阿尔忒弥斯一号将发射首个深空生物学任务

准备从佛罗里达州的美国宇航局肯尼迪航天中心发射Artemis I，BioSentinel(鞋盒大小的CubeSat)将在深空进行首次长期生物学实验。

阿尔忒弥斯在月球上的任务将使人类为前往火星等目的地进行越来越远和更长时间的任务做好准备，而BioSentinel将以酵母的形式携带微生物，以填补有关太空辐射造成的深空健康风险的知识的关键空白。

太空辐射就像一场纳米级的拆迁德比。高能银河宇宙射线和太阳粒子爆发渗透到深空。这些类型的辐射会对电子设备和活细胞造成严重破坏。

BioSentinel的主要工作是监测酵母的生命体征，以了解它们在暴露于深空辐射时的表现。由于酵母细胞具有与人类细胞相似的生物学机制，包括DNA损伤和修复，因此仔细检查太空中的酵母将有助于我们更好地了解太空辐射对人类和其他生物有机体的风险，并帮助我们计划载人探索月球及更远的地方。具体来说，BioSentinel将研究暴露于低地球轨道以外的高辐射环境后的酵母细胞生长和代谢活动。

BioSentinel是10个次要有效载荷之一 - 所有这些都是六单元立方体卫星 - 有难得的机会在Artemis I上搭便车前往深空。这些卫星安装在太空发射系统(SLS)火箭上的猎户座级适配器内。一旦被弹射到太空，他们将进行科学和技术调查。在这个精选组中，BioSentinel是唯一进行生命科学实验的CubeSat。

“BioSentinel是同类产品中的第一个，”加州硅谷NASA艾姆斯研究中心BioSentinel项目经理Matthew Napoli说。“它将比以往任何时候都更远地将生物体带入太空。这真的很酷!

远方

到目前为止，阿波罗17号登月任务保持着人类深空飞行持续时间最长的记录;1972年的任务持续了12.5天，远远短于未来需要数年才能完成的火星任务。阿波罗17号还携带了美国宇航局最新的实验，以研究低地球轨道以外的太空中的地球生命。没有任何空间生物学实验 - 也没有宇航员 - 超越地球 - 月球系统，生物哨兵的目的地。

在发射后的几个小时内，SLS将在太空中部署BioSentinel。几天后，立方体卫星将飞越月球，并围绕太阳运行六到九个月的剩余任务。一旦到达那里，BioSentinel的团队将定期启动为期一周的酵母研究。BioSentinel将使用NASA位于南加州的喷气推进实验室开发的无线电，通过NASA的深空网络将数据发送到地球。

新型生物传感器仪器是BioSentinel使命的关键组成部分。生物传感器是一个微型生物技术实验室，旨在测量活酵母细胞对长期暴露于太空辐射的反应。其核心是一组微流体卡 - 允许控制极小体积液体流量的定制硬件。这些卡片为酵母提供了栖息地，并为科学家提供了一种实时观察它们的方法。

BioSentinel的生物传感器技术基于为以前的CubeSat任务开发的微流体系统。最近的前身是美国宇航局的大肠杆菌抗菌卫星(EcAMSat)，该卫星于2017年飞行。这颗卫星从国际空间站部署到低地球轨道，以研究抗生素如何有效地对抗太空飞行中的细菌的遗传基础。

美国宇航局休斯顿约翰逊航天中心开发的物理辐射探测器仪器与BioSentinel的生物传感器一起运行。它表征和测量辐射，其结果将与生物传感器的生物反应进行比较。来自空间站和艾姆斯实验室中BioSentinel相同仪器的数据将用于检查和比较酵母在不同重力和辐射环境中的反应。

小型卫星子系统变得更小

2013年，艾姆斯发射了月球小型卫星任务，月球大气和尘埃环境探测器。虽然LADEE没有进行生命科学研究，但它帮助BioSentinel铺平了前进的道路。BioSentinel的大部分团队都在为LADEE工作。他们受益于在月球附近开发和操作航天器任务的经验。

“该团队希望在BioSentinel和工程师交付的飞机上为科学有效载荷提供尽可能多的空间，”那不勒斯说。“LADEE有更多的航空电子设备空间。一个很大的挑战是小型化。

LADEE比家用冰箱还大。BioSentinel的工程师在一个小体积中塞满了许多子系统。它的航空电子设备大致相当于半加仑牛奶盒的大小和形状。

“现在我们有一个CubeSat总线 - 运行航天器的子系统 - 足够小，可以在航天器内留下三分之二的体积用于科学有效载荷。这绝对是一件大事，“那不勒斯说。

BioSentinel以艾姆斯的历史为基础，结合了该中心在空间生物学研究和小型卫星技术方面的优势。艾姆斯在研究太空生命方面拥有数十年的经验，包括航天飞机、空间站和自由飞行卫星的研究。BioSentinel由NASA的探索系统开发任务理事会资助，超过100名工程师和科学家参与了该项目。他们的贡献将有助于推进NASA在未来深空探索任务中保护宇航员健康和表现的目标。