Nederlands getinte shuttlevlucht van start

The space shuttle Columbia
STS-107 met succes gelanceerd vanaf Cape Canaveral, Florida
17 januari 2003

Gisteren begon de Amerikaanse space shuttle Columbia aan een 16 dagen durende missie in de ruimte. Tijdens deze missie worden ook Europese technische en wetenschappelijke experimenten uitgevoerd. Drie daarvan zijn Nederlands.

STS-107 is de eerste puur wetenschappelijke shuttlevlucht in drie jaar tijd. In het ladingsruim van de shuttle bevindt zich de SPACEHAB Research Double Module, een onder druk gehouden compartiment, waarin de bemanning experimenten kan uitvoeren.

Shuttle configuration with Spacehab
Spacehab

Spacehab en het middendek van de shuttle herbergen 31 wetenschappelijke ladingen met meer dan tachtig experimenten. Bij deze experimenten - op het gebied van medische wetenschappen, ruimteonderzoek en techniek - zijn meer dan zeventig wetenschappers over de hele wereld betrokken.

Zeven van de 31 wetenschappelijke ladingen zijn gesponsord door ESA en zijn bedoeld ter voorbereiding van verder onderzoek aan boord van het internationaal ruimtestation. ESA sloot daartoe een ruilovereenkomst met de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA.

"Van onze kant is een Airbus Super Guppy beschikbaar gesteld om grote elementen van het in aanbouw zijnde internationaal ruimtestation in de VS te kunnen vervoeren," vertelt Jörg Feustel-Büechl, ESA’s directeur voor bemande ruimtevaart. "In ruil daarvoor brengt NASA nu 450 kg aan technische en wetenschappelijke experimenten voor ons omhoog."

Biopack
STS-107 bemanning

Zes van de zeven ESA-payloads bevatten experimenten op het gebied van medische en biowetenschappen, zoals de Advanced Protein Crystallisation Facility (APCF), de Advanced Respiratory Monitoring System (ARMS), Biobox, Biopack, de European Research in Space and Terrestrial Osteoporosis facility (ERISTO), en de Facility for Adsorption and Surface Tension studies (FAST). De zevende payload bevat het Combined 2 Phase Loop Experiment (COM2PLEX), een technologische demonstratie bedoeld voor het testen van nieuwe systemen voor de warmtehuishouding van satellieten.

"STS-107 is een zeer belangrijke missie voor Europa," zegt Marc Heppener, hoofd van ESA's International Space Station Utilisation and Microgravity Promotion Division. "We bouwen ermee voort op onze ervaring met Spacelab dat omhoog ging aan boord van eerdere shuttlevluchten, en bereiden er langduriger en nog veel diepgaander onderzoek aan boord van het internationaal ruimtestation mee voor."

Nederlandse experimenten

De STS-107 missie is ook voor Nederland van groot belang omdat er drie Nederlandse experimenten (AORTA, BONES en BIOKIN) en een grote hardware-bijdrage van de Nederlandse industrie (BIOPACK en MAMBA) op meevliegen. De Nederlandse wetenschappelijke bijdragen worden gecoördineert door het Programmabureau Extern Onderzoek, dat gevestigd is bij het nationaal instituut voor ruimteonderzoek SRON.

AORTA

Pilot William McCool training at ESTEC
Piloot William McCool tijdens een training op ESTEC, Noordwijk

Bij het experiment AORTA zal de totale zevenkoppige bemanning van de shuttlevlucht na terugkomst van de vlucht nauwlettend in de gaten worden gehouden door het team van fysioloog dr. John M. Karemaker (Universiteit van Amsterdam). Karemaker conrtroleert hun lichaamsfuncties zoals de ademhaling, de hartslag en de bloeddruk. Met name de bloeddruk wordt door gewichtloosheid beïnvloed.

Kennis hierover kan onder meer helpen bij het voorkomen van bloeddrukproblemen bij bedlegerige patiënten. Astronauten en bedlegerige patiënten hebben met elkaar gemeen dat hun bloedvolume daalt doordat het lichaam zich aanpast aan situaties waarbij fysiologische systemen niet of nauwelijks belast worden. Bij het opstaan uit bed, of bij terugkomst op aarde, heeft het lichaam moeite met de regulatie van bloeddruk en hartslag. Dat kan leiden tot flauwvallen. Maar niet iedereen heeft hier evenveel last van. En dat is nu juist waar dit onderzoek zich op richt, die individuele verschillen.

