Během letošního Czech Space Weeku bylo představeno třináct českých vědeckých experimentů, které by měl Aleš Svoboda vzít na svou národní misi na Mezinárodní kosmickou stanici. Novináři tehdy získali řadu zajímavých detailů o jednotlivých projektech – a právě ty teď postupně představím v novém seriálu Experimenty pro Aleše Svobodu na ISS. Každý týden se na našem webu objeví článek věnovaný jednomu konkrétnímu experimentu. A i když je u textů uvedeno moje jméno, nechci si přivlastňovat zásluhy – jde o přepracované a doplněné texty vycházející z oficiálních tiskových zpráv. Série půjde podle abecedy, takže jako první přichází na řadu experiment AstroDesmus, nesoucí podtitul Mikroskopické řasy jako nástroj pro budoucí těžbu kovů a přežití na Marsu, na kterém se podílí Mendelova univerzita Brno, Extremo Technologies a ICE Cubes Services.

Pokud má lidstvo jednou žít na Měsíci nebo na Marsu, nebude možné spoléhat na dovoz všeho potřebného ze Země. Vědci proto zkoumají, jak využít místní suroviny a jak vyvinout systémy, které by dokázaly udržet život mimo naši planetu. Jedním z kroků tímto směrem je experiment AstroDesmus. Ten zkoumá, zda by české mikroskopické řasy mohly pomoci nejen při těžbě kovů, ale i při zajištění životních podmínek pro budoucí osadníky na Marsu. Projekt tak míří k soběstačným misím ve vesmíru – a zároveň přináší přínos i pro Zemi. Technologie ověřené v kosmu by totiž mohly pomoci s ekologickým čištěním důlních vod, dekontaminací průmyslových oblastí či s recyklací kovů z odpadů.

Experiment AstroDesmus má za úkol ověřit, zda dokáže řasa Desmodesmus armatus přežít a prospívat v prostředí podobném tomu na Marsu. Vědci chtějí zjistit, jak si poradí s chloristany – solemi běžně se vyskytujícími v marsovské půdě, které představují překážku pro budoucí pěstování rostlin i hospodaření s vodou. Součástí projektu je také testování tzv. biominingu, tedy biologické těžby kovů. Mikrořasy totiž umějí z okolního prostředí akumulovat těžké kovy, jako je měď, nikl nebo kadmium, a tím je efektivně získávat či odstraňovat z kontaminovaných vod.

Tyto organismy jsou pro podobné úkoly ideální – z oxidu uhličitého a světla vytvářejí kyslík i biomasu a zároveň dokážou čistit prostředí od toxických látek. Pokud se potvrdí, že Desmodesmus armatus zvládne fungovat i v kosmickém prostředí, mohla by se stát cenově dostupným a spolehlivým biologickým nástrojem pro uzavřené ekosystémy i získávání místních surovin na jiných planetách.

Půjde o vůbec první pokus v historii, kdy bude tento druh řasy zkoumán na oběžné dráze s ohledem na odolnost vůči chloristanům a schopnost biominingu. Na výsledky experimentu navážou dřívější projekty ESA, například BioRock, který se zaměřoval na mikrobiální těžbu. AstroDesmus ale posune výzkum dál – od bakterií k eukaryotním mikrořasám, jež mají velký potenciál pro budoucí biologické systémy podpory života.

Během experimentu budou mikrořasy uzavřeny do pevného hydrogelu, který je udrží na místě i v prostředí mikrogravitace. Vědci je umístí do zařízení ET Cube, kde pro ně zajistí přesně regulované podmínky – tedy světlo a teplotu – a budou sledovat jejich reakce na různé koncentrace chloristanů a těžkých kovů, konkrétně mědi, niklu a kadmia. Po dvoutýdenní misi budou vzorky ihned zafixovány, aby se zachoval jejich aktuální stav pro pozdější podrobnou analýzu.

Jakmile se zařízení ET Cube vrátí na Zemi, proběhne identický experiment v laboratorních podmínkách. Díky tomu bude možné přímo porovnat účinky mikrogravitace a kosmického záření s chemickým působením samotných látek.

Analýzy po návratu ukážou, jak se řasy s náročnými podmínkami vypořádaly – zda dokázaly přežít a růst v přítomnosti marsovských chloristanů, jak účinně zachycovaly těžké kovy z prostředí a jak se přizpůsobila jejich fyziologie. Vědci budou zkoumat změny ve fotosyntéze, složení pigmentů i v produkci metabolitů, které napoví, jak buňky reagovaly na prostředí kosmického prostoru.

Na závěr si ještě představíme tři hlavní zástupce řešitelského týmu.

Mgr. Katarína Molnárová
Působí jako výzkumnice v týmu Space Agri Technologies na Mendelově univerzitě v Brně. Vystudovala molekulární biologii a fyziologii rostlin a dlouhodobě se věnuje studiu organismů schopných přežít v extrémních podmínkách. Zabývala se například stresovou fyziologií arktických mechů a dnes se zaměřuje na mikrořasy, sinice a rostliny využitelné v kosmických projektech i v moderním zemědělství. Aktivně působí ve Slovenské organizaci pro vesmírné aktivity (SOSA), kde od roku 2024 zastává funkci místopředsedkyně.
Podílí se na přípravě experimentů se sinicemi a řasami pro vesmírné mise a pravidelně pracuje v týmech analogových „marťanských“ expedic. Své zkušenosti přenáší i do praxe – spolupracuje na vývoji biofólií pro zemědělství, zúrodňování substrátů s vlastnostmi podobnými marťanskému regolitu a na využití umělé inteligence pro včasnou detekci chorob a škůdců ve sklenících. Jejím cílem je, aby biologické systémy podporovaly udržitelné hospodaření na Zemi a zároveň umožnily soběstačné dlouhodobé mise mimo naši planetu.

Ing. Libor Lenža, Ph.D.
Dlouholetý pracovník Ústavu chemie a biochemie Agronomické fakulty Mendelovy univerzity v Brně, kde se specializuje na kosmické technologie a využití řas a sinic v extrémních podmínkách – ať už na Zemi, nebo ve vesmíru. V rámci skupiny Space Agri Technologies se zaměřuje na technický vývoj systémů pro kultivaci, transport a uchovávání mikrořas a sinic, včetně návrhu a konstrukce zařízení určených pro nasazení v kosmickém prostředí.
Zabývá se také zemědělskou produkcí v náročných podmínkách a konceptem tzv. space farmingu, při kterém sleduje, jak rostliny reagují na stresové vlivy a jak lze tyto poznatky využít s pomocí umělé inteligence. Kromě výzkumné práce se dlouhodobě věnuje popularizaci vědy a působí jako ředitel Hvězdárny Valašské Meziříčí, která se aktivně zapojuje i do vědeckých a vzdělávacích projektů.

Ing. Vedran Milosavljević, Ph.D.
Vedoucí výzkumné skupiny Space Agri Technologies na Mendelově univerzitě. Jeho práce se zaměřuje na biologický výzkum v kosmických podmínkách a vývoj bioplastů pro udržitelné využití. Zkoumá možnosti aplikace rostlinných systémů, enzymů a biopolymerů v extrémních prostředích a propojuje poznatky z organické chemie, biologie a materiálových věd. Pod jeho vedením vzniká multidisciplinární výzkumný tým, který spojuje biologické inovace s technologiemi budoucnosti.

Zdroje informací:
Tisková zpráva

Zdroje obrázků:
Tisková zpráva