Lansare de la Cape Canaveral (KSC) și aterizare pe Cape Canaveral (KSC), pista 33.

misiunii

Spacelab-J - o misiune comună NASA și Agenția Națională de Dezvoltare a Spațiului din Japonia (NASDA) care utilizează un modul Spacelab echipat - a efectuat investigații de microgravitație în materiale și științe ale vieții. Echipajul internațional, format din primul astronaut japonez (Mamoru Mohri) care a zburat la bordul Shuttle, prima femeie afro-americană (Mae Jemison) care a zburat în spațiu și, contrar politicii normale a NASA, primul cuplu căsătorit care a zburat pe aceeași misiune spațială (Mark Lee și Jan Davis), a fost împărțită în echipe roșii (Curtis Brown, Mark Lee și Mamoru Mohri) și albastre (Jerome Apt, Jan Davis și Mae Jemison) pentru operațiuni non-stop. Spacelab-J a inclus 24 de experimente în știința materialelor și 20 de științe ale vieții, dintre care 35 au fost sponsorizate de NASDA, 7 de NASA și 2 eforturi de colaborare.

Spacelab a fost un laborator presurizat de 23 de picioare (7,0 metri) construit de Agenția Spațială Europeană special pentru efectuarea de experimente într-un mediu cu cămașă la bordul Navetei Spațiale. Pentru Spacelab-J, a fost utilizat modulul lung. Acesta conținea o serie de rafturi pentru echipamente care dețin cuptoare, stații de lucru pentru computer și biologice, incubatoare biologice, dulapuri de depozitare și alte echipamente pentru a efectua experimente în spațiu. Spațiul suplimentar de depozitare și experimentele au fost amplasate în cabina echipajului orbitatorului, la mijlocul punții.

Investigațiile științei materialelor au acoperit domenii precum biotehnologia, materialele electronice, dinamica fluidelor și fenomenele de transport, ochelarii și ceramica, metalele și aliajele, precum și măsurătorile de accelerație.

Creșterea cristalelor de proteine: acest domeniu de cercetare urmărește să dezvolte cristale proteice de calitate superioară celor dezvoltate pe Pământ și să înțeleagă ordinea lor cristalină internă. Cristalele de proteine ​​din misiunea Spacelab-J au fost cultivate în două instrumente științifice, fiecare bazându-se pe o tehnică diferită pentru a promova cristalizarea: difuzia vaporilor și difuzia lichid/lichid.
Proteinele sunt compuși aminoacizi complecși prezenți în toate formele de viață. Ei îndeplinesc numeroase roluri critice în procesele biochimice. Dacă oamenii de știință pot determina modul în care funcționează proteinele, pot fi dezvoltate medicamente noi și îmbunătățite.
Funcțiile majorității moleculelor organice sunt determinate de structura lor tridimensională. Dacă oamenii de știință pot determina structura unei proteine, aceste cunoștințe pot permite dezvoltarea de medicamente și produse sintetice noi și îmbunătățite.

În experimentele cu materiale electronice, cinci tipuri de cristale semiconductoare au fost cultivate folosind patru cuptoare specializate - cuptorul de încălzire cu gradient, cuptorul de imagine, cuptorul de creștere a cristalelor și cuptorul de încălzire continuă. Semiconductorii s-au topit și s-au solidificat încet pentru a obține cristal de înaltă calitate.
Cristalele rezultate au fost returnate pe Pământ pentru un studiu aprofundat și pot duce la o mai bună înțelegere a fabricării unor cristale similare pe Pământ. Acest lucru poate duce în cele din urmă la semiconductori și supraconductori îmbunătățiți și la componente electronice mai eficiente.

Experimentele privind dinamica fluidelor și fenomenele de transport au fost studiate fizica subiacentă la locul de muncă atunci când fluidele au fost supuse unor condiții diferite în condiții de microgravitație.
Picăturile lichide au fost levitate și manipulate folosind unde sonore în experimentul Dinamica picăturilor în spațiu și interferența cu câmpul acustic.
Alte două experimente - Studiul comportamentului cu bule și convecția indusă de Marangoni în prelucrarea materialelor sub microgravitate - au fost studiate convecția Marangoni, mișcarea fluidului cauzată de variațiile tensiunii superficiale între regiunile de diferite temperaturi.
Pe Pământ, lichidele sunt afectate de convecția condusă de flotabilitate. Când un lichid este încălzit, lichidele mai ușoare cresc și lichidele mai grele cad. În microgravitație, acest lucru este mult mai slab, permițând studierea convecției Marangoni sau a tensiunii superficiale. Convecția Marangoni este unul dintre multele fenomene care trebuie înțelese mai bine pentru ca tehnicile de procesare a materialelor să devină mai eficiente.

