Česká firma poprvé součástí kosmických experimentů na mezinárodní vesmírné stanici

Létání do vesmíru i pobyt v něm se už brzy stane pro astronauty snazší a bezpečnější. Možné to bude i díky brněnské  firmě SAB Aerospace, která aktuálně pracuje na projektu Biomission 2019. Projekt připravovaný pro Mezinárodní vesmírnou stanici a realizovaný se švýcarským podpůrným centrem Evropské kosmické agentury pro astronauty BIOTESC obsahuje tři experimenty: URINIS-A, Human Bone Marrow Model a Xenopus A/B. Cílem experimentů je získat výsledky přínosné nejen pro samotné astronauty, ale i pro lidi na zemi. Let experimentů do vesmíru je naplánován už na rok 2023.

Vůbec poprvé se podařilo brněnské firmě SAB Aerospace získat přímý kontrakt s Evropskou kosmickou agenturou na kompletní výrobu a zajištění hardwaru (kartuší) pro tři experimenty, které už za tři roky odletí na ISS do evropského modulu Columbus. SAB Aerospace má v současnosti bohaté zkušenosti s výrobou konstrukcí pro kosmické projekty, nyní ke konstrukcím dodá i adekvátní software a elektroniku, tedy komplexní řešení. Důraz při výrobě klade zejména na snadnou obslužitelnost, tak aby astronaut, který přístroj nikdy předtím neviděl, pochopil jak s ním má pracovat během deseti minut.

Na prvních zjednodušených prototypech zařízení, která odletí do vesmíru, pracují v laboratořích SAB Aerospace právě v těchto dnech. Tyto tzv. redukované modely budou sloužit k dalšímu testování, při kterém se ověří, jak schránky vyhovují biologickým vzorkům. Cílem je zjistit, jak zařízení dále upravit tak, aby bylo pro vzorky co nejpřívětivější a cesta do vesmíru pro ně co nejvíce pohodlná. „Modely od nás budou odcházet do vědeckých laboratoří již koncem ledna. Vzhledem k tomu, že jsme zvyklí na konstrukci raket nebo sond, pro nás představuje stavba tohoto přístroje další výzvu. Samotné zařízení je totiž velmi drobné a některé součástky vyžadují práci pod mikroskopem. Například jedna taková součást má velikost lidského nehtu a ta je dále složena z dalších 11 mini součástek,” objasňuje Petr Kapoun, CEO SAB Aerospace.

Hledání nesmrtelnosti

Téměř polovina členů posádky ISS se potýká podle dosavadních zjištění s problémy s imunitou. Ve stavu beztíže se neaktivuje imunita, a proto může být pro astronauty velkým rizikem i obyčejné nachlazení. Při sebemenší nemoci se tak musí astronauti okamžitě vrátit zpět na Zem, jinak hrozí, že by mohli mít ve vesmíru vážné zdravotní komplikace. Pochopit, proč imunita ve stavu beztíže přestává fungovat, pomohou vědcům experimenty Human Bone Marrow Model a XENOPUS A/B.

V rámci projektu Human Bone Marrow Model budou kosmonauti na ISS kultivovat kmenové buňky lidské kostní dřeně, které se pomalu vyvíjí v buňky imunitního systému. Poté, co se kultury vrátí zpět na Zem, budou vědci zkoumat, jak se jejich vývoj liší od těch, co byly ve stejnou dobu pěstované v laboratoři na zemi.  Výsledky projektu chtějí vědci zužitkovat nejen pro astronauty, ale i pro lidi na Zemi. „Imunitní systém astronautů se ve vesmíru chová stejně jako imunitní systém velmi starých lidí, tedy je oslaben. Díky výzkumu vývoje kmenových buněk v buňky imunitního systému zjistíme, jak můžeme imunitu zlepšovat, a tedy zkvalitňovat život lidí na Zemi,” říká Magdalena Herová, češka žijící ve Švýcarsku a pracující v centru BIOTESC, která pomáhá s přípravou biologických experimentů na ISS a podporuje ze Země kosmonauty při jejich realizaci.

