Znanost na krovu Artemis 2

Zgodba iz vesolja

Nazaj

Zemljin zahod, ki ga je 6. aprila 2026 posnela posadka odprave Artemis 2. Vir: Wikipedija.

Odprava Artemis 2 je eden največjih dosežkov na področju raziskovanja vesolja. Njena izstrelitev predstavlja korak v smeri nastanitve na Luni ter osvajanja Osončja. Artemis 2 je preizkušala meje človeške vzdržljivosti, hkrati pa so posebne naprave na njenem krovu izvajale meritve, ki bodo ključnega pomena za prihodnja potovanja na Mesec in Mars. Skupaj z astronavti je Artemis 2 v vesolje ponesla šest znanstvenih poskusov. Nekateri so ostali v Zemljinih tirnicah, spet drugi so astronavte spremljali na njihovi, več kot milijon kilometrov dolgi poti.

ARCHeR (lokostrelec)

Med dolgotrajnim bivanjem v vesolju so astronavti izpostavljeni nekaterim skrajnimi okoliščinam, kot so izolacija, omejenost na majhen bivalni prostor, stres, pomanjkanje spanja ter neurejeni urniki.

Kot primer naj navedemo da astronavti na Mednarodni vesoljski postaji v roku 24 ur doživijo kar 16 sončnih vzhodov in zahodov, kar lahko privede do pomanjkanja spanja. Posledično lahko pride do cirkadiane desinhronizacije, neskladja med notranjo biološko uro ter zunanjimi okoljskimi dejavniki. Skupaj s preobremenjenostjo z delom lahko ti dejavniki privedejo do vedenjskih sprememb, psihiatričnih motenj, vplivajo lahko na odnose med člani posadke in posledično zmanjšajo njihovo učinkovitost. Posledice dolgotrajnega bivanjanja v vesolju so lahko dolgoročne in negativne za zdravje astronavtov in seveda za uspeh vesoljskih odprav.

Zapestnica ARCHeR. Vir: NASA.

Da bi spremljali počutje ter aktivnost članov posadke, so NASINI znanstveniki razvili eksperiment imenovan Raziskave zdravja in pripravljenosti posadke na odpravi Artemis (Artemis Research for Crew Health & Readiness). Šlo je za enega najmanjših pa vendar najpomembnejših poskusov na krovu odprave Artemis 2, ki sestoji iz zapestnic, ki še najbolj spominjajo na pametne ure. Te so brez prestanka bedele nad počutjem astronavtov ter njihovo aktivnostjo, beležile so njihove vzorce spanja ter medsebojne interakcije. Poleg podatkov z zapestja so astronavti pred in po misiji opravljali še kognitivne ter vedenjske teste s čimer bodo znanstveniki lahko proučevali vedenjske spremembe pred in med odpravo. 

AVATAR – organi na čipu

Eno največjih tveganj med dolgotrajnim bivanjem v vesolju predstavljajo kozmični delci. Gre za jedra atomov, povečini vodika, ter elektrone, ki po vesolju potujejo s hitrostmi ki so blizu svetlobni in imajo posledični izjemno visoke energije.

Ti delci predstavljajo veliko težavo za vesoljska potovanja, saj lahko poškodujejo naša tkiva ter povzročijo resna obolenja, kot je na primer rak. Zemlja nas pred večino njih varuje s svojim magnetnim poljem ter dokaj gostim ozračjem. Tako površje našega planeta doseže le relativno malo kozmičnih delcev. Zemljin magnetni ščit tvori nekakšno votlino okrog Zemlje, ki ji pravimo magnetosfera.

Ščit postaja z naraščujočo razdaljo od Zemlje čedalje šibkejši, odprava Artemis 2 pa je večino časa preživela izven magnetosfere, popolnoma izpostavljena vplivu teh delcev. Na srečo je misija trajala le deset dni.

Toda, med dolgoročnimi NASINIMI cilji sta vzpostavitev naseldbine na Luni ter potovanje na Mars. Nobeno od teh teles nima dovolj močnega magnetnega polja ali dovolj gostega ozračja, da bi svoje obiskovalce lahko zaščitilo pred kozmičnimi delci. Poleg tega bo samo potovanje na Rdeči planet trajalo kakšnih devet mesecev, celotna odprava, vključujoč bivanje na Rdečem planetu, pa kar tri leta. Nekatere pretekle raziskave so pokazale, da zaradi kozmičnih delcev obstaja 4 odstotna verjetnost, da astronavti med odpravo zbolijo za smrtonosnim rakom ter celo 10 odstotna verjetnost za pojav raka po koncu odprave.

Organ na čipu. Vir: NASA.

