Normalde tabak hayvanları biraz daha sıcak sever. Bilim için, dünyanın en basit çok hücreli hayvanı kuzey İsveç’te sona erdi – ve oradan da kısa bir süre için ağırlıksız hale geldi. 29 Ocak 2022’de deniz organizmaları, Alman Havacılık ve Uzay Merkezi (DLR) tarafından işletilen MAPHEUS-9 sondaj roketi ile ESRANGE (European Space and Sounding Rocket Range) fırlatma sahasından başarıyla havalandı. Fizik, malzeme araştırma ve üretim teknolojisi alanlarından yapılan diğer üç deney de sıfır yerçekiminde altı dakika on saniye sürdü.
1,7 ton fırlatma ağırlığına sahip 11,7 metre uzunluğundaki roket, kalkış ve iniş arasında 15 dakikanın biraz altında bir sürede maksimum 254 kilometre irtifaya ulaştı. Bilim deneylerini taşıyan yük, iticiler ayrıldıktan sonra bir irtifa parabolü uçurdu. Bir paraşütle yavaş indi ve helikopter tarafından kurtarıldı. Uçuş harekatını DLR Mobil Füze Üssü (MORABA) departmanı hazırladı ve yürüttü. Ayrıca kurtarma sistemi, servis modülü, soğuk gaz kontrol sistemi, ayırma ve ateşleme sistemleri, telemetri istasyonu, fırlatma rampası ve roket donanımı sağlar.
GraviPlax: Yerçekimi hücrelerin ve organizmaların görünümünü nasıl şekillendirdi?
Basit yapılarına rağmen tabak hayvanları – Trichoplax stickens – üst ve alt ayrımı yapabilirler, yani yerçekimini algılayabilirler. Boyutları sadece 0,5 milimetre olan bu deniz organizmalarının yaklaşık 450 örneği, MAPHEUS-9 görevinde bulunuyordu. Bilim adamları, ağırlıksızlığın tabak hayvanları nasıl etkilediğiyle özellikle ilgilendiler. “Organizmaların ağırlıksızlıktaki genetik tepkilerine bakıyoruz. Polariteden yani hücrelerimizin yapısından sorumlu olan gen gruplarına özellikle dikkat ederiz. Kutupluluk, kanser geliştiğinde kaybolur,” diye özetliyor DLR Havacılık ve Uzay Tıbbı Enstitüsü’nden yerçekimi biyoloğu Dr. Jens Hauslage. GraviPlax (Yerçekimi/Trichoplax) projesinde DLR, Hannover Veterinerlik Üniversitesi (TiHo) ve Melbourne’daki Avustralya La Trobe Üniversitesi’nden ekiplerle yakın işbirliği içinde çalışıyor. Hücreler üzerindeki etkilerini tam olarak anlamak için moleküler-biyolojik analizler yaparlar. Minik organizmalar, bu temel mekanizmaları incelemek ve daha iyi anlamak için gereken tüm önemli gen setlerine sahiptir.
GRASCHA: Granüller özelliklerini nasıl alırlar?
