BioSentinel

BioSentinel es una nave espacial CubeSat de bajo costo en una misión de astrobiología que utiliza levadura en gemación para detectar, medir y comparar el impacto de la radiación del espacio profundo en la reparación del ADN durante un largo período de tiempo más allá de la órbita terrestre baja . ^{[ 1 ] [ 4 ]}

Seleccionada en 2013 para un lanzamiento en 2022, la nave espacial operará en el entorno de radiación del espacio profundo durante su misión de 18 meses. ^{[ 5 ]} Esto ayudará a los científicos a comprender la amenaza para la salud que representan los rayos cósmicos y el entorno del espacio profundo para los organismos vivos y a reducir el riesgo asociado con la exploración humana a largo plazo, ya que la NASA planea enviar humanos más lejos en el espacio que nunca antes. ^{[ 4 ] [ 5 ]} La nave espacial fue lanzada el 16 de noviembre de 2022 como parte de la misión Artemis 1. ^{[ 2 ]} En agosto de 2023, la NASA extendió la misión de BioSentinel hasta noviembre de 2024. ^{[ 6 ]} En 2024, la misión se extendió hasta por 10 meses adicionales, o tan tarde como septiembre de 2025. ^{[ 7 ]}

La misión fue desarrollada por el Centro de Investigación Ames de la NASA .

BioSentinel es una de las diez misiones CubeSat de bajo costo que volaron como cargas útiles secundarias a bordo de Artemis 1 , el primer vuelo de prueba del Sistema de Lanzamiento Espacial de la NASA . ^{[ 8 ]} La nave espacial fue desplegada en el espacio cislunar como la primera misión de la NASA para enviar organismos vivos más allá de la órbita terrestre baja desde el Apolo 17 en 1972. ^{[ 9 ]}

El objetivo principal de BioSentinel es desarrollar un biosensor utilizando un organismo modelo simple ( levadura ) para detectar, medir y correlacionar el impacto de la radiación espacial en organismos vivos durante largos períodos más allá de la órbita terrestre baja (LEO) y en la órbita heliocéntrica. Si bien se han logrado avances con simulaciones, ningún laboratorio terrestre puede replicar el entorno único de la radiación espacial. ^{[ 4 ] [ 5 ]}

El biosensor BioSentinel utiliza la levadura Saccharomyces cerevisiae para detectar y medir la respuesta al daño del ADN tras la exposición al entorno de radiación del espacio profundo. ^{[ 10 ]} Se seleccionaron dos cepas de levadura para esta misión: una cepa de tipo silvestre competente en la reparación del ADN y una cepa defectuosa en la reparación de roturas de doble cadena del ADN (DSB), lesiones deletéreas generadas por la radiación ionizante. La levadura se seleccionó no solo por su historial de vuelo, sino también por sus similitudes con las células humanas, especialmente sus mecanismos de reparación de DSB. ^{[ 1 ]} El biosensor consta de cepas de levadura específicamente modificadas y un medio de cultivo que contiene un colorante indicador metabólico. Por lo tanto, el crecimiento del cultivo y la actividad metabólica de las células de levadura indican directamente la reparación exitosa del daño del ADN. ^{[ 1 ] [ 5 ]}

Tras completar el sobrevuelo lunar y la comprobación de la nave espacial, la fase de la misión científica comenzará con la humectación del primer conjunto de pocillos que contienen levadura con medios especializados. ^{[ 5 ]} Se activarán varios conjuntos de pocillos en diferentes momentos durante los 18 meses de la misión. Se activará un conjunto de pocillos de reserva en caso de que se produzca un evento de partículas solares (SPE). Se prevé una dosis ionizante total aproximada de 4 a 5 krad . ^{[ 1 ] [ 11 ]} Los datos científicos de la carga útil y la telemetría de la nave espacial se almacenarán a bordo y posteriormente se descargarán a tierra. ^{[ 5 ]}

Las mediciones biológicas se compararán con los datos proporcionados por los sensores de radiación y los dosímetros a bordo.

