Mezinárodní vesmírná stanice (ISS) je už přes dvacet sedm let orbitální laboratoří lidstva. Jenže nejde o běžné vědecké pracoviště. Je to laboratoř vystavená prostředí, které je v mnoha ohledech nepřátelské. Čelí mikrogravitaci, kosmickému záření, izolaci a trvalému tlaku na posádku. V takových podmínkách se věda nejen dělá jinak, ale mění se i samotná metodologie a hodnoty, podle kterých poznání posuzujeme.
Zdroj: commons.wikimedia.org
Extrémní prostředí jako proměnná
ISS je unikátní především mikrogravitací. Kapaliny se v beztíži lepí k povrchům, neexistuje konvekce, mění se přenos tepla i podoba plamene. Biologické buňky rostou ve 3D shlucích a přepínají geny jinak než na Zemi. To přináší příležitosti, které by v běžné laboratoři nikdy nevznikly, ale zároveň nutí výzkumníky přepracovávat metodiky experimentů. Další faktor představuje kosmické záření, které bombarduje stanici a zasahuje vzorky, elektroniku i samotnou posádku. K tomu připočtěme logistická omezení – na ISS není sklad s chemikáliemi ani náhradními díly, vše se musí naplánovat předem. A pak je tu lidský faktor. Astronauti pracují izolovaně, v permanentním stresu a s narušeným spánkovým rytmem. To snižuje jejich výkon a zvyšuje riziko chyb. Všechny tyto proměnné zásadně ovlivňují kvalitu vědeckého poznání.
Kvalita výzkumu v kontextu ISS
Na Zemi se kvalita měří podle replikovatelnosti, přesnosti a validity. Ve vesmíru je to složitější. Experimenty bývají jednorázové – každý start je drahý a čas posádky vzácný. Vědci proto doporučují jednoduchý design a robustní aparatury, aby jediný pokus vydal co nejvíc. Další výzvou je zpoždění při analýze. Vzorky se často hodnotí až po návratu na Zemi, někdy i po měsících. Během té doby se biologické materiály mění, adaptují na gravitaci nebo degradují. A samotný návrat s přetížením a vibracemi může výsledky zkreslit. Standardizace je také těžší. Pozemní simulátory, parabolické lety nebo pádové věže (drop towers), dokážou napodobit jednotlivé aspekty mikrogravitace, ale nikdy ne celé prostředí. ISS je proto nenahraditelná, i když metodologicky „křehká“.
Zdroj: commons.wikimedia.org
Lidský faktor
Astronauti jsou univerzální výzkumníci. Umí obsluhovat bioreaktory, zapojit aparatury i provést odběr krve. To umožňuje improvizace, které někdy vedou k průlomům – třeba „kávový“ experiment Dona Pettita, jenž ve volném čase studoval chování částic a přispěl k lepšímu pochopení procesů shlukování hmoty ve vesmíru. Ale lidský faktor má i stinnou stránku. Spánkový deficit, stres a izolace zvyšují chybovost. Proto je technika na ISS navržena tak, aby minimalizovala omyly: konektory pasují jen jedním způsobem, postupy jsou podrobně sepsané a astronauti dlouhodobě trénovaní. Přesto improvizace zůstává součástí reality.
Zdroj: commons.wikimedia.org
Jak se metodologie mění: Země vs ISS
Studie z posledních let ukazují, že metodologie vědy ve vesmíru se od pozemské zásadně liší: simulace mikrogravitace poskytují užitečná data, ale nikdy nejsou totožná s reálnou beztíží. Na Zemi jsou pokusy v analogovém prostředí většinou krátkodobé (sekundy až dny), zatímco na ISS mohou běžet týdny či měsíce a sledovat pomalé adaptace. ISS je vystavena vibracím a mikroakceleracím, které ovlivňují měření. Metodologie proto musí zahrnovat jejich detekci a korekci.
