学生が国際宇宙ステーションに研究を派遣

2022年11月、ケネディ宇宙センターで実験を発表したチーム・シーグラス。 左から右へ：マヤ・コーエン、エンツォ・コシオ、テヤ・ブランデス、セイディ・ハルヴォルセン、ケイディン・ブランデス、ジャージー・ホールマン、ナヤ・バーマン、ペイトン・ペルティエ

メディアクレジット: 画像提供：iLEAD CA Charter Schools

2023 年 5 月 23 日 • 寄稿者、Caydin Brandes、Maya Cohen、Peyton Pelletier、Teya Brandes 著

この記事は、カリフォルニアのチャーター スクールのネットワークである iLEAD Schools の学生によって書かれました。 iLEAD スクールと宇宙ステーション探検家パートナー プログラム DreamUp (ISS 国立研究所商用サービス プロバイダーである Nanoracks からの教育スピンオフ企業) とのパートナーシップを通じて、iLEAD の学生は、宇宙に打ち上げられ ISS 上で行われる実験を設計します。

Space Station Explorers は、ISS 国立研究所の独自のプラットフォームを活用して、科学、技術、工学、数学 (STEM) の貴重な教育体験を提供する教育者、学習者、組織のコミュニティです。 DreamUp およびその他の宇宙ステーション探検家パートナー プログラムの詳細については、www.ISSNationalLab.org/STEM をご覧ください。

パンデミックによるロックダウン中、iLEAD カリフォルニア チャーター スクールの学生には、8 週間にわたる iLEAD DreamUp to Space Experiment Design Challenge に参加する機会が与えられました。 このチャレンジを通じて、学生たちは国際宇宙ステーション (ISS)、微小重力、実験計画について学び、学生が作成した約 50 件の提案書が提出されました。 カリフォルニアの海岸線沖に生える海草の一種であるゾステラ・マリーナをフィーチャーした私たちの提案は、航空宇宙専門家委員会によってISSに打ち上げられるために選ばれた2つの実験提案のうちの1つでした。

選考後、私たちの実験を計画した主任研究者である 5 年生の双子の Teya と Caydin が面接を行い、iLEAD カリフォルニアの 3 つの異なる学校を代表する 6 人の 4 年生と 5 年生 (Maya、Naya、Sadie、Enzo、Jersey、Peyton) を選出しました。チームシーグラスに参加します。 この 8 人の学習者は、海草を ISS に送るために集まりました。

実験の最適化

チームは、エルクホーン・スラウ国立河口研究保護区でキングの干潮時に海草のサンプルを採取しながら、泥の中からお互いに助け合った。

メディアクレジット: 画像提供：iLEAD CA Charter Schools

海草、またはそのラテン語名、ゾステラ マリーナには、pH を均一にし、水の透明度を改善し、アマゾンの熱帯雨林よりも 35 倍速く二酸化炭素を吸収する能力など、多くの魅力的な利点があります。 それは河口生態系の基礎的な生物でもあります。 実際、地中海にある海草の一部は最古の生物であると考えられていますが、オーストラリアの海岸沖で見つかった別の海草の一部は、地球上で単一の生物としては最大であると考えられています。

私たちが開発した実験には、空間内では空気と気体の泡の挙動が異なるため、空隙（植物を直立させて浮かせるためのゾステラ マリーナのブレードの内側にある気泡）を観察して、微小重力にさらされたときに形状やサイズが変化するかどうかを確認することが含まれていました。 重力の欠如によって空隙が変化し、海草が浮くことができなくなった場合、宇宙環境において海草が持つ可能性のある利点が低下する可能性があります。 海草は基礎種として、水生環境の実験や観察のための生態系の構築に役立つだけでなく、宇宙ステーションに酸素を供給するのにも役立つ可能性があります。

2021 年から 2023 年にかけて、私たちは海草と河口 (海草が生育する生態系) を研究し、微小重力と実験最適化の科学的プロセスについて学び続けました。 私たちは、海草だけでなく、河口、野生動物、カリフォルニア沿岸の生態系についても教えてくれる専門家を見つけて頻繁に協力しました。 また、NASA の科学者とも話し合い、実験を最適化し、最良の結果を得る方法を見つけ出すために会いました。

私たちのプロジェクトを宇宙に送る

プロジェクトを準備するために、私たちは中央カリフォルニアにあるエルクホーンスラウ国立河口研究保護区を訪問しました。 私たちのチームは、エルクホーン・スラウ保護区の教育ディレクター（退職）であるケントン・パーカー氏と、エルクホーン・スラウ保護区の教育スペシャリストでありGLOBEプログラムのマスタートレーナーであるペギー・フォレッタ氏がホストを務めました。 私たちは干潮時に干潟を訪れ、サンプルを収集しながら、沼泥や河口保護区の回復と維持における環境上の課題について調査し学びました。 私たちも研究室で働きました！ 北カリフォルニアで野生のカワウソの再増殖を担当している主任生態学者から、カワウソと海草の関係について学ぶ機会もありました。 楽しくてユニークな体験でした！

メディアクレジット: 画像提供：iLEAD CA Charter Schools

打ち上げに先立って、私たちのチームはキングの干潮時に新鮮な海草のサンプルを収集するために再びエルクホーン湿原を訪れました。 次に、新鮮なサンプルを Mixstix と呼ばれる特別なチューブ (Nanoracks 提供) に充填し、その後、SpaceX の第 26 回商業補給サービス ミッション用のドラゴン宇宙船に搭載するために送られました。 私たちのチームと家族全員は、2022 年 11 月下旬に打ち上げを見届けるためにフロリダへ向かいました。残念ながら、打ち上げは打ち上げの数分前に中止されました。 一部の家族は感謝祭のために帰国しなければなりませんでしたが、一部の家族は滞在して 1 週間後の実験の打ち上げを見守りました。

飛行後の分析を行うために、私たちのチームはエルクホーン湿原で集まりました。 宇宙のサンプルは地球のサンプルよりも水によく浮きやすいことがわかりました。 しかし、宇宙からの海草は生き残れず、腐敗状態にありました。実験の最適化中に何週間も生き残っていたので、これは驚くべきことでした。 海草を再び宇宙に送る機会があれば、遠心分離機を使用し、滅菌プロセスにアルコールを一切導入しないでしょう。

私たちの経験を共有する

このプロジェクトは、私たちに公の場で講演し、微小重力科学者としての経験を共有する多くの機会を提供してくれました。 私たちは、米国の他の学生や欧州連合の大学院生など、ISS に実験を送った他の科学者と一緒に発表しました。 私たちの中には、2022 年の米国重力宇宙学会研究会議で科学ポスターを発表した人もいました。他の発表者は全員高校生と大学生でした。 私たちは人前で話すスキルと恐怖を克服するための戦略を学びました。人前で話すのが初めてだった人もいるからです。

次は、2023年のGLOBE太平洋シンポジウムで実験を発表します！ 私たちは今、あなたが何歳であっても、夢を追い、やりたい仕事を追求する能力があることを知っています。 たとえば、私たちは 11 歳と 12 歳で、多くの人がやったことのないことをしました。実験を宇宙に送り、それについて ISS 国立研究所のために記事を書きました。

私たちは、カリフォルニア大学サンタバーバラ校海洋科学研究所の助研究員であるキャサリン・ベヘシュティ氏、NASA エイムズの主任研究員であるジェイコブ・コーエン氏、そして iLEAD の指導者である STEAM イニシアティブのディレクターであるキャサリン・フレデット氏とショーナ氏から指導とサポートを受けました。メルヴィル、STEAM プログラム スペシャリスト。