Od rozmnožování po nanoroboty ve vesmíru: ESA podpoří 13 českých experimentů pro misi Aleše Svobody

Byly představeny během konference Space2Business konané dne 21. října v rámci Czech Space Weeku v pražském Lichtenštejnském paláci. 

Jednotlivé řešitelské týmy, které za vybranými experimenty stojí, nyní mohou začít připravovat první prototypy a následně finální letové kusy. Tato iniciativa je zároveň součástí národního projektu Česká cesta do vesmíru, který propojuje vědu, vzdělávání a průmysl a posiluje české zapojení do kosmických aktivit.

Kromě českého astronauta ve výcviku Aleše Svobody, který je v celém projektu ústřední osobností, vystoupili se svými proslovy také Ondřej Rohlík, manažer programu a delegát za ČR v programové radě ESA pro pilotované lety, mikrogravitaci a průzkum vesmíru, Simon Challis, manažer misí ESA na ISS a ministr dopravy ČR Martin Kupka.

Česká cesta do vesmíru – inspirace pro širší veřejnost a šance pro vědu

„Představení těchto třinácti experimentů je klíčovou součástí projektu Česká cesta do vesmíru. Od samého začátku totiž nejde jen o samotný let českého astronauta na Mezinárodní vesmírnou stanici a zpět. Cílem zároveň bylo rozpohybovat ,sněhovou kouli´ zájmu o přírodovědné a technické obory, o výzkum a vesmír nejen mezi mladou generací, ale napříč celou českou společností,“ popsal projekt v úvodu konference ministr dopravy Martin Kupka. 

Ministr dopravy zároveň zdůraznil, že díky této iniciativě může Česká republika nabídnout prostor i pro projekty, které by se do mezinárodních misí jinak dostávaly jen obtížně. „Česká cesta do vesmíru je v tomto směru unikátní – umožňuje domácím vědeckým týmům z různých oblastí vyzkoušet své experimenty v reálných podmínkách vesmírného letu a posunout tak českou vědu o další krok vpřed,“ uvedl Kupka.

O možnost zapojit se do české kosmické mise projevily od začátku roku 2024 mimořádný zájem univerzity, výzkumné ústavy i technologické firmy z celé republiky. Do úvodní výzvy se přihlásilo 70 návrhů, z nichž po několika kolech odborného hodnocení uspělo třináct nejperspektivnějších. Ty reprezentují široké spektrum českého výzkumu – od nanotechnologií a fyziologie člověka až po vzdělávací aktivity pro školy.

„Získat kontrakt ESA není otázkou jednoho posouzení, ale celého procesu, který zahrnuje několik kol odborného hodnocení. České týmy musely prokázat, že jejich experimenty mají vysokou vědeckou hodnotu a zároveň splňují přísné technické i bezpečnostní požadavky. Nyní začínají pracovat na prototypech, které bude ESA znovu hodnotit z hlediska připravenosti pro integraci do systémů ISS,“ uvedl Ondřej Rohlík.

Vesmírná mise s potenciálem inspirovat celou generaci 

„Zmíněný zájem ze strany českých institucí o účast na experimentech pro misi na ISS byl ohromující. Přihlásili se autoři více než 70 návrhů projektů – mimochodem víc než v Polsku, které je čtyřikrát větší než ČR. To jasně dokazuje, že tuzemská vědecká a průmyslová komunita má obrovský potenciál, jen potřebuje šanci v prostředí, které posouvá hranice,“ okomentoval zájem ze strany vědecké komunity Aleš Svoboda.

Český astronaut zároveň poukázal na skutečnost, že v posledních letech klesá zájem mladých lidí o studium technických a přírodovědných oborů. Právě kosmický program podle něj může tento trend zvrátit, neboť inspirace často začíná silným příběhem. Jako příklad Svoboda zmínil britskou misi Principia astronauta Tima Peaka, do jejíchž vzdělávacích aktivit se zapojila každá třetí škola ve Velké Británii a celkově oslovily více než dva miliony dětí. „To je přesně ten typ efektu, který má potenciál změnit celou generaci – generaci, která pak stojí u nových vynálezů, firem a technologií,“ uzavřel Aleš Svoboda.

Nanoroboti i „chytré“ tričko jako zdravotnické technologie ve vesmíru

Po skončení konference následovaly bloky detailního představení jednotlivých projektů. Jako první se představil projekt CONREX – vůbec první světový experiment v oblasti nanorobotiky ve vesmíru, který připravuje tým Martina Pumery z VŠB – Technické univerzity Ostrava a české společnosti TRL Space. Mikroskopičtí roboti budou v podmínkách mikrogravitace testováni jako nástroj pro odstraňování bakteriálních biofilmů. Výsledky mohou najít uplatnění nejen ve vesmírném výzkumu, ale také v léčbě nádorových onemocnění či při ochraně životního prostředí.

Dalším projektem je CANCER z Masarykova onkologického ústavu v Brně, který unikátně propojuje kosmickou medicínu a molekulární onkologii. Zkoumá, jak mikrogravitace a další stresové faktory ovlivňují lidské tělo na buněčné úrovni. Pomocí moderních sekvenačních metod budou vědci sledovat cirkulující DNA astronauta, aby odhalili změny spojené se stresem, záněty či možnými patologiemi dříve, než se projeví klinické příznaky.

