Experimente in der Mikrogravitation

RUAG Space arbeitet eng mit der Europäischen Raumfahrtagentur und Wissenschaftlern aus aller Welt an bahnbrechenden Projekten, die die Grenzen der Weltraumforschung weiter verschieben.
Als wichtiger Partner in der Weltraum- und Low-Orbit-Exploration baut und startet RUAG Space seit 30 Jahren komplexe Mikrogravitations-Experimente.
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Lieferung des PADIAC-Experiments durch Soyuz TMA-01M an Bord der ISS (Quelle: ESA)

Mikrogravitation ist der Zustand, in dem Menschen oder Objekte scheinbar schwerelos sind. Die Auswirkungen der Mikrogravitation lassen sich beobachten, wenn Astronauten und Objekte im Weltraum schweben. Im Laufe der Jahre hat RUAG Space dank seiner fortschrittlichen Fähigkeiten und Fertigkeiten im Bereich der mechatronischen, fluidischen und thermischen Steuerung, aber auch dank seines tiefen Verständnisses für die Bedingungen im Weltraum, eine Expertise für Weltraum-Mikrobioreaktoren entwickelt. Solche Experimente werden entwickelt und durchgeführt, um der wissenschaftlichen Gemeinschaft einen Wirt zu bieten, zum Beispiel an Bord der ISS, der die wissenschaftlichen Anforderungen unter Weltraumbedingungen erfüllen kann. Ein Weltraum-Bioreaktor ist ein System, in dem Zellen, Mikroorganismen oder Gewebe in einer kontrollierten Umgebung (PH, Temperatur, O2, Nährstoffe, etc.) unter Weltraumbedingungen der Mikrogravitation kultiviert werden.

Mit seinen Bioreaktoren unterstützt RUAG Space die Entwicklung und Nutzung von Weltraumanwendungen zur Verbesserung der Lebensqualität der Bürger, heute und morgen. Mit der Entwicklung von Mikrogravitationsexperimenten unterstützt RUAG Space vollumfänglich den Swiss Space Implementation Plan und dessen Absicht, die Explorationsprogramme, insbesondere die wissenschaftliche Nutzung der ISS, voranzutreiben.

Einige Anwendungen:

3D-Endothelzell-Bioreaktor (ISS)

Integration des SPHEROIDS-Experiments

3D-Endothelzell-Bioreaktor (ISS)

  • Ziel des Experiments: Bestimmung der Auswirkungen der Mikrogravitation auf die Funktion von Endothelzellen, ihr Differenzierungsprogramm und die Erforschung einer möglichen Blutgefässbildung
  • Partner: Spacetek (CH)
  • Technische Herausforderungen:
    • Kulturkammern (15ml) für 3D-Säugetierzellwachstum, einschliesslich passivem Mischen und externem Membranbelüftungssystem
    • Automatisiertes System zur Probenahme, Fütterung und Fixierung (RNAlater, PFA oder andere), das die Morphologie der Aggregate erhält.
  • Flug: SpaceX CRS-8 (ISS) 2016

Sämlingskultivierung (Sounding Rocket)

Integration des BIM-Experiments

Sämlingskultivierung (Sounding Rocket)

  • Ziel des Experiments: Untersuchung des Verhaltens von Proteinen in Pflanzenwurzeln unter Mikrogravitationsbedingungen
  • Partner: Universität Freiburg (DE), Swedish Space Corporation SSC (Schweden)
  • Technische Herausforderungen:
    • Thermisch und druckreguliertes Modul mit 36 Experimentkassetten (inkl. 1-g auf Zentrifuge)
    • Kippsystem für Kassetten, um den künstlichen Schwerkraftvektor mit der Richtung der Wurzelspitzen auszurichten
    • Injektionssytem von Fixierflüssigkeiten (PFA, RNAlater, etc.) für jede Kassette
  • Flug: Parabelflüge, Sounding Rocket (MASER 13, 2015)

Fotobioreaktor BIORAT

Leiterplattenmodell des BIORAT-Experiments

Fotobioreaktor BIORAT

  • Ziel des Experiments: Demonstration der Lebenserhaltungstechnologie, die für die Regeneration der Atmosphäre eines menschlichen Habitats im Weltraum konzipiert ist, d.h. CO2 einfangen und Sauerstoff freisetzen
  • Partner: Qinetiq Space (BE), UCA (FR)
  • Technische Herausforderungen:
    • Sauerstoffproduktion basierend auf der Photosynthese von Algen, die in einem Bioreaktor kultiviert werden
    • CO2- und O2-Gasaustausch auf Basis von Membranmodulen
    • Langzeitexperiment unter axenischen Bedingungen
    • Verhalten von Schwebealgen und Feuchtigkeitsmanagement in der Mikrogravitation
  • Flug: noch zu planen

Hier erfahren Sie mehr über Bioreaktoren

Kontakt

Christopher Martin

christopher.martin@ruag.com

Chemin de la Vuarpillière 29, 1260 Nyon, Switzerland