dokuz saat boyunca 55 ° F'ye (13 ° C) düştü. Ancak yerde yapılan kontrol deneyleri, bu arızaların uçuş deneyinin sonucu üzerinde çok az etkisi olduğunu gösterdi.
Ağırlıksızlıkta erken dönemde birçok vestibüler yanıt değişikliği kaydedildi. Gözlemlenen değişikliklerin tümü, uçuşun son 10 ila 20 saatinde normale döndü. iklimlendirme.[3]
Kurbağa Otolit Deney Paketi (FOEP)
Kurbağa Otolit Deney Paketi (FOEP), iki kurbağanın hayatta kalmasını sağlamak için gerekli tüm aparatları içerir. Örnekler, yörünge sırasında test ivmesini sağlayan su dolu, bağımsız bir santrifüj içine yerleştirilir. İmplante edilmiş elektrotların yerinden çıkmasını önlemek ve metabolik hızlarını düşürmek için kurbağalar demotorize edilir.[4]
Yaşam Destek Sistemi (LSS): LSS, iki demotorize kurbağanın hayatta kalmasını ve normal işleyişini sağlamak için FOEP içinde düzenlenmiş bir ortam sağlar. İç montaj yapısının alt bölmesi, tüm yaşam destek ekipmanı için montaj alanı sağlar.
Paketin boyutları 18 inç (457 mm) çap × 18 uzunluğundaydı, yüklendiğinde 91 lb (41 kg) ağırlığındaydı. Veri toplama EKG, vücut ısısı ve vestibüler aktiviteden oluşuyordu. Ayrıca FOEP'in, uzay aracına yüklenmeden önce çevresel koşulların havalandırılması ve doğrulanması için ön kontrol için bağlanabileceği yere dayalı bir FOEP test ünitesi de vardı.
Teneke kutu
FOEP'in dış muhafazası basınç geçirmez bir kutudur 181⁄16 inç (458,8 mm) çapında ve 18 inç (470 mm) uzunluğunda. Alt kapak ve çıkarılabilir üst kapak, basınç tersine dönmeleriyle karşılaşılması durumunda patlamayı önlemek için hafifçe kubbelidir. İç montaj yapısı, kutunun tabanından yaklaşık 6 inç uzaklıkta bir destek halkasına sabitlenmiştir ve bir silindirle birleştirilmiş üst ve alt bölmelerden oluşur. Silindirdeki kesikler, kurbağaların bulunduğu santrifüje erişime izin verir. Kutunun üst kısmına yakın bir yerde, güç kaynağı ve veri hattı için iki adet elektrikli geçiş yuvası vardır.
Santrifüj
Santrifüj, her iki uç kapağı yerinde olan 6 inç çapında ve 13.5 inç uzunluğunda içi boş bir silindirdir. Silindir, kutuya dik olarak monte edilir ve üst ve alt perdelerde bulunan bilyalı yataklarla desteklenir. Santrifüjün dönme ekseni, bilyeli yataklar tarafından yerinde tutulan silindire dik açılarla merkezi olarak dikey düzlemde konumlandırılan millerden oluşur. İnce, sığ kubbeli uç başlıklar, sızıntıyı önlemek için araya giren lastik contalarla santrifüjün her bir ucuna cıvatalanmıştır. Her bir kapağın ortasında, kurbağa numunelerinin tam olarak aletlenmesini ve santrifüje sokulmadan ve daldırılmadan önce doğrudan uç kapaklara monte edilmesini sağlayan bir bağlantı parçası bulunur. Su, fırlatmanın yüksek hızlanmaları ve titreşimleri için bir yastık görevi görür ve kurbağa derisi yoluyla gaz alışverişi için bir ortam görevi görür. Santrifüj yerine kilitlenir ve uzay aracı yörüngesi tamamen sabitlenene kadar serbest bırakılmaz. Santrifüjü çalıştıran motor üst bölmeye monte edilmiştir. Santrifüj üzerine sinyal yükselticiler ve bir ivmeölçer monte edilmiştir.
Nötr yüzdürme elektrodu
Mikro elektrot, bir tungsten tel probundan oluşur 50 µm çapı 1 µm'den küçük olan bir noktaya kadar elektriksel olarak keskinleştirilmiş ve uca kadar tamamen yalıtılmıştır. Probu içeren polietilen tüpte hapsolmuş bir hava kabarcığı kaldırma kuvveti ekler ve elektrodu implante edildiği sinir ile aynı yoğunlukta yapar, böylece ikisinin birlikte hareket etmesine izin verir. Elektrodu sadece implantasyon işlemi sırasında kullanılan ve sonra çıkarılmış bir tutacağa bağlamak için bir parafin bölümü kullanılır. Mikroelektrotlar tarafından tespit edilen sinir uyarıları, doğrudan kurbağanın çenesine bağlanan bir ön yükselticiye beslenir ve uzay aracı telemetrisi için bir veri sonrası yükselticiye aktarılır.
