Ewa Borowska, doktorantka Kolegium Międzywydziałowych Indywidualnych Studiów Matematyczno-Przyrodniczych UW, założycielka start-upu Extremo Technologies, została kierownikiem misji na Międzynarodową Stację Kosmiczną. Realizacja eksperymentu w kosmosie możliwa jest dzięki porozumieniu podpisanemu przez ministra rozwoju i technologii z Europejską Agencją Kosmiczną.

Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) podpisała siedem kontraktów z polskimi instytucjami i firmami na realizację eksperymentów na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS). Wśród nich znajduje się projekt kierowany przez Ewę Borowską, doktorantkę Kolegium Międzywydziałowych Indywidualnych Studiów Matematyczno-Przyrodniczych UW.

Eksperyment naukowy Space Volcanic Algae ma na celu zbadanie ekstremofilnych mikroglonów wulkanicznych do przetrwania i adaptacji w warunkach kosmicznych, co będzie miało znaczenie w przyszłych misjach kosmicznych oraz zastosowaniu w obiegu zamkniętym i medycynie kosmicznej. To pierwsza polska misja z glonami na ISS.

Kosmiczny projekt

Ewa Borowska ukończyła m.in. oceanografię na Uniwersytecie Gdańskim, a badania na glonach prowadzi systematycznie od 2017 roku. Około roku później, już jako doktorantka na Uniwersytecie Warszawskim, zaczęła pracować nad mikroglonami ekstremofilnymi. Wtedy też nastąpił przełom w badaniach, które zmieniły charakter i przybrały kształt kosmicznych.

Kosmiczny eksperyment jest kontynuacją projektu firmy Extremo Technologies i dotyczy bioregeneracyjnej produkcji tlenu w kosmosie. Celem jest ocena produkcji tlenu przez ekstremofilne mikroglony wulkaniczne oraz analiza genetyczna w warunkach mikrograwitacji na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej.

Mikroglony

Organizmy ekstremofilne odgrywają kluczową rolę w podróżach kosmicznych, w tym długoterminowych. Ich niezwykłe właściwości adaptacyjne oraz odporność na wiele zmiennych czynników stanowią podstawę, by sądzić, że są najlepszym rozwiązaniem do zastosowania w systemach obiegu zamkniętego oraz podtrzymywania życia.

– Celem naszego eksperymentu jest wysłanie takich mikroorganizmów – w naszym wypadku są to mikroglony z terenów wulkanicznych posiadające unikatowe cechy adaptacyjne – i zbadanie ich pod kątem odporności w warunkach mikrograwitacji i promieniowania kosmicznego. Pozwoli to na lepsze zrozumienie ich funkcjonowania w wielu czynnikach stresowych jednocześnie – mówi Ewa Borowska i dodaje: – Ponadto nadrzędnym celem naszego projektu jest zbadanie produkcji tlenu, gdyż proponowane glony wykazują intensywną fotosyntezę, a tym samym produkcję tlenu i pochłanianie dwutlenku węgla.

Mikroglony zaproponowane w eksperymencie będą testowane na ISS po raz pierwszy. Urządzenia do badania produkcji tlenu bezpośrednio (in situ) na ISS pozwolą również na oszacowanie intensywności fotosyntezy. Pozwoli na to specjalnie skonstruowany pod misję czujnik tlenu. Urządzenie zostało zaprojektowane przez zespół inżynierów z Uniwersytetu w Tartu, którym kieruje dr Mihkel Pajusalu.

Badania prowadzić będzie interdyscyplinarny i międzynarodowy zespół, w którego główny skład wchodzą m.in. CEO (Chief Executive Officer) firmy – Wiktoria Dziaduła – manager misji oraz CSO (Chief Scientific Officer) dr inż. Weronika Urbańska – starszy inżynier misji.

Za implementację eksperymentu w misji Axiom-4 na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej odpowiadać będzie firma ICE Cubes Service.

– 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 – wyjaśnia Ewa Borowska.

Eksperymenty przed konstrukcją właściwego eksperymentu na ISS były wykonywane etapowo, aby wstępnie ocenić możliwości adaptacyjne zaproponowanych gatunków mikroglonów. Nadrzędnym celem projektu jest wykazanie zupełnie nowego podejścia do zastosowania organizmu wielozadaniowego (all-in-one), tak, aby było możliwe użycie jednego adaptowalnego organizmu w wielu aspektach, np. odzysku metali z regolitu księżycowego czy marsjańskiego, oczyszczanie ścieków, produkcji tlenu i metabolitów z zastosowaniem w medycynie.

– Chcielibyśmy wykazać, iż możliwe jest naturalne dostosowanie jednego mikroorganizmu do wielu zadań, przy tej samej wydajności co w warunkach ziemskich – co byłoby unikatem na skalę światową – podsumowuje Ewa Borowska.