Jak dostarczać tlen astronautom? Polacy mają świetny pomysł

Sławosz Uznański poleci na Międzynarodową Stację Kosmiczną (ISS) fot. ESA - Europejska Agencja Kosmiczna

Podbój kosmosu to nie tylko ekscytująca przygoda, ale i ogromne wyzwania. Jednym z kluczowych problemów, z jakimi borykają się astronauci podczas długich misji kosmicznych, jest kwestia dostarczania tlenu. Obecnie stosowane metody są skomplikowane, kosztowne i nie do końca wydajne. Polscy naukowcy mają pomysł na rozwiązanie tego problemu.

Wytwarzanie tlenu w trakcie długich misji kosmicznych jest kluczowe dla ich powodzenia. A gdyby tak wykorzystać do tego glony wulkaniczne? Ich skuteczność w tym zakresie przetestują na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej specjaliści z Extremo Technologies we współpracy z naukowcami z Politechniki Wrocławskiej.

Glony wulkaniczne to niezwykłe organizmy, żyjące w ekstremalnych warunkach wulkanicznych gejzerów i gorących źródeł, są prawdziwymi mistrzami fotosyntezy. Potrafią wytwarzać tlen nawet w bardzo niesprzyjających warunkach, co czyni je idealnymi kandydatami do kosmicznych zastosowań.

Te małe organizmy to prawdziwe fabryki potrafiące przetwarzać nawet glebę na Księżycu i Marsie. Obecnie prowadzone są już badania nad użyciem mikroglonów do pozyskiwania minerałów z regolitu księżycowego i marsjańskiego, co może być kluczowe dla eksploracji i prowadzenia badań tych ciał niebieskich. Okazuje się jednak, że te organizmy można także wykorzystać na przykład do produkcji tlenu.

W przyszłości tego typu rozwiązanie mogłoby wspomóc systemy jego wytwarzania w trakcie długich misji kosmicznych, służyć jako dodatkowy nawóz czy źródło składników odżywczych dla astronautów.

Więcej o tym jak polska technologia podbija kosmos przeczytasz na Spider`s Web:

Polskie NASA, kosmici i Wielki Wybuch. Wywiad z prof. Krzysztofem Górskim Polacy włamali się do satelity wojskowego. I jeszcze dostali za to nagrodę Polski satelita przesłał zdjęcie Ziemi. Jest wyjątkowe

Polskie glony w kosmosie

W maju Polska Agencja Kosmiczna (POLSA) ogłosiła listę polskich eksperymentów, które będą zrealizowane na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS). Znalazło się na niej siedem doświadczeń i zostaną one przeprowadzone w ramach misji polskiego astronauty, której termin zostanie dopiero wyznaczony.

Wśród nich jest też projekt „Space Volcanic Algae”, który zrealizuje firma Extremo Technologies we współpracy m.in. z naukowcami z Wydziału Inżynierii Środowiska Politechniki Wrocławskiej, dr inż. Weroniką Urbańską, dr Karolem Lelukiem i dr. Januszem Pętkowskim. Kierownikiem misji została Ewa Borowska, doktorantka Kolegium Międzywydziałowych Indywidualnych Studiów Matematyczno-Przyrodniczych Uniwerystetu Warszawskiego, założycielka start-upu Extremo Technologies.

W ramach eksperymentu zbadana zostanie zdolność ekstremofilnych mikroglonów wulkanicznych do przetrwania i adaptacji w warunkach kosmicznych.

Mistrzowie przetrwania

W naszym projekcie zajmujemy się konkretnie glonami wulkanicznymi. To specyficzne organizmy ekstremofilne występujące w różnych ekstremalnych środowiskach na przykład właśnie przy wulkanach czy gorących gejzerach. Te mikroorganizmy od miliardów lat adaptowały się do trudnych warunków, dzięki temu są bardzo wytrzymałe i szybko przystosowują się do pojawiających się zmian

– wyjaśnia Ewa Borowska.