Noi tipuri de pahare și ceramică pot fi, de asemenea, dezvoltate prin metode de procesare fără containere. Experimentul Pregătirea materialelor optice utilizate în regiunea non-vizibilă a creat o sticlă care nu este pe bază de silicon, precum cea utilizată în dispozitivele de detectare cu infraroșu, cum ar fi lentilele telescopice.
Acest lucru a fost realizat într-un cuptor de levitație acustică. Acest cuptor a folosit unde sonore pentru a suspenda, combina și topi ingredientele în microgravitate. A format un pahar după răcire. Procesarea fără containere elimină posibilitatea introducerii impurităților, ducând probabil la ochelari care vor transmite mai multă lumină.
Cuptorul cu imagini a fost, de asemenea, utilizat pentru două experimente de sticlă și ceramică. Experimentul Comportamentul temperaturii ridicate al sticlei a colectat date despre procesele fizice din spatele topirii sticlei. Creșterea cristalului de samarskit în microgravitate a produs un compus mineral rar pentru a înțelege mai bine proprietățile sale și posibila utilitate.

O serie de zece experimente de metale și aliaje au studiat modalitățile prin care ingredientele pot fi combinate pentru a forma materiale noi, îmbunătățite. Cuptorul izotermic mare încălzește elementele într-o stare lichidă sub diferite niveluri de presiune și le răcorește de la starea topită la un solid utilizabil.

Pe Pământ, aceste procese sunt afectate de atracția gravitației. În spațiu, substanțele pot fi amestecate cu un control mult mai mare pe măsură ce plutesc într-o stare fără greutate. Rezultatul este un material combinat mai uniform, cu mai puține impurități.
Înțelegerea unei astfel de prelucrări poate duce la metale mai ușoare, mai rezistente la stres, precum și la semiconductori și supraconductori mai uniformi. Astfel de materiale pot avea o gamă largă de utilizări - de la mașini la computere până la construcții.
Turnarea materialelor compozite filamentare supraconductoare și pregătirea experimentelor din aliaje întărite cu dispersie pe bază de nichel au contribuit la acest domeniu de studiu.

Sistemul de măsurare a accelerației spațiale a fost utilizat pentru a patra oară în Spacelab pentru a colecta date despre forțele de accelerație experimentate în timpul misiunii. Acest sistem de trei capete de senzori a fost localizat în modulul Spacelab-J. Astfel de informații îi vor ajuta pe planificatori să dezvolte echipamente științifice și să plaseze experimente sensibile acolo unde sunt cel mai puțin probabil să fie deranjați.

Științele vieții au inclus experimente privind sănătatea umană, separarea celulelor și biologia, biologia dezvoltării, fiziologia și comportamentul animalelor și umane, radiațiile spațiale și ritmurile biologice. Subiecții testați au inclus echipajul, peștii japonezi koi (crap) și sistemul vestibular al acestora, celule cultivate de animale și plante, embrioni de pui, muște de fructe, ciuperci și semințe de plante și broaște și ouă de broască.

Două experimente biologice au separat amestecurile de probe biologice, compuse din mai multe tipuri de celule sau proteine, în fracțiuni individuale purificate constând dintr-o anumită proteină sau tip de celulă folosind câmpuri electrice.

Trei experimente de cultivare a celulelor cresc celule de plante și animale pentru a testa influența gravitației asupra dezvoltării și funcționării la nivel celular. Un astfel de test a fost producerea de anticorpi în spațiu.

Alte experimente în științele vieții au studiat modul în care gravitația afectează dezvoltarea animalelor. Un experiment intitulat Efectele imponderabilității asupra dezvoltării ouălor amfibiene fertilizate în spațiu a studiat rolul gravitației în fertilizare și dezvoltare.
Broaștele femele au fost transportate la bordul Spacelab-J. Ouăle lor au fost fertilizate în timpul zborului și dezvoltate într-un mediu de microgravitație. Unele ouă au fost fixate într-un anumit moment al dezvoltării lor, în timp ce altora li s-a permis să se dezvolte în mormoloci și broaște adulte.
Un alt experiment pentru a studia rolul gravitației asupra dezvoltării timpurii a animalelor a fost Efectul gravitației scăzute asupra metabolizării calciului și a formării oaselor. Acest studiu a examinat modul în care microgravitatea afectează metabolismul calciului și formarea oaselor la embrionii de pui.

Douăsprezece canistre speciale GAS (10 cu experimente, 2 cu balast) au fost transportate în golful de încărcare.

