Dva dny před Štědrým dnem (22. 12.) v rámci 24. mise doručila Muskova nepilotovaná kosmická loď Cargo Dragon na mezinárodní vesmírnou stanici ISS nový náklad. Ten zahrnuje i přes tunu materiálu a zařízení pro řadu různých experimentů. A tak se mimo jiného na oběžné dráze ve výšce kolem 420 km nad povrchem Země ocitly i pokusné myšky, které mají pomoci odhalovat působení mikrogravitace na oko a zrakové funkce, ale i bezpečně uzavřena pouzdra s bakteriemi dvou běžných druhů Pseudomonas aeruginosa a Staphylococcus aureus. Za pozornost stojí, že tyto patogeny vyslali do vesmíru studenti prestižní Kolumbijské univerzity sídlící v americkém státě New York v rámci iniciativy SPOCS (Student Payload Opportunity with Citizen Science). Jde o jeden z pěti univerzitních projektů, které NASA z mnoha návrhů vybrala a zasponzorovala částkou 20 tisíc dolarů. Tým dvaceti vysokoškoláků a doktorandů pod vedením dvou mladých vědkyň pravděpodobně indického původu – Kalpany (zvané Kal) Ganeshan a Swati Ravi – naplánoval a kompletně sestavit experiment, který je i díky tzv. jednočipových počítačů (microcontroller) plně autonomní a pracovně posádku ISS nezatěžuje. Hermeticky uzavřený systém sice není technologicky komplikovaný, nicméně po odborné stránce je zajímavý a smysluplný. Oba patogeny, které obsahuje, jsou kolem nás i na nás poměrně běžné, často se i spolu vyskytují. A oba dokážou vytvořit vůči antibiotikům rezistentní linie. Zdravým lidem nepůsobí zdravotní problémy, v horším případě se projevují opary kůže nebo hnisavými abscesy. U lidí oslabených třeba nemocí však mohou vyvolat záněty sliznic například močovodů (zejména v případě dlouhodobě zavedených katetrů) či horních cest dýchacích. Vniknutí bakterií do ran může vést k těžce léčitelným zánětům až k sepsi (otravě krve). Jak stav beztíže ovlivňuje množení těchto běžných patogenů? Jak se v kosmických podmínkách vytváří na substrátu bakteriální biofilm? Dochází u mikrobů k četnějším nebo specifickým mutacím? Mohou být v kosmu zrozené generace nebezpečnější a jak reagují na antibiotika? To jsou otázky, na které studenti budou hledat odpovědi, když se po třiceti dnech pobytu na ISS jejich vzorky s naočkovanými živnými substráty vrátí do univerzitních laboratoří. Aby výsledky nebyly ovlivněny působením měnících se podmínek při návratu na povrch naší planety, cestu zpět přečkají v zmrazeném stavu.

 

Video 1: Projekt výzkumu vlivu mikrogravitace na bakterie a jejich odolnosti vůči antibiotikům

 

Tento výzkum má několik důležitých aspektů. Asi tím nejdůležitějším je jedinečná, bezpochyby velice motivující možnost studentů podílet se plnou mírou na zajímavém kosmickém experimentu, a to od počátečního projektu až po výsledky. Ty jistě nejsou bez případného praktického významu. Lze totiž předpokládat, že dostojíme-li druhovému označení sapiens a geopolitické napětí neuvolníme ve vzájemném fatálním ostřelování, poletí do blízkého a časem asi i vzdálenějšího kosmického prostoru stále více lidí a mnozí v něm stráví měsíce, ne-li roky.

 

Zcela recentně Biden – Harrisova administrativa schválila prodloužení provozu ISS až do roku 2030. Toto rozhodnutí souvisí s americkým plánem, který předpokládá, že v té době bude na oběžné dráze umístěna alespoň jedna více komerčně zaměřená vesmírná stanice některé ze soukromých společností (Axiom, Blue Origin, Nanoracks & Lockheed Martin...). Provoz ISS je pro samotnou NASA příliš nákladný, ale bez kosmické stanice USA zůstat nehodlá. Čína totiž rychle dohání. Od konce dubna 2021 Zemi obíhá základní a postupně kompletizovaný a doplňovaný modul vesmírné stanice Tchien-kung projektované pro tříčlennou posádku. Také Indie má nemalé plány stát se v pořadí čtvrtou zemí s vlastním programem vesmírných misí s lidskou posádkou. Letos by měla proběhnout testovací fáze a první indičtí astronauté v indické raketě prý do kosmu zamíří již v roce příštím. Indická organizace pro výzkum vesmíru ISRO se netají cílem mít časem na oběžné dráze i vlastní kosmickou stanici. Není tedy zcela bez kontextu – i geopolitického – že na mnohých nejen studentských projektech NASA se nezřídka objevují indická jména.

Video 2: Každý astronaut kontaminuje prostředí kosmického plavidla mikroorganizmy, které si nosí s sebou a které v delším horizontu mohou let ovlivnit.

 

Stručně přehled dalších čtyř studentských projektů právě probíhajících na ISS:

1/ Působení prostředí mikrogravitace na schopnost housenek zavíječe voskového degradovat plasty (Microgravity Environment Impact on Plastic Biodegradation by Galleria mellonella), Arkansas State University

Zavíječ voskový je mol z čeledě Pyralidae, kam patří i nám všem nechvalně známý mol potravinový. Zavíječ voskový je ale „noční můrou“ včelařů, protože jak napovídá název, napadá včelí plásty, kterými se housenka prožírá a v nichž se i zakuklí. Díky chemikáliím obsaženým v trávícím traktu housenky jsou schopny trávit i polyetylén, což je zajímavá vlastnost z hlediska biodegradace tohoto plastu. Jen pro zajímavost: samčí „píseň lásky“ mola nezní v mollové stupnici, nýbrž jde o ultrazvukové pulzy.

 

 

2/ Výzkum biopolymerů pro využití možností prostředí in-situ (Biopolymer Research for In-Situ Capabilities - BRIC), Stanfordská Univerzita

Výzkum jako gravitace ovlivňuje tvorbu cihel tvořených z půdy zpevňované biopolymery (biopolymer-bound soil composite – BSC). Projekt zahrnuje i navržení prototypu automatického stroje produkujícího BSC cihly například z marťanského regolitu v prostředí Marsu. Cílem projektu je proto sledování, jako nízká gravitace může ovlivnit celý proces tvorby takových cihel.

 

3/ Bakteriálně rezistentní polymery v prostředí mikrogravitace (Bacteria Resistant Polymers in Microgravity) - University of Idaho

Cílem vybraného projektu je zjistit, jak mikrogravitace ovlivňuje účinnost bakteriím odolných polymerů.

 

4/ Nové metody hledání antibiotik ve vesmíru (Novel Methods of Antibiotic Discovery in Space - NoMADS) University of New Hampshire at Manchester

Zkoumání, jak mikrogravitace ovlivňuje množství bakteriálních izolátů, které produkují antibiotické metabolity. Výzkum by měl přispět také k pochopení změn mikrobiomu lidí pobývajících v kosmu a tím i k bezpečnější a cílenější léčbě případných bakteriálních infekcí astronautů.

 

Video 3: Posádka ISS se podílí na několika experimentech projektovaných vědeckými institucemi:

 

Zdroj: Columbia University, NASA 1, 2, 3