Wysyłają balon do... stratosfery, by zbadać "tajemnicze" bakterie. Eksperyment studentów

Eksperyment stratosferyczny autorstwa koła naukowego SimLE, działającego przy Wydziale Inżynierii Mechanicznej i Okrętownictwa oraz Koła Studentów Biotechnologii PG jest już coraz bliżej finału programu REXUS/BEXUS (Rocket/Balloon Experiments for University Students). Niedawno studenci pomyślnie przeszli EAR (Experiment Acceptance Review), a już za niespełna tydzień eksperyment zostanie wysłany do Szwecji.

Koło Naukowe SimLE oraz Koło Studentów Biotechnologii PG realizują wspólnie projekt Stardust, czyli misje balonów stratosferycznych. Celem najnowszego projektu jest zbadanie obecnych w stratosferze mikroorganizmów, które nie zostały wcześniej opisane. Mikroorganizmy te mogą w przyszłości zostać wykorzystane w przemyśle, np. w farmaceutyce.

– Próbki, które pobraliśmy podczas wstępnej misji biologicznej, zostały przebadane i sklasyfikowane. Okazało się, że aż 26% zebranego przez nas materiału genetycznego pochodziło od nieopisanych wcześniej bakterii – podkreślają członkowie koła naukowego SimLE.

Program REXUS/BEXUS, w którym biorą udział studenci, realizowany jest od 2007 r. Został zainaugurowany poprzez podpisanie porozumienia pomiędzy Szwedzką Agencją Kosmiczną (SNSA) i Niemiecką Agencją Kosmiczną (DLR) przy współpracy Europejskiej Agencji Kosmicznej. REXUS/BEXUS skupia się na badaniach naukowych przeprowadzanych przez studentów za pomocą balonów wysokościowych oraz rakiet sondażowych. W konkursie mierzą się zespoły z kilkudziesięciu uczelni z całej Europy, zakwalifikowanych zostaje tylko kilka najlepszych. Zespół projektu Stardust jest w tej edycji jednym z trzynastu takich zespołów, w tym jedynym z naszego kraju.

Jak studenci podbijają kosmos?

Stardust to interdyscyplinarny zespół złożony z przedstawicieli wydziałów: Inżynierii Mechanicznej i Okrętownictwa, Elektrotechniki i Automatyki, Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki oraz Chemicznego. Współpraca z zakresu różnych dziedzin inżynierii jest w tym przypadku niezbędna. Na potrzeby misji w ramach programu REXUS/BEXUS studenci przygotowali gondolę eksperymentalną oraz tak zwaną stację Groundbox. Oba obiekty będą pobierać próbki z powietrza na zainstalowane w środku filtry. Całość układu sterowana jest specjalnymi pompami. Układ wyposażony jest także w czujniki warunków atmosferycznych. Gondola Groundbox stanowić będzie próbę badawczą – na filtrach osadzać się będzie materiał biologiczny, pobrany na powierzchni ziemi. Główna gondola wzniesie się na wysokość 30 km i odbędzie ok. 2-5-godzinny lot w stratosferze i właśnie wtedy nastąpi pobór bakterii, kluczowych dla powodzenia projektu Stardust. Po locie eksperyment wyląduje - z wykorzystaniem spadochronu - na ziemi. Filtry zostaną wyizolowane z układu, bezpiecznie zapakowane, a następnie przewiezione do laboratorium na Wydziale Chemicznym naszej Uczelni. Mikrobiom stratosfery porównany zostanie z mikrobiomem powietrza zebranego z miejsca startu balonu.

"Tajemnicze" bakterie

Wstępne badania, które zrealizowali studenci w 2018 roku, sugerują również liczebną przewagę enterokoków nad innymi bakteriami w stratosferze, czego nie potwierdzały wcześniejsze doniesienia literaturowe. Misja w ramach programu REXUS/BEXUS może potwierdzić te wyniki. – Uważamy, że wymaga to głębszej weryfikacji poprzez wykonanie dobrze zaplanowanych eksperymentów, które dzięki lotom balonów będą mogły zostać przeprowadzone. Liczymy zatem na sukces w postaci poprawnie przeprowadzonej misji, jak i przełomowych wyników badań – zarówno od strony technicznej, jak i badawczej. Planujemy realizację publikacji naukowej, liczymy, że wiosną 2022 roku będziemy mogli opublikować wyniki – dodają studenci. Eksperyment dostarcza informacji o możliwościach rozprzestrzeniania się bakterii na świecie, co jest istotne z punktu widzenia zagrożeń epidemiologicznych i bioróżnorodności środowiska. Może także dostarczyć naukowcom wiedzy na temat mechanizmów przeżywalności mikroorganizmów w warunkach stratosferycznych.

Kosmos od podszewki

Działalność w kole naukowym SimLE pomogła członkom projektu poznać realizację projektu kosmicznego od podszewki. W ciągu dwóch lat pracy studenci stworzyli ponad 200-stronicową dokumentację, odbyli kilkanaście spotkań z ekspertami Europejskiej Agencji Kosmicznej. Mieli okazję odwiedzić European Space Research and Technology Centre w Holandii oraz ESRANGE Space Centre w Szwecji, gdzie poznali doświadczonych inżynierów branży kosmicznej, a także rówieśników z innych europejskich uczelni, którzy przygotowują własne stratosferyczne eksperymenty. Oprócz cennego doświadczenia, Stardust pomógł także członkom Koła uzyskać upragnione tytuły naukowe – na podstawie projektu powstało już kilka prac inżynierskich i magisterskich.