Granüller, toz, toprak veya çakıl gibi granüler katılardır. Fiziksel özelliklerini anlamak o kadar kolay değil. Çünkü bunlar, bir granülün ne kadar sıkı bir şekilde yığıldığına veya teknik jargonda “paketlendiğine” ve ne kadar sıkıştırıldığına veya sıkıştırıldığına bağlıdır. GRASCHA deneyinde (GRAyerli Sses ÇAırkçılaştırma veya GRAnolat SCHAll) granül olarak üç ila dört milimetre çapında küresel cam parçacıkları kullanılır. Bilimsel ekip, onların yardımıyla granül paketlerdeki mekanik stabilite kaybını açıklayan mevcut ve yeni teorileri test etmek istiyor. Uzayda Malzeme Fiziği Enstitüsü’nden DLR araştırmacısı Dr. Karsten Tell, “Granüllerin özelliklerini nasıl elde ettiklerine dair temel bir anlayış kazanma şansımız var” diye açıklıyor. “Bu, diğer şeylerin yanı sıra jeofizik alanında önemlidir. Örneğin yerin neden bazen birdenbire kaymaya başladığını anlamak istiyorsanız. Katı parçacıklardan başka bir şey içermez. Düzenlemelerindeki küçük değişiklikler, zeminin artık katı değil, daha çok sıvı gibi davranmasına neden olabilir.” Heyelanların yanı sıra çığlar da bu bilgi ile daha iyi açıklanabilir. Bulgular kimya ve ilaç endüstrilerinin de ilgisini çekebilir. Bunun nedeni, orada genellikle mümkün olduğunca işlemek, iletmek ve karıştırmak istediğiniz toz halindeki maddelerin kullanılmasıdır. Aynı durum inşaat sektöründeki kum ve çimento için de geçerlidir. MAPHEUS-9 uçuşu sırasındaki ağırlıksızlık aşaması, granül parçacıklarının birbirleriyle temas halinde olacak kadar gevşek bir şekilde düzenlenmesini mümkün kıldı. Bu durum, yerçekimi ve hidrostatik basınç nedeniyle dünyada yaratılamaz. En ufak bir titreşimde, granül paketi, teknik jargonda kesme modülü olarak adlandırılan ağırlıksız durumdaki stabilitesini kaybeder. Araştırmacıları en çok ilgilendiren tam da bu süreçtir. Bunu incelemek için sesin hızını ve kesme dalgalarını ölçerler. Bu, paketleme basıncı düşürüldüğünde kesme modülünün ne kadar hızlı azaldığını gösterir.
MARS: Sıfır yerçekiminde tozlarla 3D baskı
Üçüncü kez MARS deneyi (Mmetal bazlı Aiçin eklemeli üretim RVe Sağırlıksızlık uygulamaları) uzaya kısa yolculukta. Odak noktası, özellikle toz halindeki maddelerle ağırlıksız ortamda 3D baskıyı araştırmak için daha fazla çalışmaya odaklanmaktı. Uzayda Malzeme Fiziği Enstitüsü’nden DLR ekibi, daha önceki uçuşlarda metalik katı camdan yapılmış ilk iş parçasını üretmişti. Şimdi görev, süreci daha da optimize etmekti: DLR araştırmacısı Mélanie Clozel, “Asıl zorluk, tozu ağırlıksız veya çok az yerçekimi ile kısa sürede yüzeye eşit şekilde uygulamaktır” diye açıklıyor. “Deneyimizin ağırlıksızlığa doğru her uçuşunda, yaklaşımlarımızı daha da geliştirme ve test etme ve böylece teknik bilgimizi artırma fırsatına sahibiz.” Metalik katı cam, yüksek mukavemeti ve korozyon direnci ile karakterize edilir. Her ikisi de uzayda kullanım için önemli özelliklerdir. Gelecekte bileşenler, örneğin uzay istasyonlarında 3D baskı kullanılarak doğrudan uzayda da üretilebilir. Örneğin, toz haline getirilmiş kaya tozu olan Regolith, Ay’ın veya Mars’ın yüzeyinde bileşenler yapmak için de kullanılabilir.
SOMEX: Lazer büyüteç altındaki yumuşak madde
Deney platformu SOMEX (BU YÜZDENayak Msumak ESKİperiments), ağırlıksızlıkta yumuşak madde ile çeşitli deneyler yapılmasını sağlar. Ayrıca MAPHEUS-9 uçuş kampanyasının bir parçasıydı. Yumuşak madde, iki fazdan oluşan çeşitli malzemelerdir. Toplanmanın katı ve sıvı halleri arasındadırlar. Bunlara örneğin jeller ve sabun veya boya gibi viskoz sıvılar, granüller, köpükler ve ayrıca biyolojik hücreler dahildir. Lazer ölçüm yöntemlerinin yardımıyla, bilim adamları bu kez iki fiziksel olguyu takip ettiler: Araştırmacılar, yapay mikro yüzücülerin yardımıyla, canlı organizmalardan bilindiği şekliyle hareketin etkilerini daha iyi anlamak istiyorlar. Bu, örneğin bakteri kümelenmesini içerir. Bunu yapmak için, bir çözücü içinde yüzen küçük cam boncuklar kullandılar. Bunlar, ışığı çok güçlü bir şekilde emen bir kaplama ile sağlandı. Cam boncuklar bir lazerle ışınlanırsa, ışık veya ısı enerjisini emer ve hareket eder. GRASCHA deneyine ek olarak, granülleri de incelediler: Burada da granülatın ayrı ayrı parçacıklarının nasıl hareket ettiğine odaklanıldı. Bu şekilde, bu tür sistemlerin yapısı ve dinamikleri hakkında deneysel olarak yeni bilgiler edinilebilir ve teorik modellerle karşılaştırılabilir.