Experimentul de radio amator (Shuttle Amateur Radio Experiment) (SAREX) a fost conceput pentru a demonstra fezabilitatea contactelor radio amatori cu unde scurte între echipajul navei spațiale și operatorii de radio amatori la sol, adesea numiți operatori de radioamatori. SAREX a servit, de asemenea, ca o oportunitate educațională pentru școlile din întreaga lume de a afla despre spațiu direct vorbind cu astronauții de la bordul navetei prin radio radio. Au fost incluse contacte cu anumite școli în planificarea misiunii.
Membrii echipajului STS-47 Jerome Apt, indicativ de apel N5QWL, și Mamoru Mohri, indicativ de apel 7L2NJY, au operat SAREX. Operatorii de șuncă au comunicat cu Shuttle folosind transmisii de voce VHF FM și pachete digitale.

Experimentul de combustie la suprafață solidă (SSCE) a fost un studiu al modului în care flăcările s-au răspândit în microgravitație. Compararea datelor cu privire la modul în care flăcările se răspândesc în microgravitație cu cunoașterea modului în care flăcările se răspândesc pe Pământ pot contribui la îmbunătățirea echipamentelor de siguranță și control al incendiilor.
În SSCE planificat pentru STS-47/SL-J, oamenii de știință au testat modul în care flăcările s-au răspândit de-a lungul unei probe de hârtie de filtru instrumentată într-o cameră de testare care conține 35% oxigen și 65% azot la 1,5 presiune atmosferică.

Sistemul de măsurare a accelerației spațiale (SAMS) a fost conceput pentru a măsura și a înregistra accelerația la nivel scăzut pe care Spacelab o experimentează în timpul activităților tipice pe orbită. Cele trei capete de senzori SAMS au fost montate pe sau în apropierea experimentelor pentru a măsura mediul de accelerație experimentat de pachetul de cercetare. Semnalele de la acești senzori au fost amplificate, filtrate și convertite în date digitale înainte de a fi stocate pe discuri optice.
Pentru prima misiune SL-J, unitatea principală a sistemului de măsurare a accelerației spațiale a fost montată în rack-ul SMIDEX al modulului Spacelab, lângă capătul din spate al modulului. Cele trei capete ale senzorului său de la distanță au fost montate pe primul levitator electronic modular de testare a primului proces de material, științele vieții și rack-ul # 9.

Ultraviolet Plume Experiment (UVPI) a fost un instrument pe satelitul Experimentului de Compensare Atmosferică de Putere Scăzută (LACE) lansat de Organizația Inițiativei de Apărare Strategică în februarie 1990. LACE se afla pe o orbită de înclinare de 43 de grade de 290 n.m. (537 km). Imaginile declanșărilor motorului Columbia sau ale sistemului de control al atitudinii au fost luate de UVPI pe bază de non-interferență ori de câte ori a fost disponibilă o oportunitate în timpul misiunii STS-47.

Testele site-ului optic al forței aeriene Maui (AMOS) au permis senzorii electro-optici la sol situați pe Mt. Haleakala, Maui, Hawaii, pentru a colecta imagini și date de semnătură ale orbitatorului în timpul zborurilor de cooperare. Observațiile științifice făcute asupra orbitatorului, în timp ce efectuau focuri de propulsie ale sistemului de control al reacțiilor, halde de apă sau activare a luminii de golf, au fost utilizate pentru a sprijini calibrarea senzorilor AMOS și validarea modelelor de contaminare a navelor spațiale. Testele AMOS nu au avut nicio încărcare utilă hardware de zbor unic și au necesitat doar ca orbitatorul să fie în operații de atitudine predefinite și condiții de iluminare.

Printre canistrele GAS s-a numărat G-102, sponsorizat de divizia de explorare a Boy Scouts of America, în cooperare cu TRW Systems Integration Group, Fairfax, VA. Proiectul a fost numit Project POSTAR și a fost primul experiment spațial creat în întregime de membrii Boy Scouts of America.

De asemenea, la bord erau două experimente pregătite de Ashford School din Kent, Marea Britanie, care, la acea vreme, era o școală exclusiv pentru fete. Școala câștigase un concurs condus de Independent Television News. Experimentele au fost conținute în G-520. Primul a injectat câteva grame de cristale de azotat de cobalt într-un silicat de sodiu pentru a crea o grădină chimică în stare de greutate. Creșterile, care au fost fotografiate de 66 de ori pe măsură ce s-au dezvoltat, s-au răspândit în direcții aleatorii, s-au răsucit și, în unele cazuri, au format spirale. Un al doilea experiment pentru a investiga modul în care inelele Liesegang formate în spațiu nu a funcționat corect din cauza fricțiunii în părți ale mecanismului. La întoarcere, experimentul a fost expus la Muzeul Științei din Londra.

Durata misiunii a fost prelungită cu o zi, pentru a finaliza toate experimentele planificate.