ISS jako laboratoř vědy o vědě
Metascience, tedy věda o vědě, nám dává možnost podívat se na ISS i jinou optikou než jen biologickou nebo fyzikální. Ukazuje totiž, že v extrémním prostředí se nemění jen výsledky, ale i samotná pravidla vědecké hry. Na Zemi je základním měřítkem kvality replikovatelnost: to, co se potvrdí vícekrát, má váhu. Na ISS ale opakovatelnost často není možná. Experiment se provede jen jednou a přesto má jeho výsledek cenu. Hodnotu zde tedy získává jedinečnost – fakt, že data vznikla v podmínkách, které nikde jinde nelze zopakovat. Podobně se posouvá i pojetí validity. V pozemských laboratořích ji zajišťuje kontrola proměnných a eliminace všech možných vlivů. Na ISS je prostředí natolik složité a těžko ovladatelné, že se validita opírá spíše o robustní design experimentu a o kontext, v němž byl proveden. Vědci se učí věřit výsledkům i tehdy, když je nelze zopakovat. Mění se i samotná otázka, kdo vlastně tvoří vědecké poznání. Na Zemi si často představujeme vědce jako jednotlivce či tým v laboratoři. Na ISS je ale autorství rozptýlené: experiment navrhují odborníci na Zemi, protokoly ladí inženýři, provádějí jej astronauti, generalisté, kteří musí zvládnout vše od biologie po fyziku — a data pak analyzují další týmy zpět na Zemi. Vědec zde není jeden člověk, ale celý propojený systém lidí a strojů. A nakonec epistemologie. ISS posouvá vědu z klasické laboratorní podoby, kde se redukuje složitost, do podoby terénní vědy. Vědec na orbitě už nesnaží odstranit všechny rušivé vlivy, ale spíše je zaznamenává a učí se s nimi žít.
Závěr
ISS ukazuje, že kvalita vědy není univerzální, ale je podmíněná prostředím. V kosmu neplatí stejné standardy jako v pozemské laboratoři. Přesto, nebo právě proto, jsou výsledky z orbitální stanice jedinečné a jejich hodnota je nezastupitelná. V extrémním prostředí se totiž nemění jen data, ale i samotná věda. ISS je důkazem, že vědecké poznání je dynamický proces schopný adaptace a že i v nejnepříznivějších podmínkách může vznikat poznání, které posune lidstvo dál.
Použitá literatura
DeLombard, R., Hrovat, K., Kelly, E., & McPherson, K. (2004). Microgravity environment on the International Space Station (NASA/TM-2004-213039; AIAA 2004-0125). NASA Glenn Research Center. https://ntrs.nasa.gov/citations/20040070758
Ferranti, F., Del Bianco, M., & Pacelli, C. (2021). Advantages and Limitations of Current Microgravity Platforms for Space Biology Research. Applied Sciences, 11(1), 68. https://www.mdpi.com/2076-3417/11/1/68
Herranz, R., Anken, R., Boonstra, J., Braun, M., Christianen, P. C. M., de Geest, M., … van Loon, J. J. W. A. (2013). Ground-based facilities for simulation of microgravity. Astrobiology, 13(1), 1–17. https://doi.org/10.1089/ast.2012.0876
Huang, B., Li, D. G., Huang, Y., & Liu, C. T. (2018). Effect of spaceflight and simulated microgravity suppress bacterial motility. Military Medical Research, 5(18). https://doi.org/10.1186/s40779-018-0162-9
Ma, X., Zhang, X., Wang, X., & Li, Y. (2023). Organoids and tissue chips as emerging models for space biology. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, 11, 1136583. https://doi.org/10.3389/fbioe.2023.1136583
Mayo, M., et al. (2025). Jamming transitions in granular systems under microgravity conditions. arXiv preprint. https://arxiv.org/abs/2504.04161
National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. (2011). Recapturing a future for space exploration. The National Academies Press. https://doi.org/10.17226/13048
Vandenbrink JP, Kiss JZ. Space, the final frontier: A critical review of recent experiments performed in microgravity. Plant Sci. 2016 Feb;243:115-9. doi: 10.1016/j.plantsci.2015.11.004. Epub 2015 Nov 7. PMID: 26795156; PMCID: PMC5739877.
Wang, M., Savin, K. Assessing the scientific and economic impacts of the experiments conducted onboard the International Space Station. npj Microgravity 11, 34 (2025). https://doi.org/10.1038/s41526-025-00485-w
Zdroje obrázků:
https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2016/03/Destiny_module
https://www.blogger.com/blog/post/edit/7592004716307583577/5301168460627620577
https://www.blogger.com/blog/post/edit/7592004716307583577/5301168460627620577