Na imunologickém výzkumu se podílí i druhý z experimentů, projekt XENOPUS A/B, který bude ve vesmíru zkoumat vývoj protilátek u žab. „Jedná se o velmi náročný proces, při kterém musíme s žabími kosmonauty zacházet extrémně opatrně, tak aby přežili start rakety, pobyt ve vesmíru i návrat zpět na Zem. Do vesmíru proto tentokrát poletíme s raketou společnosti SpaceX, která má lepší parametry pro hladký průběh startu,”  vysvětluje Petr Kapoun.

Otevření nových cest do vesmíru

Významný posun při cestování do vesmíru přinese i poslední z experimentů URINIS-A, jehož cílem je zjistit, jak můžeme efektivněji recyklovat lidskou moč a měnit ji na živný roztok pro pěstování rostlin. Cílem je vytvořit uzavřený systém, který umožní pěstovat fotosyntetizující rostliny či řasy (biomasu) jako zdroj potravy a kyslíku a využívat odpadní produkty lidského bytí - tedy moč a oxid uhličitý, který vydechujeme. Pěstování rostlin nebo řas by navíc umožnilo i recyklaci vody. Díky tomu se opět o kousek více přiblížíme k vysněné cestě na Mars, neboť let na tuto planetu trvá zhruba rok a půl a není možné, aby si astronauti vezli tak velké zásoby kyslíku, jídla a vody. Skutečnost, že má astronaut v podstatě nekonečnou zásobu těchto zdrojů stále s sebou, tak zásadním způsobem změní možnosti létání do vesmíru.

O projektu Biomission 2019 Magdalena Herová

Česká bioložka Magdalena Herová, která působí ve švýcarském centru BIOTESC, pomáhá vědeckým týmům z celé Evropy uskutečňovat biologický výzkum na ISS v kosmické laboratoři Columbus. Píše návody pro astronauty, připomínkuje návrhy biologických a edukativních pokusů a pomáhá s jejich testováním tady na Zemi. Podílet se bude i na projektu Biomission 2019 zahrnující experimenty: URINIS-A, Human Bone Marrow Model a Xenopus A/B.

URINIS-A

V prostředí vesmíru – tedy ve stavu beztíže a za vyšší radiace, než je na Zemi, bude experiment URINIS-A zkoumat bakteriální nitrifikaci moči. Získané poznatky vědci zužitkují při vývoji uzavřeného systému, který bude vzduch a vodu na ISS recyklovat udržitelněji a na základě biologických principů. Dosud je totiž recyklace vzduchu i odpadních vod včetně moči na ISS velmi energeticky náročná. V plánovaném uzavřeném bioreaktoru by se pěstovaly fotosyntetizující rostliny či zelené řasy, které by využívaly odpadní produkty lidského bytí – tedy moč a oxid uhličitý, a samy by sloužily jako zdroj kyslíku a také biomasy, tedy potravy pro kosmonauty.

Human Bone Marrow Model

Projekt Human Bone Marrow se bude zabývat výzkumem imunitního systému. Zaměří se na studium vývoje bílých krvinek, které se v lidském těle vyvíjejí v kostní dřeni. Úkolem astronautů na ISS bude kultivace kmenových buněk lidské kostní dřeně za teploty 37 °C v inkubátoru Kubik. Po stanovené době astronauti vzorky zamrazí a pošlou zpět na Zem, kde je vědci srovnají s vzorky kultivovanými v laboratoři na Zemi.

Xenopus A/B

Projekt Xenopus se bude stejně jako projekt Human Bone Marrow Model zabývat výzkumem imunity – konkrétně studiem vývoje protilátek. Jako modelový organismus vědcům poslouží  žáby drápatky (rod Xenopus), u kterých jsou protilátky podobné jako u lidí. Vědci pošlou na ISS žabí vajíčka zavřená ve specializovaných kartuších. Z vajíček se během letu a pobytu na ISS vyklubou pulci. Úkolem kosmonautů bude v přesných časových úsecích vždy několik kartuší zmrazit. Zmražené vzorky se pak vrátí k vědcům, kteří budou moci analyzovat pulce v různých stádiích vývoje a srovnat protilátky v jejich těle s pulci, které pěstovali na Zemi.

(20.1.2021)