Sławosz Uznański poleci w kosmos. Jakie eksperymenty przeprowadzi na ISS?

- Nie możemy rozwiązać dzisiejszych problemów przy użyciu dzisiejszych technologii, więc potrzebujemy technologii przyszłości, dlatego lecimy w kosmos - powiedział Polak.

Misja Axiom 4 (Ax-4) wystartuje 10 czerwca o godzinie 14:22 czasu polskiego. Wraz z polskim astronautą na Międzynarodową Stację Kosmiczną wyruszy Peggy Whitson, Shubhanshu Shukla, oraz Tibor Kapu. Załoga poleci kapsułą Crew Dragon, a na orbitę wyniesie ją rakieta Falcon 9, stworzona przez SpaceX. Pojazd zostanie wystrzelony z Centrum Kosmicznego im. Johna F. Kennedy’ego na Florydzie.

Polska misja naukowa IGNIS to pierwszy tak kompleksowy projekt badawczy realizowany na ISS w historii polskiej nauki. Jej celem jest przeprowadzenie szeregu eksperymentów naukowych i technologicznych, które mogą przyczynić się do rozwoju medycyny, biologii, inżynierii kosmicznej oraz psychologii.

W ramach misji prowadzone będą badania m.in. nad wpływem mikrograwitacji na układ odpornościowy, stabilnością leków w przestrzeni kosmicznej, odpornością mikroorganizmów ekstremofilnych, a także nad kondycją psychiczną astronauty.

Eksperyment Immune Multiomics skupia się na zrozumieniu, jak długotrwały pobyt w przestrzeni kosmicznej wpływa na stan zdrowia człowieka, w tym na układ odpornościowy. Badanie jest dwuetapowe, dzięki czemu możliwe jest porównanie stanu układu odpornościowego przed, w trakcie i po zakończeniu misji. Wyniki mogą przyczynić się nie tylko do zwiększenia bezpieczeństwa załogowych lotów kosmicznych, ale również do lepszego zrozumienia mechanizmów odpornościowych, jakie zachodzą w organizmach na Ziemi. To istotne szczególnie w kontekście chorób autoimmunologicznych i osłabienia odporności.

LeopardISS to niewielki komputer, który będzie badał walidację algorytmów trójwymiarowego mapowania terenu. Odpowiada za niego gliwicka firma KP Labs, która zaprojektowała specjalną jednostkę przetwarzania danych do testowania algorytmów sztucznej inteligencji w warunkach mikrograwitacji. Wyniki eksperymentu mogą w przyszłości być wykorzystywane do autonomicznej nawigacji łazików księżycowych i marsjańskich.

Eksperyment AstroMentalHealth jest realizowany przez naukowców z Uniwersytetu Śląskiego. Badanie ma wyjaśnić, jak ekstremalne warunki kosmiczne wpływają na zdrowie psychiczne człowieka. Projekt, koordynowany przez dr Agnieszkę Skorupę, jako pierwszy umożliwi bezpośrednie porównanie psychologicznego funkcjonowania astronautów w przestrzeni kosmicznej.

Dzięki temu możliwa będzie weryfikacja skuteczności wcześniejszych badań prowadzonych w warunkach symulowanych. Analizy nie tylko dostarczą unikalnych danych na temat stresu, adaptacji i dobrostanu psychicznego w izolacji kosmicznej, ale także posłużą do optymalizacji przyszłych programów selekcji i szkolenia astronautów.

AstroMentalHealth może wywrzeć ogromny wpływ na psychologię, ale też odegrać dużą rolę w szerszym zrozumieniu funkcjonowania człowieka w warunkach ekstremalnych. Wyniki mogą dostarczyć danych empirycznych o tym, jak izolacja czy ograniczona przestrzeń wpływa na człowieka.

Przeanalizowane zostanie również, jak na astronautę wpływa oderwanie od środowiska naturalnego, jak zmienia się efektywność pracy i zdolność koncentracji. Wyniki mogą się przełożyć na rozwój nowych metod wsparcia psychologicznego m.in. także dla osób pracujących w trudnych warunkach, na stacjach polarnych, w jednostkach wojskowych czy w misjach ratunkowych.

