Studierende schicken Forschungsergebnisse zur Internationalen Raumstation

Team Seagrass im Kennedy Space Center im November 2022, als sie ihr Experiment vorstellten. Von links nach rechts: Maya Cohen, Enzo Cosio, Teya Brandes, Sadie Halvorsen, Caydin Brandes, Jersey Holeman, Naya Berman und Peyton Pelletier

Mediennachweis: Bild mit freundlicher Genehmigung von iLEAD CA Charter Schools

23. Mai 2023 • Von Caydin Brandes, Maya Cohen, Peyton Pelletier und Teya Brandes, beitragende Autoren

Dieser Artikel wurde von Schülern der iLEAD Schools verfasst, einem Netzwerk von Charterschulen in Kalifornien. Im Rahmen einer Partnerschaft zwischen iLEAD Schools und dem Space Station Explorers-Partnerprogramm DreamUp (einem pädagogischen Spin-off-Unternehmen des ISS National Lab Commercial Service Providers Nanoracks) entwerfen iLEAD-Schüler Experimente, die in den Weltraum geschickt werden, um an Bord der ISS durchgeführt zu werden.

Space Station Explorers ist eine Gemeinschaft von Pädagogen, Lernenden und Organisationen, die die einzigartige Plattform des ISS National Lab nutzen, um wertvolle Bildungserfahrungen in den Bereichen Wissenschaft, Technologie, Ingenieurwesen und Mathematik (STEM) zu bieten. Um mehr über DreamUp und andere Partnerprogramme von Space Station Explorers zu erfahren, besuchen Sie www.ISSNationalLab.org/STEM.

Während des Pandemie-Lockdowns hatten Schüler der iLEAD California Charter School die Möglichkeit, an einer achtwöchigen iLEAD DreamUp to Space Experiment Design Challenge teilzunehmen. Durch die Herausforderung lernten die Studierenden etwas über die Internationale Raumstation (ISS), Mikrogravitation und experimentelles Design und es wurden etwa 50 von Studierenden verfasste Vorschläge eingereicht. Unser Vorschlag mit Zostera Marina, einer Seegrasart, die vor der kalifornischen Küste wächst, war einer von zwei Experimentvorschlägen, die von einer Gruppe von Luft- und Raumfahrtexperten für den Start zur ISS ausgewählt wurden.

Nach der Auswahl interviewten und wählten die Fünftklässler-Zwillinge Teya und Caydin, die Hauptermittler unseres Experiments, sechs Viert- und Fünftklässler (Maya, Naya, Sadie, Enzo, Jersey und Peyton), die drei verschiedene iLEAD-Schulen in Kalifornien repräsentierten. um dem Team Seagrass beizutreten. Diese acht Lernenden kamen zusammen, um Seegras zur ISS zu schicken.

Optimierung unseres Experiments

Das Team half sich gegenseitig aus dem Schlamm, während es während der King-Ebbe im Elkhorn Slough National Estuarine Research Reserve Seegrasproben sammelte.

Mediennachweis: Bild mit freundlicher Genehmigung von iLEAD CA Charter Schools

Seegras, oder sein lateinischer Name Zostera Marina, hat viele faszinierende Vorteile, darunter seine Fähigkeit, den pH-Wert zu regulieren, die Wasserklarheit zu verbessern und Kohlendioxid 35-mal schneller zu absorbieren als der Amazonas-Regenwald! Es ist auch ein grundlegender Organismus im Mündungsökosystem. Tatsächlich gilt ein Seegrasfleck im Mittelmeer als der älteste lebende Organismus, während ein anderer Seegrasfleck vor der Küste Australiens als der größte einzelne Organismus auf dem Planeten gilt.

Das von uns entwickelte Experiment umfasste die Beobachtung der Lakunen (Gasblasen im Inneren der Blätter der Zostera Marina, die es der Pflanze ermöglichen, aufrecht zu schweben), um zu sehen, ob sie ihre Form oder Größe veränderten, wenn sie der Mikrogravitation ausgesetzt wurden, weil sich Luft- und Gasblasen im Weltraum unterschiedlich verhalten. Wenn der Mangel an Schwerkraft die Lücken verändern würde und das Gras nicht mehr schwimmen könnte, würde dies möglicherweise die Vorteile verringern, die Seegras in einer Weltraumumgebung haben könnte. Als grundlegende Art könnte Seegras dazu beitragen, ein Ökosystem zum Experimentieren und Beobachten aquatischer Umgebungen zu schaffen und eine Raumstation mit Sauerstoff zu versorgen.