Do kategorie zdravotnických technologií spadá také projekt ISS T-Shirt, jehož jádrem je „chytré“ tričko vyvíjené Masarykovou univerzitou ve spolupráci s VŠB–TUO. Vestavěné senzory v oděvu nepřetržitě sledují fyziologické ukazatele astronauta a vyhodnocují tzv. stresovou entropickou zátěž – novou metriku vyvinutou v Brně, která kvantifikuje fyzickou i psychickou zátěž organismu.

V neposlední řadě se v této kategorii představil rovněž projekt AstroMoWe, který vyvíjí týmy z ČVUT, Západočeské univerzity v Plzni, společnosti G.L. Electronic a textilního výzkumného ústavu VÚB. Cílem je sledování svalové a pohybové aktivity astronautů pomocí chytré nositelné elektroniky. Díky tomu lze přizpůsobit tréninkové plány a sledovat fyziologické adaptace na pobyt v mikrogravitaci. Technologie má navíc potenciál pro využití i na Zemi – například v rehabilitaci, sportovní diagnostice či péči o seniory.

Rostliny, mikrořasy a systémy životní podpory

Silné zastoupení mají v české misi také projekty z oblasti biotechnologií a systémů životní podpory. Projekt PUMR-B z Univerzity Palackého v Olomouci a společnosti S.A.B. Aerospace se zaměřuje na pěstování ječmene v mikrogravitaci a vývoj specializovaného bioreaktoru pro vesmírné podmínky.

V rámci oblasti biotechnologií a systémů životní podpory proběhnou rovněž experimenty METRO (ČVUT a Ústav chemických procesů AV ČR) a CryoAlgae (Univerzita Karlova), které zkoumají možnosti využití mikrořas pro produkci kyslíku, potravin a omega-3 mastných kyselin v kosmu. Podle vědců by se právě mikroorganismy mohly stát klíčovou součástí uzavřených ekosystémů pro dlouhodobé mise na Měsíc či Mars.

Zcela nový přístup k biologickým zdrojům přináší experiment AstroDesmus z Mendelovy univerzity v Brně. Tým Kataríny Molnárové a Vedrana Milosavljeviće bude testovat odolnost mikrořasy Desmodesmus armatus vůči simulovaným marsovským chloristanům a zkoumat její schopnost akumulovat kovy. Výsledky mohou přispět jak k rozvoji tzv. biominingu ve vesmíru, tak k ekologické sanaci důlních vod na Zemi.

Od digitálních dvojčat po vznik života

Další část experimentů se zaměřuje na psychologii, kognitivní výkon i samotné počátky života. ICARUS ARMOR Next Gen, vyvíjený firmou UptimAI ve spolupráci s VUT v Brně, Mendelovou univerzitou a Univerzitou Karlovou, využije umělou inteligenci k vytvoření „digitálního dvojčete“ astronauta. Cílem je předvídat kognitivní výkon člověka v extrémních podmínkách; do budoucna by podobnou technologii mohli využívat také piloti, hasiči nebo lékaři v náročných profesích.

Z Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR pochází projekt PROTOCELL, který zkoumá vznik tzv. protobuněk – předchůdců dnešních živých buněk. V inkubátorech na ISS budou vědci sledovat, zda tyto primitivní buněčné struktury mohou vznikat i v beztíži. Pokud ano, podpořilo by to hypotézu, že zárodky života se mohly zrodit i mimo Zemi.

Biologické meze rozmnožování testuje experiment Ústavu jaderné fyziky AV ČR ZOE, který ověřuje vývoj embryí kura domácího v podmínkách mikrogravitace a zvýšené radiace. Výsledky přispějí k lepšímu pochopení reprodukčních procesů nezbytných pro vícegenerační lety do hlubokého vesmíru.

Bezpečnost, vzdělávání a popularizace

Z technicky zaměřených projektů má podstatný význam CZPAD (Czech Personal Active Dosimeter) – osobní aktivní dozimetr vyvinutý Ústavem jaderné fyziky AV ČR. Umožní přesné měření dávky kosmického záření v reálném čase. Na ISS ho bude astronaut nosit na různých místech těla a získaná data pomohou lépe porozumět radiační zátěži ve vesmíru – i v oblastech, jako je letecká doprava nebo medicína.

Součástí mise je také rozsáhlý vzdělávací program EDOUTA (Education and Outreach Activities), který vede Jan Spratek z Planetum ve spolupráci s Vzdělávací kanceláří ESA/ESERO ČR. Projekt propojí přímé přenosy z ISS, výuková videa, virtuální realitu i umělecký projekt Space Art Lab – to vše zapojí děti a studenty do interaktivního poznávání vesmíru.

Těchto třináct vybraných experimentů nyní vstupuje do fáze konstrukce letových prototypů, které musejí projít technickými testy a schválením ze strany ESA pro integraci do systémů ISS. Samotný let Aleše Svobody je předběžně naplánován na přelom let 2027 a 2028.