Cesta do vesmíru málokdy probíhá podle původního plánu. Své o tom ví i tým experimentu ZOE, který připravuje jeden z třinácti českých experimentů pro národní misi na Mezinárodní vesmírnou stanici (ISS).
Poslední měsíce přinesly projektu významnou změnu. Vědci museli reagovat na nové podmínky pro transport biologických vzorků a během krátké doby přepracovat část experimentu tak, aby si zachoval svou vědeckou hodnotu i šanci na úspěšnou realizaci ve vesmíru. Právě schopnost rychle hledat nová řešení ukazuje, jak náročná a zároveň fascinující je cesta od vědeckého nápadu k experimentu, který se jednou vydá na oběžnou dráhu.
Když je potřeba změnit plán
Experiment ZOE zkoumá vliv kosmického prostředí na biologii primordiálních zárodečných buněk a raný embryonální vývoj. Výsledky mohou v budoucnu přispět k lepšímu pochopení vývojových procesů souvisejících se vznikem pohlavní plodnosti v podmínkách mikrogravitace a kosmického záření.
V květnu tým čelil nečekané výzvě. Změnily se podmínky pro transport biologických vzorků z ISS zpět na Zemi. Kapacita “cold stowage”, systémů, které zajišťují přepravu vzorků při kontrolované nízké teplotě, byla pro návrat výrazně omezena a navíc bude pravděpodobně sdílena s dalšími experimenty. Za těchto okolností by se počet původně plánovaných vajec kura domácího výrazně snížil, což by mohlo ohrozit dosažení plánovaných vědeckých cílů.
Křepelka japonská místo kura domácího
Tým proto musel během několika týdnů přehodnotit základní parametry experimentu a najít nové řešení. Volba nakonec padla na křepelku japonskou. Její vejce jsou přibližně čtyřikrát menší než vejce kura domácího, a umožňují tak přepravit větší počet vzorků při zachování stejných prostorových nároků. Díky tomu může tým pokračovat v naplňování původních vědeckých cílů mise.
Změna modelového organismu však znamenala mnohem víc než pouhou výměnu jednoho druhu za druhý. Bylo nutné zajistit nový zdroj násadových vajec, připravit experimentální protokoly a zahájit sérii ověřovacích testů zaměřených na přežití embryí během transportu. První výsledky jsou povzbudivé. Naznačují, že nově zvolený přístup by mohl umožnit úspěšnou realizaci experimentu i přes omezené transportní kapacity.
Každá odpověď přináší nové otázky
Přechod na nový modelový organismus otevřel také řadu dalších odborných témat. Výzkumníci nyní připravují metodiku identifikace primordiálních zárodečných buněk prostřednictvím detekce exprese markerových genů a proteinů a současně ve spolupráci s NASA řeší požadovaný stupeň biologické bezpečnosti experimentu.
Právě bezpečnost představuje jednu z nejdůležitějších součástí příprav každého experimentu mířícího na ISS. Křepelčí vejce jsou v současnosti posuzována v režimu Biosafety Level 2, což znamená požadavek na dvě nezávislé ochranné bariéry. Ten významně ovlivňuje návrh transportního boxu i celkovou konstrukci experimentu.
Současně pokračuje vývoj transportního systému, který musí splnit náročné technické požadavky a zároveň zajistit dostatečný přísun kyslíku pro vyvíjející se embrya během celé cesty na oběžnou dráhu.
Síla spolupráce napříč obory
Přestože květen přinesl zásadní změny v plánování experimentu, ukázal také schopnost týmu rychle reagovat na nové okolnosti.
Během několika týdnů se podařilo propojit odborníky z oblasti embryologie, molekulární genetiky, radiobiologie, kosmického výzkumu i technického vývoje a společně najít řešení, které zachovává původní vědecké cíle mise.
Významným krokem bylo také rozšíření mezinárodní spolupráce. V květnu bylo podepsáno memorandum o spolupráci s Ústavem jaderné fyziky Polské akademie věd v Krakově, které otevírá nové možnosti pro radiační experimenty. Do vývoje transportního systému se navíc zapojili odborníci z Ústavu fyziky materiálů AV ČR, v.v.i., kteří přinášejí cenné zkušenosti s matematickým modelováním působení vibrací na vejce v transportním boxu. Právě propojení různých vědeckých oborů, institucí a partnerů patří mezi největší přednosti projektu ZOE.
Od laboratoře ke studentům
Projekt ZOE není jen o výzkumu a laboratorní práci. Tým se dlouhodobě věnuje také popularizaci vědy a vzdělávání mladé generace. Na jaře představil experiment ZOE kadetům programu Zero G. Ti měli možnost nahlédnout do světa embryologie a radiobiologie a seznámit se s tím, jak vznikají experimenty určené pro pobyt na Mezinárodní vesmírné stanici.
Na tuto aktivitu navázala také prezentace projektu na Veletrhu vědy, kde si návštěvníci mohli prohlédnout praktické ukázky práce s embryi a dozvědět se více o tom, jak kosmické prostředí ovlivňuje živé organismy.
Další krok: dokumentace pro ESA
Vedle vědecké práce pokračují také přípravy klíčových dokumentů pro Evropskou kosmickou agenturu. Tým dokončuje dokumentaci pro HMST (Human Material Safety and Toxicity), který posuzuje možná rizika experimentu s křepelčími vejci pro posádku i samotnou ISS. Současně se blíží dokončení dokumentu ARD (Application Requirements Document), jenž převádí vědecké cíle experimentu do konkrétních technických a provozních požadavků.
Následovat bude příprava Design Reportu, který detailně popíše navržené technické řešení a jeho připravenost pro integraci na palubu ISS.
Každý z těchto kroků představuje důležitý milník na cestě od laboratorního výzkumu k experimentu, který bude jednou pracovat ve skutečných podmínkách vesmíru.
ZOE je jedním z třinácti českých experimentů připravovaných pro národní misi na ISS. Poslední měsíce ukázaly, že cesta do vesmíru není jen o technologiích, laboratorních testech a technických dokumentech. Je především o lidech, kteří dokážou hledat nová řešení i ve chvílích, kdy se podmínky nečekaně změní.
Právě díky této schopnosti mohou české experimenty obstát i v nejnáročnějším prostředí, jaké lidstvo zná. A právě díky týmům, jako je ten kolem projektu ZOE, se Česká republika krok za krokem přibližuje své cestě do vesmíru.