Naukowiec dodaje, że nadrzędnym celem projektu jest zbadanie produkcji tlenu, ponieważ proponowane do kosmicznej misji glony wykazują intensywną fotosyntezę, a tym samym produkcję tlenu i pochłanianie dwutlenku węgla.

Celem naszego eksperymentu jest zbadanie glonów pod kątem odporności w warunkach mikrograwitacji i promieniowania kosmicznego. Pozwoli to na lepsze zrozumienie ich funkcjonowania w wielu czynnikach stresowych jednocześnie

– mówi Ewa Borowska.

Eksperyment z wyzwaniami

Mikroglony zaproponowane w eksperymencie będą testowane na ISS po raz pierwszy. Cały eksperyment musi się zmieścić w tzw. Cube o wymiarach ok. 20x20x10 (2Ux2U). W środku będą próbki glonów, miniaturowe pompki, sprzęt pomiarowy oraz komunikacyjny.

Jednym z kluczowych urządzeń w całym eksperymencie jest np. miniaturowy czujnik tlenu opracowany przez zespół inżynierów z Uniwersytetu w Tartu (Estonia). Pozwoli on m.in. na oszacowanie intensywności fotosyntezy w mikrograwitacji.

Tylko badania na ISS pozwalają nam sprawdzić, czy coś zadziała w kosmosie, nasze doświadczenia na Ziemi zawsze będą tylko symulacją. Nawet jeśli nasze glony nie przeżyją wystarczającą długo lub nie wyprodukują tlenu, to dla nas będzie to bardzo ważny rezultat i sygnał, żeby zmodyfikować założenia eksperymentu, jednymi słowy, każdy wynik dostarcza nam cennym informacji

– podkreśla Ewa Borowska.

Glony jak chleb powszedni

Glony będą stanowić w przyszłości jeden z kluczowych elementów systemów obiegu zamkniętego na stacjach kosmicznych i w przyszłych bazach kosmicznych. Są to organizmy szybko się rozwijające przy niewielkim nakładzie energetyczno-żywieniowym.

Stanowią one nie tylko podstawę produkcji tlenu i przetwarzania dwutlenku węgla, ale ich biomasa może być także potencjalnych nawozem dla roślin, pożywieniem dla prostych form bezkręgowców i w końcu dodatkowym uzupełnieniem diety astronautów.

Ponadto badanie nowych gatunków glonów, takich jak zaproponowane przez nas, może wykazać produkcję zupełnie nowych metabolitów i składników odżywczych, które można zastosować w różnych dziedzinach, w tym medycynie kosmicznej czy biotechnologii

– tłumaczy Ewa Borowska.

Sukces kluczem do kolonizacji Marsa

Sukces misji „Space Volcanic Algae” może mieć ogromne znaczenie dla przyszłości kosmicznych podróży. Otwiera ona drogę do długoterminowych misji na Marsa i inne planety, a także do budowy samowystarczalnych kolonii kosmicznych.

Mamy ogromne doświadczenie z glonami, przeprowadziłyśmy wspólnie masę różnych eksperymentów i wiemy, czego się spodziewać. Przeprowadziłyśmy nawet eksperyment, co się stanie, gdy w trakcie misji zabraknie prądu i okazało się, że nasze glony i tak przetrwały… pół roku. Dodatkowo doświadczenie, zdobyte w trakcie przygotowań do misji jest dla nas bezcenne i otwiera drogę do realizacji kolejnych projektów

– zaznacza dr inż. Weronika Urbańska.

Polska misja na ISS to kolejny dowód na to, że polscy naukowcy odgrywają coraz ważniejszą rolę w globalnym wyścigu kosmicznym. Oczekujemy z niecierpliwością na wyniki badań i mamy nadzieję, że glony wulkaniczne okażą się kluczem do nowej ery kosmicznych eksploracji.