Wyhodowali rośliny w warunkach zbliżonych do księżycowych

Młodzi naukowcy z Politechniki Warszawskiej wyhodowali rośliny w warunkach zbliżonych do tych na Księżycu. Było to możliwe m.in. dzięki zastosowaniu w module do hodowli roślin symulanta gleby księżycowej i użyciu odpowiednich bakterii w procesie kosmicznej uprawy.

O pracy młodych naukowców poinformowała na swojej stronie internetowej Politechnika Warszawska (PW). Studenci PW wzięli udział w projekcie IGLUNA, przedsięwzięciu Space Innovations i Europejskiej Agencji Kosmicznej skupionym na idei eksploracji kosmosu. Jak podkreśla uczelnia, projekt IGLUNA 2021 dał studentom możliwość udziału w międzynarodowym, wspólnym projekcie na wizjonerski temat kosmiczny. Celem misji było zademonstrowanie technologii podtrzymywania życia w ekstremalnym środowisku dla siedliska kosmicznego i obsługa nowatorskich technologii za pomocą trybu zdalnego sterowania.

W ramach projektu studenckie zespoły z całego świata mogły testować swoje technologie, m.in. łaziki i systemy nawigacji. Wydarzenie odbyło się na szwajcarskiej górze Pilatus, którą zamieniono w kolonię kosmiczną. Młodzi badacze z PW sprawdzili działanie swojego innowacyjnego rozwiązania - samowystarczalnego modułu do hodowli roślin w warunkach księżycowych - SAMPLE 2 (Semi-Autonomous Modular Plant and other Life-sustaining Experiment 2).

"Po wspinaczce i podróży kolejką górską na wysokość 2132 metrów studentom udało się zainstalować moduł na skalistym, niełatwym terenie. Sterować mogli nim wyłącznie zdalnie. Organizatorzy zaplanowali przesyłanie danych przez internet z 2,5-sekundowym opóźnieniem, tak aby odzwierciedlić realia sterowania sprzętem znajdującym się w przestrzeni kosmicznej" - poinformowano na stronie internetowej uczelni.

Po zakończonym etapie terenowym i sprawdzeniu modułu okazało się, że eksperyment się powiódł. "Połączenie rozwiązań technicznych z odpowiednio przygotowanym regolitem pozwoliło wykiełkować roślinom, a studentom - myśleć poważnie o kontynuowaniu projektu" - informuje PW.

SAMPLE 2 jest kontynuacją projektu SAMPLE, przygotowanego na potrzeby zeszłorocznej kampanii IGLUNA. "Korzystamy z tego samego modułu, który był zbudowany w zeszłym roku, ale w zmodyfikowanej wersji. Poza ogrzewaniem ulepszyliśmy m.in. czujnik CO2 i czujnik światła, który mierzy intensywność światła białego i konkretne kolory. Żeby rośliny mogły rosnąć, potrzebny jest odpowiedni balans między czerwienią, niebieskim i zielonym" - powiedziała Gabriela Mystkowska, studentka koordynująca techniczne aspekty SAMPLE 2, cytowana na stronach internetowych PW.

Zamknięty ekosystem wewnątrz każdego modułu jest chroniony przed ekstremalnymi warunkami zewnętrznymi dzięki zastosowaniu izolacji termicznej oraz radiacyjnej. Energię potrzebną do zasilania wewnętrznych funkcji zapewniają panele słoneczne. Jednak - jak podkreślono w informacji PW - to nie zmiany techniczne, a część biotechnologiczna jest największą rewolucją w zmodyfikowanym projekcie.

"Od firmy Off Planet Research udało nam się kupić symulant gleby księżycowej. To najlepsze podłoże symulujące księżycowy regolit, które jest dostępne do komercyjnego użytku. Do lepszych rozwiązań ma dostęp tylko NASA i inne agencje kosmiczne" - mówił Konrad Uściło, koordynator sekcji biotechnologicznej w projekcie, student Politechniki Warszawskiej. Ten niszowy produkt charakteryzuje się niemal idealną strukturą, kompozycją, gęstością i składem chemicznym, pozwala więc na pracę w "warunkach księżycowych".

Ważną rolę w projekcie odgrywają też mikroorganizmy, których zadaniem jest pomóc w przekształceniu właściwości symulantu w taki sposób, aby efektywnie rosły na niej rośliny, do których przeznaczony jest moduł.

Poszukując odpowiednich bakterii, studenci musieli pamiętać o wymaganiach, jakie stawia gleba księżycowa - i zadbać o to, aby była użyteczna w procesie kosmicznej uprawy. Wybór padł m.in. na szczep Shewanella oneidensis, którzy studenci PW pozyskali z Instytutu Biochemii i Biofizyki PAN. "W praktyce korzysta ze wszystkich możliwych związków organicznych, w tym z CO2. Lubi niskie pH, ma też bardzo ciekawy metabolizm, który sprawdza się przy metalicznym podłożu, potrafi redukować m.in. uran" - wyliczył zalety bakterii Konrad Uściło.

W SAMPLE 2 wykorzystane są również m.in. grzyby Cryptococcus albidius wydzielające ureazę, które są zdolne do rozkładania mocznika, co z kolei umożliwia zdobycie związków azotowych potrzebnych roślinom.