Karemaker wil proberen te voorspellen welke astronaut meer problemen met de bloeddrukregeling zal hebben en welke minder. Dit voorspellen gaat natuurlijk wetenschappelijk verantwoord, op basis van een computermodel dat de mogelijke reacties van het lichaam op de hervonden zwaartekracht beschrijft.

Na invulling van de individuele gegevens van een astronaut of een patiënt moet het model kunnen voorspellen of er problemen te verwachten zijn. Zulke individuele gegevens over bloeddrukregeling worden in het laboratorium gemeten in een uitgekiend testprotocol.

Astronaut training at ESTEC
Astronaute Laurel Blair Salton Clark traint met Biopack

Alle zeven astronauten hebben in januari en oktober 2002 in het Amsterdamse AMC dit testprotocol ondergaan. De proef op de som komt wanneer de STS-107 Space Shuttle landt. Dan wordt aan de astronauten gevraagd om 10 minuten te blijven staan. Er wordt gekeken of de voorspellingen over wie dat wel en wie dat niet zou kunnen ook kloppen. Het computermodel kan hierdoor nog verder verfijnd worden. Op den duur zullen artsen daardoor beter in kunnen spelen op problemen met de bloeddrukregeling, niet alleen bij astronauten, maar met name ook bij bedlegerige patiënten op aarde.

BONES

Langdurig verblijf in de ruimte heeft ontkalking van de botten tot gevolg. Dr. J. Paul Veldhuijzen (Vrije Universiteit, Amsterdam) probeert de mechanismen die hieraan ten grondslag liggen, te ontsluieren. Dit kan bijdragen aan kennis over immobilisatie osteoporose, botverlies dat bij het ouder worden optreedt door een verminderde mobiliteit. Deze vorm van osteoporose heeft, naast ernstige gevolgen in de persoonlijke sfeer, door de toenemende vergrijzing ook steeds meer economische gevolgen.

Twee processen spelen een rol bij botontkalking: mineralisatie en demineralisatie, oftewel de opbouw en de afbraak van mineralen (o.a. calcium) in het bot. Deze twee processen spelen zich constant, en in evenwicht met elkaar, af in gezonde botten. Veldhuijzen richt zich juist op het demineralisatieproces en de invloed van micro-zwaartekracht hierop. Een proces waarbij osteoclasten, mineraalafbrekende cellen, een belangrijke rol spelen.

Het experiment BONES zal ook worden uitgevoerd door de Nederlandse arts en astronaut André Kuipers, tijdens zijn dit najaar uit te voeren vlucht naar het internationaal ruimtestation.

BIOKIN

STS-107 crew at ESTEC for training
De bemanning van STS-107 tijdens de training bij ESTEC

Met het derde Nederlandse experiment aan boord van STS-107, onder leiding van drs. Jaap van der Waarde (Bioclear, Groningen), kunnen de mogelijkheden van biologische luchtfilters bij bemande ruimtevluchten verder worden uitgewerkt.

Het gaat hier om filters die de lucht kunnen zuiveren en recyclen met behulp van bacteriën. Voordat dit werkelijkheid is, moeten de effecten van microzwaartekracht op de bacteriën bekend zijn. Dat wil zeggen dat de natuurkundige en biologische principes die hieraan ten grondslag liggen in kaart moeten worden gebracht.

De resultaten van dit onderzoek zullen worden gebruikt bij het verder ontwerpen van een biologisch luchtfilter dat kan worden toegepast in de bemande ruimtevaart.

BIOPACK

Biopack
BIOPACK

Ruimte aan boord van de Space Shuttle, maar ook het internationale ruimtestation ISS, is kostbaar. Hierdoor is de ruimte voor wetenschappers om hun experimenten te kunnen doen, beperkt. Vandaar dat het noodzakelijk is met zo klein mogelijke apparatuur zo veel mogelijk te kunnen doen.

Het Nederlandse Bradford Engineering (Heerle) heeft hiervoor BIOPACK ontwikkeld: het biedt wetenschappers een faciliteit voor biologisch onderzoek onder verschillende condities (o.a. temperatuur en zwaartekracht). Het is speciaal ontwikkeld om kleine biologische samples, zoals weefselkweken, kleine plantjes of insecten te herbergen.

Wat de BIOPACK nog interessanter maakt, is dat het een geautomatiseerde onderzoeksfaciliteit is: er kunnen autonome experimenten gedaan worden met minimale interventie van astronauten. De STS-107 vlucht zal de eerste vlucht zijn voor de BIOPACK.

Copyright 2000 - 2014 © European Space Agency. All rights reserved.