Celem eksperymentu Yeast TardigradeGene jest sprawdzenie, czy drożdże zmodyfikowane genem niesporczaka będą lepiej znosić warunki mikrograwitacji i promieniowania kosmicznego. Badacze wprowadzili do genomu drożdży Saccharomyces cerevisiae gen kodujący alternatywną oksydazę (AOX) – enzym chroniący komórki przed skutkami stresu oksydacyjnego. Po powrocie próbek na Ziemię naukowcy przeanalizują ich żywotność, kondycję mitochondriów i potencjalne uszkodzenia komórkowe. Badania mogą przyczynić się do rozwoju biofabryk żywności czy biopaliw dla przyszłych misji kosmicznych.

Jak reagują bakterie w jelitach w warunkach kosmicznych? Eksperyment Human Gut Microbiota zbada jak promieniowanie czy mikrograwitacja wpływają na florę bakteryjną jelit. Mikrobiota jelitowa odgrywa kluczową rolę w trawieniu, odporności i regulacji nastroju, dlatego jej zaburzenia mogą prowadzić do poważnych konsekwencji zdrowotnych. W ramach badania próbki zostaną pobrane od astronauty przed lotem, w jego trakcie oraz po powrocie na Ziemię, a następnie przeanalizowane pod kątem zmian w populacjach bakterii.

RadMon-on-ISS będzie z kolei polegać na testowaniu skalowania detektorów promieniowania w warunkach przestrzeni kosmicznej. Urządzenie tego typu zostanie umieszczone zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz Międzynarodowej Stacji Kosmicznej.

Dokonają one dokładnego pomiaru promieniowania jonizującego. Precyzyjne modelowanie promieniowania kosmicznego jest kluczowe dla bezpieczeństwa i niezawodności działania nowoczesnych satelitów, które dzięki takim danym będą mogły dynamicznie dostosowywać swoją pracę do panujących warunków.

Glony, które należą do grona organizmów, nazywanych ekstremofilami mogą podsunąć odpowiedź jak chronić komórki przed promieniowaniem kosmicznym. Projekt Space Volcanic Algae, realizowany przez firmę Extremo Technologies, skupi się na dwóch aspektach: analizie fotosyntezy i produkcji tlenu za pomocą nowatorskiego sensora oraz badaniu zmian genetycznych i morfologicznych pod wpływem mikrograwitacji.

Wybrane do eksperymentu gatunki pochodzą z terenów wulkanicznych i charakteryzują się zdolnością do intensywnego przetwarzania dwutlenku węgla i produkcji tlenu, co czyni je potencjalnie użytecznymi w przyszłych misjach kosmicznych – do oczyszczania powietrza, produkcji żywności czy przetwarzania odpadów. Dodatkowo naukowcy zbadają, czy substancje wytwarzane przez mikroglony mogą chronić ich komórki przed promieniowaniem kosmicznym, a uzyskane wyniki mogą mieć zastosowanie także w farmakologii i ochronie środowiska.

Stability of Drugs to badanie prowadzone przez dr. inż. Jakuba Włodarczyka z Centrum Materiałów Polimerowych i Węglowych PAN. Dzięki temu eksperymentowi dowiemy się, jak warunki panujące na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej wpływają na trwałość i skuteczność leków. Obiektem obserwacji staną się biodegradowalne systemy polimerowe, które mają chronić substancje czynne i umożliwić ich kontrolowane uwalnianie.

Wyniki mogą okazać się szczególnie istotne w kontekście planowanych misji na Marsa. Podczas podróży, które będą trwały kilka lat, takich jak ekspedycje marsjańskie, dostęp do leków będzie ograniczony. Przez trzy lata naukowcy będą analizować zmiany w lekach przechowywanych zarówno w temperaturze pokojowej, jak i w lodówce na pokładzie ISS. Wśród testowanych preparatów znajdą się m.in. antybiotyki, leki przeciwbólowe, antydepresanty oraz substancja stosowana w terapii nowotworowej, która może chronić astronautów przed skutkami promieniowania.

Misja Axiom 4 (Ax-4) jest nie tylko wielkim wydarzeniem, ale i ogromną szansą na rozwój nauki. Wkład polskich naukowców oraz wyniki badań mogą przełożyć się na powodzenie ekspedycji kosmicznych i mieć realny wpływ na codzienne życie – od skuteczniejszych terapii, przez nowe rozwiązania w przemyśle, aż po innowacje w produkcji żywności i oczyszczaniu środowiska. Projekt IGNIS stanowi nie tylko przełom w badaniach nad funkcjonowaniem organizmu ludzkiego w kosmosie, ale także otwiera nowe perspektywy dla rozwoju technologii czy medycyny.