Polaris Dawn, de particuliere SpaceX-missie die momenteel in een baan om de aarde draait, heeft sinds de lancering op 10 september al verschillende records gevestigd. Slechts enkele uren na de lancering bereikte het Crew Dragon-ruimtevaartuig van de missie een hoogte van 1.400 kilometer, de hoogste baan boven de aarde die ooit door een bemand ruimtevaartuig werd bereikt. Dit is het verste dat mensen van de aarde hebben gereisd sinds NASA's Apollo-missies eind jaren zestig en begin jaren zeventig. Vandaag hebben twee bemanningsleden, de Amerikaanse ondernemer Jared Isaacman en SpaceX-ingenieur Sarah Gillis, de eerste commerciële ruimtewandeling voltooid op een hoogte van ruim 700 kilometer.

"Thuis is er veel te doen, maar de aarde ziet er vanaf hier echt uit als een perfecte wereld", zei Isaacman terwijl hij zijn hoofd en romp uit het luik van het ruimtevaartuig stak, ter voorbereiding op zijn ruimtewandelingsmanoeuvres.

Hoewel deze mijlpalen indrukwekkend zijn, voor wetenschappers dieNatuurWat de missie zou kunnen betekenen voor de toekomst van de ruimteverkenning is zelfs nog fascinerender. Met burgers en vluchten die steeds vaker de ruimte in vliegen zullen er meer mogelijkheden zijn om experimenten met microzwaartekracht uit te voeren en de grenzen van de menselijke ruimtevaart te verkennen.

“Het is waarschijnlijk de meest opwindende tijd in de ruimtevaart sinds de jaren zestig”, zegt Christopher Mason, een geneticus aan het Weill Cornell Medical College in New York City, die leiding geeft aan de Space Omics and Medical Atlas (SOMA), een belangrijk archief met biomedische gegevens van astronauten. “Nu hebben we ruimtepakken, ruimteschepen en een missie die allemaal afkomstig zijn van een particulier bedrijf, SpaceX, en dat is echt de eerste keer dat we dit allemaal hebben, onafhankelijk van welke organisatie dan ook in de ruimtevaart.”

Ruimtemechanica

Het vermogen van burgers om een ​​ruimtewandeling te maken zou zelfs meer mogelijkheden kunnen betekenen voor het repareren van wetenschappelijke apparatuur in de ruimte. In 2022 stelde Isaacman voor dat NASA een bemande SpaceX-missie zou gebruiken om de Hubble-ruimtetelescoop van het bureau in een hogere baan te lanceren om de levensduur ervan te verlengen. De telescoop is al 34 jaar in de ruimte en zal geleidelijk naar beneden dalen totdat hij opbrandt in de atmosfeer van de aarde. NASA heeft het voorstel tijdelijk afgewezen, daarbij verwijzend naar de potentieel catastrofale risico's voor zowel Hubble als de bemanning.

Maar met het succes van de huidige ruimtewandeling – ook wel extravehiculaire activiteit (EVA) genoemd – is het idee van een particulier bedrijf dat dergelijke moeilijke ruimteoperaties uitvoert veel plausibeler geworden. “Als Polaris Dawn volledig succesvol is met zijn commerciële EVA, zal dat een stap voorwaarts zijn, en misschien genoeg om NASA te overtuigen”, zegt Laura Forczyk, directeur van ruimteadviesbureau Astralytical in Atlanta, Georgia.

Die vier Mitglieder der Polaris Dawn Crew am Kennedy Space Center.

Ondertussen zal Polaris Dawn de komende dagen wetenschappelijke resultaten opleveren nadat het in de Golf van Mexico of de Atlantische Oceaan is geland. Het Crew Dragon-ruimtevaartuig van de missie, deWeerstandbevat 36 experimenten, bijgedragen door 31 verschillende instellingen uit Canada, Saoedi-Arabië en de Verenigde Staten, waarvan er vele zich richten op de gezondheid van astronauten. “We kunnen veel leren”, zei Isaacman op een persconferentie van 19 augustus. “Als we op een dag Mars bereiken, willen we graag teruggaan en gezond genoeg zijn om erover te rapporteren.”

