Formada em Engenharia Mecânica
pela Universidade de Dakota do Norte em 1994, continuou seus estudos na Universidade
do Texas, em Austin, onde as suas pesquisas se focaram na termorregulação
humana e testes e controlos experimentais do metabolismo. Este trabalho foi a sua
tese de doutorado em 1998.
Karen trabalhou no Centro
Espacial Lyndon B. Johnson de 1991 a 1995. Após obter o doutorado, assumiu
uma posição na Divisão de Sistemas Termais, trabalhando como engenheira
de sistema no controle de meio ambiente para modernizar os sistemas de controlos
térmicos das roupas espaciais e avaliar as tecnologias de resfriamento destas
roupas. Criou desenhos conceituais de estudo dos sistemas de controlo termal
para as futuras missões de pouso na Lua e em Marte e análises de um sistema de
controlo de ambiente para uma câmara hiperbárica.
Foi seleccionada para o programa
de treino de astronautas da NASA em Julho de 2000 e, após dois anos de treino
e avaliação, foi qualificada como especialista de missão, servindo na equipa de
apoio a astronautas da Expedição 6, que passou seis meses a bordo da ISS,
entre Novembro de 2002 e Maio de 2003.
Em 2006, fez parte da equipa que
participou na NEEMO 10, um exercício de simulação e treino em águas
profundas, no laboratório submarino “Aquarius”, criado para ajudar a NASA
a preparar tripulações para uma volta à Lua e eventuais missões tripuladas a
Marte.
Nyberg foi pela primeira vez ao
espaço como tripulante da nave Discovery, missão STS-124, lançada
de Cabo Canaveral em 31 de Janeiro de 2008, para acoplar a segunda parte
do módulo japonês Kibo.
Participou numa segunda missão em
28 de Maio de 2013, quando foi lançada do Cosmódromo de Baikonur como
tripulante da nave russa Soyuz TMA-09M para integrar as Expedições 36
e 37 na ISS. Retornou em 11 de Novembro de 2013, depois de 166 dias
em órbita junto com a sua tripulação, pousando suavemente nas planícies do Cazaquistão.
Aposentou-se da NASA no
dia 31 de Março de 2020.
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