Przystanek nauka - portal Uniwesytetu Śląskiego w Katowicach

Szwedzki astronauta jest pierwszym z nowej generacji europejskich astronautów, którzy polecą w ramach komercyjnych lotów kosmicznych z Axiom Space. Jego misja jest wspierana przez ESA i Szwedzką Narodową Agencję Kosmiczną. ESA współpracuje z komercyjną firmą kosmiczną, aby pokazać, w jaki sposób szybkie misje o krótkim czasie trwania mogą generować dobrą naukę i edukację na rzecz lepszego życia na Ziemi. Na podobnej zasadzie ma polecieć na ISS nasz astronauta projektowy, dr inż. Sławosz Uznański. Ax-3 będzie pierwszą komercyjną misją lotów kosmicznych z astronautą sponsorowanym przez ESA, redefiniującą drogę na niską orbitę okołoziemską w celu przyspieszenia eksploracji kosmosu i badań. Misja Marcusa Wandta nosi nazwę Muninn. 

Axiom Space obsługuje kompleksowe misje na ISS jako wiodący komercyjny dostawca usług w zakresie załogowych lotów kosmicznych i twórca infrastruktury kosmicznej. ESA i Axiom Space podpisały protokół ustaleń 1 października 2023 roku w celu zbadania możliwości współpracy w zakresie załogowych lotów kosmicznych, prowadzenia badań naukowych, rozwijania technologii i komercjalizacji. Amerykańska firma sprawia, że niska orbita okołoziemska jest bardziej dostępna dla wizjonerskich rządów, naukowców, producentów i osób prywatnych.

Na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej znajduje się europejskie Laboratorium Columbus. Moduł umożliwia prowadzenie szerokiego zakresu badań naukowych w przestrzeni kosmicznej, od astrobiologii i nauk o Słońcu po metalurgię i fizjologię. Wewnątrz i na zewnątrz zapewnia środowisko mikrograwitacji i udogodnienia dla naukowców do testowania technologii i badania zjawisk, których nie można zaobserwować na Ziemi. To zbudowane w Europie laboratorium w przestrzeni kosmicznej będzie główną stacją roboczą Marcusa Wandta przez cały czas trwania misji Muninn. Moduł posiada 16 urządzeń eksperymentalnych, które działają w sposób ciągły i niezależny. Po ponad dekadzie spędzonej na orbicie Columbus jest wszechstronnym laboratorium, które nieustannie odkrywa nowe obszary nauki. W tym niezwykłym obiekcie przeprowadzono już ponad 250 eksperymentów, a wiele kolejnych jest jeszcze przed nami.

Marcus Wandt poświęci większość swojego czasu na działania naukowe i demonstracje technologii, które mogą kształtować sposób, w jaki żyjemy i pracujemy na Ziemi. W sumie przeprowadzi około 20 eksperymentów. Między innymi będzie badał kości. Eksperyment Bone Health będzie polegał na zbadaniu gęstości kości Marcusa Wandta po jego dwutygodniowym pobycie w kosmosie, a zwłaszcza to, ile czasu potrzeba, aby jego kości zaczęły się regenerować po powrocie na Ziemię. Czy utrata masy kostnej zatrzyma się, czy będzie kontynuowana po zakończeniu misji? Utrata masy kości kończyn dolnych jest dobrze znaną konsekwencją życia na orbicie. Rozpoczyna się bardzo szybko po opuszczeniu Ziemi, a astronauci tracą do 1% masy kostnej każdego miesiąca spędzonego w kosmosie. Utrata gęstości kości może zwiększać ryzyko ich złamań i urazów. Przyglądanie się astronautom w kosmosie może ujawnić mechanizmy utraty masy kostnej. Badania te mogą potencjalnie pomóc na Ziemi pacjentom z osteoporozą i urazami rdzenia kręgowego, a także osobom, które spędzają długie okresy w łóżkach szpitalnych.

Kolejnym tematem, jakim zajmie się astronauta projektowy ze Szwecji, będzie badanie, w jaki sposób projekt habitatów kosmicznych wpływa na myślenie astronauty i poziom jego stresu. Naukowcy będą monitorować tętno Marcusa Wandta, aktywność mózgu, jakość snu, dietę i rutynę ćwiczeń, aby zobaczyć, jak radzi sobie z nowym środowiskiem. Aby ocenić wpływ życia na stacji kosmicznej, astronauta będzie wykonywał zadania na komputerze, aby przetestować swoją pamięć, czas reakcji, uwagę i organizację. Projekt budynków i przestrzeni może znacząco wpłynąć na to, jak się ludzie czują i jak funkcjonują. W zamkniętych miejscach, takich jak habitaty kosmiczne, w których żyją i pracują astronauci, architektura jest ważna dla ich dobrego samopoczucia i powodzenia misji. Ponieważ agencje kosmiczne planują dłuższe misje z udziałem bardziej zróżnicowanych załóg, kluczowe jest stworzenie habitatów, które pomogą im jasno myśleć i radzić sobie ze stresem. Rozumiejąc, jak architektura wpływa na astronautów, można tworzyć przestrzenie, które wspierają ich myślenie i emocje, aby misja zakończyła się sukcesem. Wyniki badań przeprowadzonych w przestrzeni kosmicznej można zastosować w projektowaniu ekstremalnych i odizolowanych środowisk na Ziemi.