Yaşam destek sistemi (LSS)
Frog Otolith Deney Paketinin (FOEP) yaşam destek sistemi (LSS), deneysel örneklerin hayatta kalmasını ve normal çalışmasını sağlamak için FOEP içinde düzenlenmiş bir ortam sağlar. LSS, her biri 350 g (12 oz) ağırlığındaki iki demotorize kurbağanın fizyolojik gereksinimlerini karşılamak üzere tasarlanmıştır. Kurbağalar, uzuv sinirlerini keserek, metabolizma hızlarını düşürerek demotorize edilir. Bu durumda kurbağalar suni teneffüs gerektirmez ve bir ay kadar uzun süre beslenmeden sağlıklı kalabilirler. Santrifüje yerleştirildikten sonra kurbağalar tamamen suya batırılır, bu da kurbağanın derisinden oksijen ve karbondioksit alışverişi ve ısı alışverişi için ortam görevi görür.[5]
LSS öncelikle iki kapalı döngüden oluşur: biri sıvı içeren diğeri gaz içeren. İç montaj yapısının alt bölmesi, tüm LSS ekipmanı için montaj alanı sağlar. Oksijen besleme sistemi bu döngüler aracılığıyla çalışır ve 4,5 cm³ kapasiteli bir oksijen şişesi, bir basınç düşürücü ve regülatör, bir yapay akciğer, CO içerir.2 emici ve su temini. Kurbağaların ortam sıcaklığı üzerinde sınırlı kontrol, bir su buharlaştırıcısı / ısıtıcısı aracılığıyla sağlanır.
Yapay akciğer
Halkalar arasındaki arayüz, sıvı ve gazı ayıran, seçici olarak geçirgen bir silikon kauçuk zarında meydana gelir. Akciğer adı verilen bu zar, oksijeni gaz döngüsünden sıvı döngüye geçirir ve CO2 sıvı döngüsünden gaz döngüsüne.
Sıvı döngü
Santrifüjde bulunan kurbağalar sıvı döngü içindedir. Akciğerden kurbağalara doğru hareket eden döngü, su ve çözünmüş oksijen içerir; kurbağalardan akciğere geri dönerken, su ve serbest CO içerir2. Santrifüjün içini kaplayan çift katlı poliüretan köpük, kurbağa atık maddesinin su sirkülasyon sistemini kirletmesini önler. Su, küçük bir pompa kullanılarak sıvı döngü boyunca dolaştırılır ve santrifüjden çıkmadan önce filtreden geçmesi gerekir.
Gaz döngüsü
Gaz döngüsü, oksijenin küçük bir pompa tarafından dolaştırıldığı alt bölmede bir devreden oluşur. Pompa, bir kısmının sıvı döngüsüne geçtiği akciğere saf oksijen verirken, geri kalanı CO ile karışır.2 sıvı döngüden geliyor. Akciğerden oksijen-CO2 karışım CO2'yi emen bir Baralyme yatağından geçirilir2. Saf oksijen Baralyme'den pompaya geri döndürülür ve yeniden dolaştırılır. Oksijen kaynağı, küçük oksijen tankından gelen gazla doldurulur.
Evaporatör / ısıtıcı
Uzay aracının termal ortamıyla güçlendirilen su buharlaştırıcısı ve 8 Watt elektrikli ısıtıcı, su sıcaklığını 60 ± 5 ° F (15.5 ± 3 ° C) seviyesinde tutacak. Buharlaştırıcı için su kaynağı, alt kubbenin hemen üzerindeki teneke kutuda bir halka tarafından desteklenen kauçuk bir kesenin içinde bulunur. Su sıcaklığı nominal 60 ° F'yi aştığında, topraklama komutu bir vanayı çalıştıran bir zamanlama devresini etkinleştirir. Kutunun içindeki ortam basıncının bir sonucu olarak, su, mesaneden valf yoluyla buharlaştırıcıya zorlanır. Dahili ısı yükleri, bir ısı eşanjörü vasıtasıyla buharlaştırıcıya aktarılır ve suyun buharlaştırılması sırasında dağıtılır.
Ayrıca bakınız
Referanslar
- ^ "SP-4402 NASA Adlarının Kökeni". NASA Tarihi. Alındı 29 Kasım 2018.
- ^ a b c "Yörüngeli Kurbağa Otolit Programı". Ames Araştırma Merkezi. Arşivlenen orijinal 2006-09-29 tarihinde.
- ^ a b c d "Yörüngeli Kurbağa Otolith-A". Ames Araştırma Merkezi. Arşivlenen orijinal 2006-09-29 tarihinde.
- ^ "Kurbağa Otolit Deney Paketi (FOEP)". Ames Araştırma Merkezi. Arşivlenen orijinal 2006-09-29 tarihinde.
- ^ "Yaşam Destek Sistemi (LSS)". Ames Araştırma Merkezi. Arşivlenen orijinal 2009-03-21 tarihinde.
Dış bağlantılar
- Orbiting Frog Otolith OFO - NASA Basın kiti (PDF formatı)
- Orbiting Frog Otolith deneyi (OFO-A) Veri azaltma ve kontrol deneyi - NASA Raporu (PDF Formatı)
Kategori