Spränga bort! MIT gjorde sin senaste satsning på forskning i rymden den 2 maj via sex nyttolaster från Media Lab Space Exploration Initiative, instoppad i Blue Origins nya Shepard återanvändbara rymdfarkost som lyfte från en uppskjutningsramp i västra Texas.

Det var också första gången i Media Labs historia som interna forskningsprojekt lanserades i rymden, under flera minuter av ihållande mikrogravitation. Resultaten av den forskningen kan ha stora konsekvenser för halvledartillverkning, konst och telenärvaro, arkitektur och jordbruk, bland annat.

"Projekten vi testar fungerar fundamentalt annorlunda i jordens gravitation jämfört med hur de skulle fungera i mikrogravitation, " förklarade Ariel Ekblaw, grundaren och ledaren för Media Labs Space Exploration Initiative.

Tidigare, Media Lab skickade projekt till mikrogravitation ombord på planet som användes av NASA för att träna astronauter, kärleksfullt smeknamnet "kräkkometen". Dessa paraboliska flygningar ger upprepade 15 till 30 sekunders intervaller av nästan viktlöshet. Den nya Shepard-experimentkapseln kommer att rulla i mikrogravitation betydligt längre och korsa Karman-linjen (den formella gränsen för "rymden") i processen. Även om det kanske inte verkar vara mycket tid, det räcker för att få mycket gjort.

"Kapseln där forskningen äger rum bågar genom rymden i tre minuter, som ger oss värdefulla stunder av ihållande, högkvalitativ mikrogravitation, ", sa Ekblaw. "Detta ger en möjlighet att utöka våra experiment från tidigare parabolflygningsprotokoll, och testa helt ny forskning också."

Beroende på resultaten av experimenten som gjordes under New Shepards flygning, några av projekten kommer att genomgå ytterligare, långvarig forskning ombord på den internationella rymdstationen, sa Ekblaw.

På denna resa, hon skickade Tessellated Electromagnetic Space Structures för Exploration of Reconfigurable, Adaptiva miljöer, annars känd som TESSERAE, in i rymden. Det slutliga målet för dessa sensorförstärkta hexagonala och femkantiga "plattor" är att autonomt självmontera till rymdstrukturer. Dessa flexibla, omkonfigurerbara moduler kan sedan användas för habitatkonstruktion, montering av satelliter i rymden, eller till och med som infrastruktur för paraboliska speglar. Ekblaw hoppas att TESSERAE en dag kommer att stödja iscensättningsbaser i omloppsbana för mänsklig utforskning av månens eller Mars yta, eller möjliggöra rymdturism i låg omloppsbana om jorden.

En tidigare prototyp, flög på en parabolflygning i november 2017, validerade forskningskonceptet mekanisk struktur, polaritetsarrangemang för bindningsmagneter, och det fysiska protokollet för självmontering. På Blue Origin-flyget, Ekblaw testar ett nytt inbyggt sensornätverk i brickorna, såväl som deras kommunikationsarkitektur och vägledningskontrollaspekter av deras självmonteringsförmåga. "Vi testar om de kommer att cirkulera autonomt, hitta rätt grannar, och binder samman magnetiskt i mikrogravitation för robust självmontering, " sa Ekblaw.

Ett annat experiment ombord på New Shepard kombinerade konst med testet av ett verktyg för framtida rymdutforskning – att korsa mikrogravitation med ökad rörlighet. Levande avstånd, ett konstverk skapat av Space Exploration Initiatives konstkurator, Xin Liu, utforskar rörelsefriheten via en visdomstand – ja, du läste rätt!

Tanden reste till rymden buren av en robotenhet som heter EBIFA och inkapslad i en kristallin behållare. När New Shepard väl kom in i rymden, containern sprack upp och EBIFA satte igång, skjuta ut sladdar med magnetiska spetsar för att haka fast på en metallyta. Tanden flöt sedan genom rymden med minimal störning i miljön med praktiskt taget noll gravitation.

"På denna resa, tanden blev en nyfödd varelse i rymden, dess kristallina, skulpturell kropp och liv som stöds av ett elektromekaniskt system, " skrev Xin Liu. "Var och en av dess viktlösa rörelser beräknades noggrant på papper och modellerades i simuleringsmjukvara, eftersom det aldrig kan bli ett sant test som detta på jorden."