Von 2021 bis 2023 untersuchten wir Seegras und Flussmündungen (das Ökosystem, in dem es wächst) und lernten weiterhin etwas über Mikrogravitation und den wissenschaftlichen Prozess der Experimentoptimierung. Wir haben Experten gefunden und häufig mit ihnen zusammengearbeitet, die uns nicht nur etwas über Seegras, sondern auch über Flussmündungen, Wildtiere und kalifornische Küstenökosysteme beigebracht haben. Wir haben auch mit NASA-Wissenschaftlern gesprochen und uns mit ihnen getroffen, um herauszufinden, wie wir unser Experiment optimieren und die besten Ergebnisse erzielen können.

Wir schicken unser Projekt in den Weltraum

Zur Vorbereitung unseres Projekts besuchten wir das Elkhorn Slough National Estuarine Research Reserve in Zentralkalifornien. Gastgeber unseres Teams waren Kenton Parker, Bildungsdirektor des Elkhorn Slough Reserve (im Ruhestand), und Peggy Foletta, Bildungsspezialistin des Elkhorn Slough Reserve und Master-Trainerin des GLOBE-Programms. Bei Ebbe besuchten wir das Wattenmeer, um Proben zu sammeln, während wir den Sumpf erkundeten und etwas über die Umweltherausforderungen bei der Wiederherstellung und Erhaltung eines Mündungsreservats lernten. Wir haben auch in den Laboren gearbeitet! Wir hatten sogar die Gelegenheit, vom leitenden Ökologen, der für die Wiederbesiedlung wilder Otter in Nordkalifornien verantwortlich ist, etwas über den Zusammenhang zwischen Ottern und Seegras zu erfahren. Das waren lustige und einzigartige Erlebnisse!

Mediennachweis: Bild mit freundlicher Genehmigung von iLEAD CA Charter Schools

Vor dem Start reiste unser Team erneut nach Elkhorn Slough, um bei King-Ebbe frische Seegrasproben zu sammeln. Anschließend luden wir unsere frische Probe in ein spezielles Röhrchen namens Mixstix (bereitgestellt von Nanoracks), das dann zur 26. Commercial Resupply Services-Mission von SpaceX in das Raumschiff Dragon geladen wurde. Unser gesamtes Team und unsere Familien reisten Ende November 2022 nach Florida, um den Start zu verfolgen. Leider wurde der Start nur wenige Minuten vor dem Start abgesagt. Einige Familien mussten zu Thanksgiving nach Hause zurückkehren, während einige blieben und eine Woche später den Start unseres Experiments sahen.

Um unsere Nachfluganalyse durchzuführen, traf sich unser Team in Elkhorn Slough. Wir fanden heraus, dass die Weltraumprobe besser im Wasser schwamm als die Erdprobe. Allerdings überlebte das Seegras aus dem Weltraum nicht und befand sich in einem Zustand des Verfalls, was überraschend war, da es während unserer Experimentoptimierung viele Wochen überlebt hatte. Wenn wir die Möglichkeit hätten, Seegras noch einmal in den Weltraum zu schicken, würden wir eine Zentrifuge verwenden und keinen Alkohol in den Sterilisationsprozess einbringen wollen.

Teilen unserer Erfahrungen

Dieses Projekt hat uns viele Gelegenheiten geboten, öffentlich zu sprechen und unsere Erfahrungen als Mikrogravitationswissenschaftler auszutauschen. Wir präsentierten zusammen mit anderen Wissenschaftlern, die Experimente zur ISS schickten, darunter auch andere Studenten aus den USA und Doktoranden aus der Europäischen Union. Einige von uns präsentierten unser Wissenschaftsplakat auch auf der Konferenz der American Society for Gravitational and Space Research 2022, wo die anderen Moderatoren allesamt Highschool- und College-Studenten waren! Wir haben Fähigkeiten zum öffentlichen Reden und Strategien zur Überwindung von Ängsten erlernt, denn für einige von uns war es das erste Mal, dass wir öffentlich redeten!

Als nächstes werden wir unser Experiment auf dem GLOBE Pacific Symposium 2023 vorstellen! Wir wissen jetzt, dass Sie unabhängig von Ihrem Alter die Möglichkeit haben, Ihre Träume zu verwirklichen und jedem Job nachzugehen, den Sie möchten. Zum Beispiel waren wir 11- und 12-Jährige und haben etwas getan, was viele Menschen noch nie getan haben – wir haben ein Experiment ins All geschickt und einen Artikel darüber für das ISS National Laboratory geschrieben!

Beratung und Unterstützung erhielten wir von Kathrine Beheshti, Assistenzforscherin am Marine Science Institute der University of California, Santa Barbara, und Jacob Cohen, Chefwissenschaftler der NASA Ames, sowie von unseren iLEAD-Mentoren Kathleen Fredette, Leiterin der STEAM-Initiativen, und Shawna Melville, STEAM-Programmspezialist.