Deneylerin ayrıntılı açıklaması bu sayfada indirilebilir.
1,7 ton fırlatma ağırlığına sahip 11,7 metre uzunluğundaki roket, kalkış ve iniş arasında 15 dakikanın biraz altında bir sürede maksimum 254 kilometre irtifaya ulaştı. Bilim deneylerini taşıyan yük, iticiler ayrıldıktan sonra bir irtifa parabolü uçurdu. Bir paraşütle yavaş indi ve helikopter tarafından kurtarıldı. Uçuş harekatını DLR Mobil Füze Üssü (MORABA) departmanı hazırladı ve yürüttü. Ayrıca kurtarma sistemi, servis modülü, soğuk gaz kontrol sistemi, ayırma ve ateşleme sistemleri, telemetri istasyonu, fırlatma rampası ve roket donanımı sağlar.
GraviPlax: Yerçekimi hücrelerin ve organizmaların görünümünü nasıl şekillendirdi?
Basit yapılarına rağmen tabak hayvanları – Trichoplax stickens – üst ve alt ayrımı yapabilirler, yani yerçekimini algılayabilirler. Boyutları sadece 0,5 milimetre olan bu deniz organizmalarının yaklaşık 450 örneği, MAPHEUS-9 görevinde bulunuyordu. Bilim adamları, ağırlıksızlığın tabak hayvanları nasıl etkilediğiyle özellikle ilgilendiler. “Organizmaların ağırlıksızlıktaki genetik tepkilerine bakıyoruz. Polariteden yani hücrelerimizin yapısından sorumlu olan gen gruplarına özellikle dikkat ederiz. Kutupluluk, kanser geliştiğinde kaybolur,” diye özetliyor DLR Havacılık ve Uzay Tıbbı Enstitüsü’nden yerçekimi biyoloğu Dr. Jens Hauslage. GraviPlax (Yerçekimi/Trichoplax) projesinde DLR, Hannover Veterinerlik Üniversitesi (TiHo) ve Melbourne’daki Avustralya La Trobe Üniversitesi’nden ekiplerle yakın işbirliği içinde çalışıyor. Hücreler üzerindeki etkilerini tam olarak anlamak için moleküler-biyolojik analizler yaparlar. Minik organizmalar, bu temel mekanizmaları incelemek ve daha iyi anlamak için gereken tüm önemli gen setlerine sahiptir.
GRASCHA: Granüller özelliklerini nasıl alırlar?
Granüller, toz, toprak veya çakıl gibi granüler katılardır. Fiziksel özelliklerini anlamak o kadar kolay değil. Çünkü bunlar, bir granülün ne kadar sıkı bir şekilde yığıldığına veya teknik jargonda “paketlendiğine” ve ne kadar sıkıştırıldığına veya sıkıştırıldığına bağlıdır. GRASCHA deneyinde (GRAyerli Sses ÇAırkçılaştırma veya GRAnolat SCHAll) granül olarak üç ila dört milimetre çapında küresel cam parçacıkları kullanılır. Bilimsel ekip, onların yardımıyla granül paketlerdeki mekanik stabilite kaybını açıklayan mevcut ve yeni teorileri test etmek istiyor. Uzayda Malzeme Fiziği Enstitüsü’nden DLR araştırmacısı Dr. Karsten Tell, “Granüllerin özelliklerini nasıl elde ettiklerine dair temel bir anlayış kazanma şansımız var” diye açıklıyor. “Bu, diğer şeylerin yanı sıra jeofizik alanında önemlidir. Örneğin yerin neden bazen birdenbire kaymaya başladığını anlamak istiyorsanız. Katı parçacıklardan başka bir şey içermez. Düzenlemelerindeki küçük değişiklikler, zeminin artık katı değil, daha çok sıvı gibi davranmasına neden olabilir.” Heyelanların yanı sıra çığlar da bu bilgi ile daha iyi açıklanabilir. Bulgular kimya ve ilaç endüstrilerinin de ilgisini çekebilir. Bunun nedeni, orada genellikle mümkün olduğunca işlemek, iletmek ve karıştırmak istediğiniz toz halindeki maddelerin kullanılmasıdır. Aynı durum inşaat sektöründeki kum ve çimento için de geçerlidir. MAPHEUS-9 uçuşu sırasındaki ağırlıksızlık aşaması, granül parçacıklarının birbirleriyle temas halinde olacak kadar gevşek bir şekilde düzenlenmesini mümkün kıldı. Bu durum, yerçekimi ve hidrostatik basınç nedeniyle dünyada yaratılamaz. En ufak bir titreşimde, granül paketi, teknik jargonda kesme modülü olarak adlandırılan ağırlıksız durumdaki stabilitesini kaybeder. Araştırmacıları en çok ilgilendiren tam da bu süreçtir. Bunu incelemek için sesin hızını ve kesme dalgalarını ölçerler. Bu, paketleme basıncı düşürüldüğünde kesme modülünün ne kadar hızlı azaldığını gösterir.