Mikrograwitacja wywołuje zmiany w strukturach komórkowych i ekspresji genów, czasami przynosząc nieoczekiwane korzyści. Marcus Wandt będzie monitorował zakończenia macierzystych komórek nerwowych (BC). Badania nad komórkami nerwowymi wykazały ich dużą zdolność do przetrwania w warunkach mikrograwitacji i wyższą szybkość podziału komórek na Ziemi po wystawieniu ich na działanie nieważkości. Komórki te odgrywają kluczową rolę we wczesnym rozwoju obwodowego układu nerwowego. Ostatnie eksperymenty pokazują, że ten typ komórek wspiera funkcjonowanie i przetrwanie innych komórek układu nerwowego i hormonalnego. Rozwikłanie mechanizmów stojących za efektami wywołanymi przez mikrograwitację może pomóc nam zrozumieć korzystny wpływ macierzystych komórek nerwowych na inne komórki. Odkrycia te mogą mieć potencjalne zastosowanie w medycynie klinicznej.

Kolejnym tematem, którym zajmie się szwedzki astronauta, będzie badanie snu na orbicie. W tym eksperymencie będą badane różnice między wzorcami snu Marcusa Wandta na Ziemi i w przestrzeni kosmicznej. Marcus użyje dousznego sprzętu elektroencefalogramowego do pomiaru aktywności mózgu podczas snu. Życie w zerowej grawitacji i w sztucznym cyklu dzień-noc może wpływać na rytm dobowy i wzorce snu astronauty. Sen ma wpływ na nasze zdrowie, samopoczucie i wydajność poznawczą. Słaby sen może mieć natychmiastowy negatywny wpływ między innymi na uwagę Marcusa, rozwiązywanie problemów, podejmowanie decyzji i emocje. Wyniki tego badania mogą dać nowy wgląd w fizjologię mózgu. Dane z tej misji mogą potencjalnie zwiększyć bezpieczeństwo i zmniejszyć liczbę błędów ludzkich w przyszłych misjach kosmicznych, a także pogłębić wiedzę na temat zdrowia i wydajności astronautów.

Marcus Wandt będzie również zajmował się rejestracją burz i błyskawic wystrzeliwujących w kosmos. W tym celu użyje nowoczesnej kamery zdolnej do filmowania z prędkością do 100 tys. klatek na sekundę. Technologia ta pomoże Marcusowi uchwycić silne burze elektryczne, które rozciągają się do stratosfery, czy inaczej mówiąc, obserwować burze z góry. Górna część chmur jest trudna do zobaczenia z ziemi, a satelity na orbitach geostacjonarnych są zbyt daleko, aby zapewnić szczegółowe obserwacje. Niska orbita Międzynarodowej Stacji Kosmicznej oferuje natomiast świetny punkt widokowy do uchwycenia szybkich błyskawic w regionach o największej aktywności burzowej na Ziemi. Naukowcy mają nadzieję lepiej zrozumieć rolę burz w dynamice i chemii górnej atmosfery w zmieniającym się klimacie. Wyniki mogą poprawić modele klimatu, atmosfery i pogody. Jednym z celów tego projektu jest lepsze poznanie wpływu wyładowań atmosferycznych na skład i cyrkulację gazów cieplarnianych w atmosferze.

Marcus Wandt będzie piątym astronautą ESA, który poleci na pokładzie statku kosmicznego Dragon. Załoga Axiom-3 składająca się z czterech astronautów zostanie wyniesiona na orbitę na pokładzie rakiety Falcon 9 firmy SpaceX. Prawie dziewięć minut po starcie astronauci osiągną orbitę i będą kontynuować podróż na Międzynarodową Stację Kosmiczną. Podróż do ich nowego domu i miejsca pracy w kosmosie zajmie około 36 godzin. Statek kosmiczny będzie leciał autonomicznie, ale będzie monitorowany i w razie potrzeby może być kontrolowany przez załogę. Dragon pozostanie zadokowany do stacji na cały czas trwania misji, działając jako szalupa ratunkowa dla załogi w przypadku sytuacji awaryjnej. 

Pierwsza misja, w której bierze udział astronauta projektowy, wzięła swoją nazwę z mitologii nordyckiej i dwóch kruków towarzyszących bogu Odynowi – Muninna i Huginna. Razem symbolizują ludzki umysł. Zgodnie z mitem kruki służą jako posłańcy i doradcy swojego boga, dzieląc się wszystkim, co widzą i słyszą. Nazwa Muninn pochodzi od staronordyckiego słowa munr, które można przetłumaczyć jako umysł i pasja. Huginn to nazwa misji astronauty ESA Andreasa Mogensena.

Warto wspomnieć jeszcze o specjalnych emblematach towarzyszących każdej misji ESA. Symbole graficzne każdej misji są już od sześciu dekad drukowane na naszywkach kombinezonów noszonych przez astronautów podczas trwania misji. Emblematy te zazwyczaj odzwierciedlają osobowość astronauty, cele misji i kreatywność artysty. Na logo misji Muninn znalazły się zatem motywy: gwiazd przypominających symbol ochrony wikingów, panele słoneczne stacji kosmicznej, kruka Muninna, ponadźwiękowych fal uderzeniowych z odrzutowców oraz zarys Szwecji.

Opracowano na podstawie:
Misja Muninn MARCUS WANDT