Además, se han desarrollado dos cargas útiles BioSentinel idénticas: una para la Estación Espacial Internacional (EEI), que se encuentra en condiciones de microgravedad similares pero en un entorno de radiación relativamente baja, y otra para su uso como control terrestre síncrono retardado en gravedad terrestre y, debido al campo magnético terrestre , en radiación a nivel de la superficie terrestre. La carga útil en la EEI se calentó y rehidrató en enero de 2022, y la que está en la superficie terrestre, semanas después. Estas cargas ayudarán a calibrar los efectos biológicos de la radiación en el espacio profundo con respecto a mediciones análogas realizadas en la Tierra y en la EEI. ^{[ 1 ] [ 5 ]}

La nave espacial BioSentinel consistirá en un formato de bus CubeSat 6U , con dimensiones externas de 10 cm × 20 cm × 30 cm (3,9 pulg. × 7,9 pulg. × 11,8 pulg.) y una masa de aproximadamente 14 kg (31 lb) . ^{[ 1 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 12 ] [ 13 ]} En el lanzamiento, BioSentinel reside dentro de la segunda etapa del vehículo de lanzamiento desde el cual se despliega a una trayectoria de sobrevuelo lunar y a una órbita heliocéntrica que sigue a la Tierra .            

Del volumen total de 6 Unidades, 4 Unidades albergarán la carga útil científica, incluyendo un dosímetro de radiación y un espectrómetro de 3 colores dedicado para cada pozo; 0,5U albergarán el ADCS (Subsistema de Determinación y Control de Actitud), 0,5U albergarán la aviónica EPS (Sistema de Energía Eléctrica) y C&DH (Comando y Manejo de Datos), y 1U albergará el conjunto del propulsor de control de actitud , que será impreso en 3D en una sola pieza: tanques de propulsor de gas frío (DuPont R236fa ), líneas y siete boquillas. El uso de la impresión 3D también permite la optimización del espacio para un mayor almacenamiento de propulsor ( 165 g (0,364 lb) ). ^{[ 10 ] [ 14 ]} El empuje de cada boquilla es de 50 mN y un impulso específico de 31 segundos. ^{[ 14 ]} El sistema de control de actitud está siendo desarrollado y fabricado por el Instituto Tecnológico de Georgia .  

La energía eléctrica se generará mediante paneles solares desplegables con una potencia nominal de 30 vatios , y las telecomunicaciones se basarán en el transpondedor Iris en banda X. ^{[ 1 ]}

La nave espacial está siendo desarrollada por el Centro de Investigación Ames de la NASA (AMR), en colaboración con el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA (JPL), el Centro Espacial Johnson de la NASA (JSC), el Centro de Vuelos Espaciales Marshall de la NASA (MSFC) y la Sede Central de la NASA . ^{[ 1 ] [ 4 ]}

Los 10 CubeSats que vuelan en la misión Artemis 1

• La misión Near-Earth Asteroid Scout de la NASA era una nave espacial con vela solar que tenía como objetivo encontrarse con un asteroide cercano a la Tierra (misión fallida).
• BioSentinel es una misión de astrobiología.
• LunIR de Lockheed Martin Space
• Cubo de hielo lunar , por la Universidad Estatal de Morehead
• CubeSat para partículas solares (CuSP)
• El Mapeador de Hidrógeno Polar Lunar (LunaH-Map), diseñado por la Universidad Estatal de Arizona.
• EQUULEUS , presentado por JAXA y la Universidad de Tokio
• OMOTENASHI , presentado por JAXA, era un módulo de aterrizaje lunar (misión fallida).
• ArgoMoon , diseñado por Argotec y coordinado por la Agencia Espacial Italiana (ASI).
• Team Miles , de Fluid and Reason LLC, Tampa, Florida.

Las 3 misiones CubeSat eliminadas de Artemis 1

• La linterna lunar cartografiará el hielo de agua expuesto en la Luna.
• Exploradores Cislunares , Universidad de Cornell , Ithaca, Nueva York
• Explorador de Escape Terrestre (CU-E ³ ), Universidad de Colorado Boulder

misiones de astrobiología

• Bion
• BIOPAN
• Programa de biosatélites
• Lista de microorganismos analizados en el espacio exterior.
• O/OREOS
• Cubo OREO
• Tanpopo

• Hoja informativa de BioSentinel , en la NASA.