Verket bygger på ett performancekonstverk som heter Orbit Weaver som Liu utförde förra året under en parabolflygning, där hon var fysiskt bunden till en nylonsnöre som flöt fritt och fäst på närliggande ytor. Orbit Weaver och Living Distance kan erbjuda insikter till framtida mänskliga rymdfarare om hur man bäst navigerar i viktlöshet.

En bit kol gjorde också resan till rymden inuti en kammare kantad med ritpapper, del av ett projekt designat av Ani Liu, en Media Lab-alumn. I mikrogravitation, kolet kommer att kartlägga sin egen kurs inuti kammaren, markerar papperet när det flyter genom en båge långt ovanför jorden.

När kammaren återvänder till Media Lab, kolet kommer att förena sina krafter med en KUKA-robot som kommer att efterlikna kolets bana under de tre minuterna av frirullning i mikrogravitation. Tillsammans, kolet och roboten kommer att bli en museiutställning som ger en demonstration av rörelse i mikrogravitation för en bred publik och illustrerar Space Exploration Initiatives mål att demokratisera tillgången till rymden och bjuda in allmänheten att delta i rymdutforskning.

Harpreet Sareen, en annan Media Lab alun, testade hur kristaller bildas i mikrogravitation, forskning som så småningom kan leda till tillverkning av halvledare i rymden.

Halvledare som används i dagens teknik kräver kristaller med extremt höga nivåer av renhet och perfekta former, men gravitationen stör kristalltillväxten på jorden, resulterar i fel, kontaktspänningar, och andra brister. Sareen och hans medarbetare, Anna Garbier, skapade ett labb i nanostorlek i en låda lite mindre än en halvliters mjölkkartong. Den elektriska strömmen som startade tillväxten av kristallerna under de tre minuter som New Shepard-kapseln var suborbital utlöstes av raketkommandon ombord från Blue Origin.

Kristallerna kommer att utvärderas för potentiella industriella tillämpningar, och de har också en framtid som konstinstallation:Floral Cosmonauts.

Och så finns det ett 40-tal bin (man kan säga "apionauts") som gjorde resan ut i rymden på uppdrag av Mediated Matter-gruppen på Media Lab, som är intresserad av att se vilken inverkan rymdresor har på ett bidrottning och hennes följe. Två drottningar som inseminerades vid en anläggning för det amerikanska jordbruksdepartementet i Louisiana åkte till rymden, var och en med ungefär 20 hjälpbin vars uppgift det var att mata henne och hjälpa till att kontrollera hennes kroppstemperatur.

Bina färdades via två små behållare - metaboliska stödkapslar - i vilka de tidigare byggde bikakestrukturer. Denna unika design ger dem en bekant miljö för sin resa. En modifierad GoPro-kamera, pekade in i den specialdesignade behållaren som innehåller bina, monterades i toppen av fodralet för att filma insekterna och skapa ett register över deras beteende under flygningen.

Allt inuti fodralet var designat för att göra resan så bekväm som möjligt för bina, ända ner till en liten gyllene värmedyna som skulle sätta igång om temperaturen sjönk för lågt för en drottning.

Forskare i gruppen Mediated Matter kommer att studera binas beteende när de återvänder till jorden och återinförs till en koloni på Media Lab. Kommer drottningarna att lägga sina ägg? Kommer de äggen att kläckas? Och kan bin som har varit i rymden fortsätta göra pollen och honung när de väl har återvänt till jorden? Det är bland de många frågor som teamet kommer att ställa.

"Vi har för närvarande inget robotalternativ till bin för pollinering av många grödor, " sa Ekblaw. "Om vi ​​vill odla grödor på Mars, vi kan behöva ta med oss ​​bin. Att veta om de kan överleva ett uppdrag, återintegreras i kupan, och att trivas efteråt är avgörande."

Som dessa projekt visar, Space Exploration Initiative förenar ingenjörer, vetenskapsmän, konstnärer, och designers över en mångfacetterad forskningsportfölj. Teamet ser fram emot en regelbunden lanseringskadens och framsteg genom forskningsmilstolpar i mikrogravitation – från parabolflyg, för att ytterligare lansera möjligheter med Blue Origin, till den internationella rymdstationen och till och med månlandningar.

Den här historien återpubliceras med tillstånd av MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), en populär webbplats som täcker nyheter om MIT-forskning, innovation och undervisning.