Meer bemanningen, meer gegevens

Polaris Dawn is de eerste van drie geplande Polaris-missies die worden gefinancierd en geleid door Isaacman, CEO van betalingsverwerkingsbedrijf Shift4, gevestigd in Center Valley, Pennsylvania. Eén doel van het Polaris-programma is het bevorderen van de menselijke ruimtevluchtambities van het in Hawthorne, Californië gevestigde SpaceX. De derde Polaris-missie zal de eerste bemande vlucht zijn van Het ruimteschip van SpaceX be, een volledig herbruikbare megaraket die NASA de komende jaren zal gebruiken om astronauten naar het maanoppervlak te vervoeren als onderdeel van hun ambitieuze Artemis-programma heeft gepland.

Vóór dit alles test Polaris Dawn enkele fundamentele aspecten. Om te beginnen introduceerde het het EVA-pak van SpaceX, het eerste pak van het bedrijf dat was ontworpen om mensen te beschermen tegen het vacuüm van de ruimte. Gillis en Isaacman droegen de pakken tijdens hun ruimtewandeling. "Het is ons niet ontgaan", zei Isaacman op de persconferentie van 19 augustus, dat "op een gegeven moment iemand een versie" van het pak zou kunnen dragen tijdens een Marswandeling.

Daarnaast onderzoekt de missie de gezondheid van de bemanningsleden aan boord. “Ruimtevlucht is gewoon een enorme stressfactor”, zegt Jimmy Wu, adjunct-directeur van het Translational Research Institute for Space Health (TRISH) aan het Baylor College of Medicine in Houston, Texas, dat medische gegevens verzamelt van commerciële ruimtereizigers, waaronder de bemanning van Polaris Dawn.

Onderzoekers zijn van mening dat particuliere bemande ruimtevluchten antwoorden zullen opleveren over de manier waarop ruimtevaart de gezondheid sneller beïnvloedt dan door de overheid geleide missies met getrainde astronauten, omdat ze vaker opstijgen. "Het is heel moeilijk om astronauten te bestuderen, omdat het zo lang duurt om zelfs maar tien of twaalf van hen door missies van zes maanden te loodsen", zegt Leigh Gabel, een kinesioloog aan de Universiteit van Calgary in Canada, die de effecten van microzwaartekracht op de gezondheid van de botten bestudeert. “Privéruimtevaart zou ons een echte voorsprong kunnen geven.”

Hoe het lichaam omgaat met ruimte

Gabe's team zal röntgenfoto's met hoge resolutie maken van de polsen en enkels van de Polaris Dawn-bemanning zodra ze terugkeren naar de aarde om de effecten van enkele dagen microzwaartekracht op de botstructuur te meten. Haar eerdere werk met astronauten die tijd doorbrachten in het Internationale Ruimtestation heeft aangetoond dat maanden in microzwaartekracht de interne structuur van ondersteunende botten, zoals die in de benen, kunnen verzwakken, waardoor ze zelfs een jaar na terugkeer op aarde niet volledig kunnen herstellen. 1

Verschillende onderzoekers gebruiken Polaris Dawn om beter te begrijpen wat er gebeurt met het ruimte-geassocieerd neuro-oculair syndroom (SANS), een aandoening waarbij astronauten permanente veranderingen – en zelfs schade – aan hun gezichtsvermogen ervaren. Wetenschappers vermoeden dat SANS afkomstig is van opgehoopt vocht in het oog dat normaal gesproken wegvloeit door de zwaartekracht van de aarde. In samenwerking met oogarts Prem Subramanian en ruimtegezondheidsonderzoeker Allie Hayman van de Universiteit van Colorado Boulder dragen de bemanningsleden van Polaris Dawn elk een ‘slimme’ contactlens die de vloeistofdruk in het oog kan registreren.

Andere onderzoekers zullen de effecten van blootstelling aan ruimtestraling - hoogenergetische geladen deeltjes - op het lichaam bestuderen door DNA, RNA en andere biomonsters van de Polaris Dawn-crew te analyseren. Belangrijk is dat Polaris Dawn de eerste keer is dat veel van deze analyses zullen worden uitgevoerd op hetzelfde ruimtevaartuig tijdens twee verschillende missies: Isaacman nam ook deel aan SOMA- en TRISH-onderzoek toen hij het bevel voerde over Inspiration4, een volledig civiele orbitale missie die in 2021 door SpaceX werd uitgevoerd.

Isaacman is ‘een van de meest gekarakteriseerde mensen die ooit heeft bestaan’, zegt Mason. "Het is de beste kans die we hebben om te begrijpen wat er met het lichaam gebeurt voordat je de ruimte in gaat, en wat er vervolgens met het lichaam gebeurt elke keer dat je de ruimte in gaat."