MARS: Sıfır yerçekiminde tozlarla 3D baskı
Üçüncü kez MARS deneyi (Mmetal bazlı Aiçin eklemeli üretim RVe Sağırlıksızlık uygulamaları) uzaya kısa yolculukta. Odak noktası, özellikle toz halindeki maddelerle ağırlıksız ortamda 3D baskıyı araştırmak için daha fazla çalışmaya odaklanmaktı. Uzayda Malzeme Fiziği Enstitüsü’nden DLR ekibi, daha önceki uçuşlarda metalik katı camdan yapılmış ilk iş parçasını üretmişti. Şimdi görev, süreci daha da optimize etmekti: DLR araştırmacısı Mélanie Clozel, “Asıl zorluk, tozu ağırlıksız veya çok az yerçekimi ile kısa sürede yüzeye eşit şekilde uygulamaktır” diye açıklıyor. “Deneyimizin ağırlıksızlığa doğru her uçuşunda, yaklaşımlarımızı daha da geliştirme ve test etme ve böylece teknik bilgimizi artırma fırsatına sahibiz.” Metalik katı cam, yüksek mukavemeti ve korozyon direnci ile karakterize edilir. Her ikisi de uzayda kullanım için önemli özelliklerdir. Gelecekte bileşenler, örneğin uzay istasyonlarında 3D baskı kullanılarak doğrudan uzayda da üretilebilir. Örneğin, toz haline getirilmiş kaya tozu olan Regolith, Ay’ın veya Mars’ın yüzeyinde bileşenler yapmak için de kullanılabilir.
SOMEX: Lazer büyüteç altındaki yumuşak madde
Deney platformu SOMEX (BU YÜZDENayak Msumak ESKİperiments), ağırlıksızlıkta yumuşak madde ile çeşitli deneyler yapılmasını sağlar. Ayrıca MAPHEUS-9 uçuş kampanyasının bir parçasıydı. Yumuşak madde, iki fazdan oluşan çeşitli malzemelerdir. Toplanmanın katı ve sıvı halleri arasındadırlar. Bunlara örneğin jeller ve sabun veya boya gibi viskoz sıvılar, granüller, köpükler ve ayrıca biyolojik hücreler dahildir. Lazer ölçüm yöntemlerinin yardımıyla, bilim adamları bu kez iki fiziksel olguyu takip ettiler: Araştırmacılar, yapay mikro yüzücülerin yardımıyla, canlı organizmalardan bilindiği şekliyle hareketin etkilerini daha iyi anlamak istiyorlar. Bu, örneğin bakteri kümelenmesini içerir. Bunu yapmak için, bir çözücü içinde yüzen küçük cam boncuklar kullandılar. Bunlar, ışığı çok güçlü bir şekilde emen bir kaplama ile sağlandı. Cam boncuklar bir lazerle ışınlanırsa, ışık veya ısı enerjisini emer ve hareket eder. GRASCHA deneyine ek olarak, granülleri de incelediler: Burada da granülatın ayrı ayrı parçacıklarının nasıl hareket ettiğine odaklanıldı. Bu şekilde, bu tür sistemlerin yapısı ve dinamikleri hakkında deneysel olarak yeni bilgiler edinilebilir ve teorik modellerle karşılaştırılabilir.
Deneylerin ayrıntılı açıklaması bu sayfada indirilebilir.