Het International Space Station (ISS) is niet alleen de grootste en meest geavanceerde onderzoeksfaciliteit die ooit is gebouwd, het is misschien wel de belangrijkste onderzoeksfaciliteit die we hebben. Met zijn geavanceerde faciliteiten en microzwaartekrachtomgeving, het ISS is in staat om lucratieve experimenten uit te voeren die leiden tot vooruitgang in de astrobiologie, astronomie, medicijn, biologie, ruimteweer en meteorologie, en materiaalkunde.

Helaas, de kosten van het transport van experimenten van en naar het ISS zijn vrij duur en iets wat slechts een handvol ruimteagentschappen momenteel kan doen. Dit behandelen, de Japanese Aerospace Exploration Agency (JAXA) en Tiger Corporation werkten in 2018 samen om een ​​nieuw type container te maken die de kosten van het terugsturen van monsters naar de aarde zou verlagen. Met het succes van hun eerste ontwerp, JAXA en Tiger zijn op zoek naar een herbruikbare versie die het mogelijk maakt om regelmatig monsters van het ISS te retourneren.

Opgericht in 1923, Tiger is een internationale onderneming gevestigd in Osaka, Japan, dat gespecialiseerd is in vacuümisolatie en aanverwante technologieën. Deze technologie, die het bedrijf al tientallen jaren gebruikt om geïsoleerde waterflessen te maken, heeft ook toepassingen voor verkenning van de ruimte. In recente jaren, JAXA begon de technologie te onderzoeken om opslagcontainers te maken die experimentele monsters koel konden houden tijdens hun terugkeer naar de aarde.

In september 2018, JAXA lanceerde de Kounotori 7 (HTV-7) missie, de zevende vlucht van het H-II Transfer Vehicle (HTV). Tijdens het transporteren van voorraden naar het ISS, JAXA besloot deze vlucht te gebruiken om een ​​nieuwe methode te valideren voor het transporteren van monsters van eiwitkristallen (die deel uitmaakten van een groei-experiment dat werd uitgevoerd in de Japanse Kibo Laboratory Module) terug van het ISS.

Deze bestond uit een speciale monstercontainer (NPL-A100), mede ontwikkeld door JAXA en Tiger, die in de HTV Small Re-entry Capsule (HSRC) werd geplaatst. Omdat de terugkeercapsule te klein was om te vertrouwen op een elektrisch koelsysteem, JAXA en Tiger hadden een monstercontainer nodig die afhankelijk was van "passieve isolatie"-methoden om de inhoud op stabiele temperaturen te houden.

Uiteindelijk, ze gebruikten dezelfde technologie waar Tiger op vertrouwt om roestvrijstalen thermische flessen te maken om een ​​dubbelwandige, vacuümgeïsoleerd vat dat ongeveer 9,7 kg (21,4 lb) woog. Als Keiji Nakai, wie is de manager van de Product Development Group (3e sectie) bij Tiger uitgelegd aan: Universum vandaag via e-mail, de container moest aan een aantal zeer strenge eisen voldoen:

"De dubbelwandige, vacuümcontainer voor deze missie moest de temperatuur in de container gedurende vier of meer dagen op 4 graden Celsius ± 2 graden Celsius (39,2 °F ± 3,6 °F) houden en de container beschermen tegen de enorme 40G-impact bij het landen in de oceaan bij terugkeer naar de aarde."

In de capsule zijn ook een aantal coldpacks opgenomen om de temperatuur van de container stabiel te houden. De missie was een succes en betekende een belangrijke mijlpaal voor JAXA, die voorheen niet de mogelijkheid hadden om zelfstandig materialen uit het ISS te halen. Zoals veel ruimteagentschappen die deelnemen aan het ISS, JAXA was afhankelijk van Roscosmos en NASA om transportdiensten te leveren.

De volgende stap in de samenwerking tussen JAXA en Tiger is het creëren van een kleinere, aansteker, en duurzamere container die monsters langer en bij lagere temperaturen stabiel kan houden. Maar de strengste eis is dat het duurzaam genoeg moet zijn om meer dan eens te worden gebruikt. Zei de vertegenwoordigers bij Tiger, deze en andere specificaties zijn verwerkt in het ontwerp van de tweede generatie NPS-A100 container:

"We hebben het gewicht van de container teruggebracht van 9,7 kg (21,4 lb) tot bijna 3 kg (6,6 lb) en tegelijkertijd compacter gemaakt. Met de toevoeging van ijspakketten, het houdt de temperatuur binnen 20 graden Celsius ± 2 graden Celsius (68 °F ± 3,6 °F) gedurende ten minste twaalf dagen, vanaf het moment dat de terugkeercapsule het ISS verlaat tot wanneer deze weer op aarde landt. We hebben de container ook duurzamer gemaakt, zodat hij minstens drie jaar of zes missies meegaat."

De NPS-A100 zal waarschijnlijk naar het ISS worden getransporteerd als onderdeel van de CRS-22 commerciële bevoorradingsmissie die gepland staat voor begin juni en waarbij een SpaceX Crew Dragon benodigdheden en experimenten naar het ISS zal transporteren. Alweer, de containertechnologie zal worden gebruikt om eiwitkristallen terug te geven die deel uitmaken van lopend biomedisch onderzoek dat plaatsvindt in het Kibo-laboratorium in de Japanse Experiment Module (JEM) van het ISS.

Dit onderzoek leidt tot vooruitgang op het gebied van geneeskunde en de ontwikkeling van nieuwe geneeswijzen en medicijnen. Naast monstercontainers, de technologie die uit deze samenwerking voortvloeit, kent ook tal van commerciële en industriële toepassingen. Deze omvatten transportoplossingen voor medische monsters en reagentia die onder strikte temperatuuromstandigheden moeten worden bewaard.

Het kan ook leiden tot nieuwe toepassingen voor thermisch beheer in elektrische en hybride auto's. Maar misschien wel de meest interessante toepassing is de ontwikkeling van bouwmaterialen van de volgende generatie die een hoge mate van isolatie kunnen bieden in extreme omgevingen, zoals Antarctica (waar onderzoeksstations warmte moeten vasthouden) en zelfs op de maan en Mars.

"De potentiële toepassingen van onze vacuümisolatietechnologie zijn grenzeloos, ", stelt Tiger op hun website. "Deze technologie ondersteunt geavanceerde velden in elke branche, hen te helpen ons naar een dynamische, spannende toekomst."

Update:sindsdien is bevestigd dat de nieuwe vacuümcontainer op 3 juni aan boord van een Crew Dragon-ruimtevaartuig naar het ISS zal worden gelanceerd, als onderdeel van de CRS-22 vrachtbevoorradingsmissie. De Tiger Corporation is ook van plan een nieuwe productlijn voor de Amerikaanse markt te lanceren, die voorlopig gepland staat voor september.