Jak wyhodować rzeżuchę na Księżycu

W drugiej połowie lipca szwajcarska góra Pilatus zamieniła się w kolonię kosmiczną, w której studenci z całego świata testowali rozwiązania przygotowane na potrzeby projektu IGLUNA. Wśród nich znaleźli się młodzi badacze z Politechniki Warszawskiej – twórcy modułu do hodowli roślin w niesprzyjających warunkach.

Projekt IGLUNA to przedsięwzięcie Space Innovations  i Europejskiej Agencji Kosmicznej skupione na idei eksploracji kosmosu. Podczas kampanii terenowej studenckie zespoły miały okazję przetestować swoje technologie, m.in. łaziki i systemy nawigacji. Próbę przeszło też oryginalne rozwiązanie stworzone przez zespół studentów z PW – samowystarczalny moduł do hodowli roślin w warunkach księżycowych.

SAMPLE 2 (Semi-Autonomous Modular Plant and other Life-sustaining Experiment 2), bo tak się nazywa system stworzony przez naszych inżynierów, jest kontynuacją projektu SAMPLE przygotowanego na potrzeby zeszłorocznej kampanii IGLUNA. 

Podobieństwa i różnice

– 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 – mówi Gabriela Mystkowska, studentka koordynująca techniczne aspekty SAMPLE 2. 

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 to nie zmiany techniczne, a część biotechnologiczna jest największą rewolucją w zmodyfikowanym projekcie. Jak mówi Konrad Uściło, koordynator sekcji biotechnologicznej w projekcie, zespół postanowił rzucić się na głęboką wodę i działać zgodnie z ideą terraformacji. – 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 – tłumaczy nasz student. Ten niszowy produkt charakteryzuje się niemal idealną strukturą, kompozycją, gęstością i składem chemicznym, pozwala więc na pracę w “warunkach księżycowych”. 

Casting dla bakterii

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 nasi studenci pozyskali z Instytutu Biochemii i Biofizyki PAN. – W praktyce z 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 – wylicza zalety bakterii Konrad Uściło. 

W SAMPLE 2 wykorzystane są również m.in. grzyby Cryptococcus albidius wydzielające ureazę. Są zdolne do rozkładania mocznika, co z kolei umożliwia zdobycie związków azotowych potrzebnych roślinom. Szczep jest niegroźny dla człowieka, jednak zaleca się, aby osoby z obniżoną odpornością obsługiwały zawierający go moduł ze szczególną ostrożnością.

Wielki test w terenie

Nasi studenci sprawdzili działanie swojej technologii podczas kampanii na górze Pilatus. 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.

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. Do tego przekonywali zresztą zespół z PW odwiedzający Muzeum Transportu Szwajcarii. To tam znajdowała się swoista dyspozytornia projektu IGLUNA, a SAMPLE 2 i inne drużyny prezentowały swoje technologie i odpowiadały na pytania zainteresowanych.

Zespół SAMPLE 2

część biotechnologiczna, Wydział Chemiczny, KNB „Herbion” (opiekun: dr hab. Joanna Cieśla, prof. PW, Wydział Chemiczny)

• Konrad Uściło
• Zuzanna Lewandowska
• Michał Sawicki
• Anastasiia Hrunyk
• Karolina Olszewska
• Katarzyna Jankowska

część mechaniczna, Studenckie koło Astronautyczne (opiekun: prof. Jan Kindracki z Wydziału Mechanicznego Energetyki i Lotnictwa)

• Magdalena Mącik
• Gabriela Mystkowska
• Patryk Sulej
• Ryszard Zawiła

Więcej informacji o wydarzeniu można znaleźć na stronie https://space-innovation.ch/igluna.