Za proučevanje vpliva kozmičnega sevanja ter mikrogravitacije na človeško telo je NASA zasnovala eksperiment imenovan Avatar (A Virtual Astronaut Tissue Analog Response). Vsakemu članu posadke so odvzeli vzorec celic kostnega mozga, ki so jih nato gojili na posebnem čipu velikosti USB-ključa, ki so ga poimenovali organ na čipu (organ-on-a-chip). Te celice so bile med odpravo izpostavljeni kozmičnim delcem. Po vrnitvi jih bodo znanstveniki primerjali s celicami, ki so ostale na Zemlji, s čimero bodo lahko določili, kako je nanje vplivalo vesoljsko potovanje.

Ni naključje, da vzorci vsebujejo celice kostnega mozga. To tkivo namreč tvori rdeče in bele krvničke ter krvne ploščice. Ker se številne bolezni, zlasti krvni raki, najprej pojavijo v kostnem mozgu, so omenjeni vzorci na čipih idealni za njihovo diagnozo ter za spremljanje odziva imunskega sistema na razne terapije.

Poleg kostnega mozga so bili posadki pred in med odpravo odvzeti še drugi vzorci, vključno s krvjo, urinom in slino, s čimer so lahko znanstveniki spremljali njihovo zdravja srca in ožilja ter delovanja imunskega sistema in to v obdobju od približno šestih mesecev pred izstrelitvijo pa vse do enega meseca po povratku. Dodatni testi vključujejo sposobnost ravnotežja, mišično zmogljivost, analizo mikrobioma ter zdravja oči in možganov.

Poskusi v velikosti škatle za čevlje

Odprava Artemis 2 je v visokozemeljske orbite vtirila tudi štiri majhne satelite CubeSat, ki so jih prispevale štiri države, Nemčija, Argentina, Južna Koreja in Savdska Arabija. Gre za znanstvene eksperimente, katerih velikost je podobna škatli za čevlje. Med  njimi so:

• TACHELES, ki ga je prispevalo nemško podjetje Neurospace. Njegov cilj je bil preučevati delovanje elektronskih komponent, ki bodo nekoč sestavljale lunarna vozila, v vesolju. Predvsem jih je zanimal vpliv kozmičnih delcev ter sevanje v Van Allenovih sevalnih pasovih.
• ATENEA sta prispevali argentinska Nacionalne komisije za vesoljske dejavnosti ter Univerza la Plata. Z njim naj bi preizkušali komunikacije na dolge razdalje, zbirali podatke sistema GPS na razdaljah, ki so večje od satelitov GPS ter merili kozmično sevanje in njegov učinek na elektronske komponente.
• K-RadCube je misija Južnokorejske vesoljske agencije katere namen je preučiti vplive sevanja v Van Allenovih sevalnih pasovih in v okolici Lune na poseben silikonski dozimeter s katerim imitirajo človeško tkivo.

K-RadCube. Vir: KASA via X.

• Space Weather CubeSat-1 ali SHAMS je prispevala Vesoljska agencija Savdske Arabije z namenom preučevanja učinkov vesoljskega vremena v okolici Lune, torej izven Zemljinega magnetnega polja.

Satelit ATENEA, ki ni imel lastnega pogona, je zgorel v ozračju po enem samem obhodu okoli Zemlje. Satelit K-RadCube je morda prav tako že zgorel. Tega zagotovo ne vemo, saj z njim nikoli niso vzpostavili uspešne  komunikacije.

Vsak znanstveni poskus na krovu odprave Artemis 2 bo priskrbel pomembne podatke, ki bodo služili kot podlaga za razvoj novih tehnologij, ki bodo odigrale pomembno vlogo pri boljši zaščiti, zdravju in počutju astronavtov na bodočih poletih na Luno in Mars. 

Dodatna čtiva za najbolj radovedne

1. Artemis II: Scientific research during the mission, Canadian Space Agency.
2. ARCHeR, NASA.
3. Velika težava vesoljskih potovanj, Sončni blog.
4. Jäkel, O., (2004), Radiation hazard during a manned mission to Mars, Zeitschrift für Medizinische Physik, Volume 14, Issue 4, Pages 267-272, ISSN 0939-3889, http://www.sciencedirect.com/science/articl e/pii/S0939388915700097
5. Artemis II AVATAR (A Virtual Astronaut Tissue Analog Response), NASA.
6. 10 Things to Know About Organ Chips and How They Benefit Humanity, NASA.
7. NASA to Fly International CubeSats Aboard Artemis II Test Flight, NASA.  
8. Tacheles (satellite), Wikipedia.
9. ATENEA (satellite), Wikipedia.

K-RadCube, Wikipedia.