Śląskie w kosmosie. Co Sławosz Uznański–Wiśniewski bierze na orbitę z woj. śląskiego?

Wśród eksperymentów, do których rękę przyłożyli naukowcy z naszego regionu, jest też dotyczący przetwarzania danych z wykorzystaniem sztucznej inteligencji bezpośrednio na orbicie, bez potrzeby przesyłania ich na Ziemię oraz badający wpływ izolacji kosmicznej na zdrowie psychiczne człowieka.

Start kosmicznej misji Axiom-4, którą ekscytuje się cały świat, już dosłownie za chwilę. Dr inż. Sławosz Uznański-Wiśniewski przeprowadzi w kosmosie 13 eksperymentów naukowych, opracowanych przez polskie firmy i uczelnie wyższe. Są wśród nich również powstałe w woj. śląskim lub z udziałem naukowców z naszego regionu – potwierdza Polska Agencja Kosmiczna.

Polski astronauta zrealizuje projekt technologiczny LEOPARDISS. Demonstruje on działanie zaawansowanej jednostki przetwarzania danych z wykorzystaniem sztucznej inteligencji bezpośrednio na orbicie, bez potrzeby przesyłania ich na Ziemię. To badanie ma kluczowe znaczenie dla przyszłości eksploracji kosmicznych, gdzie autonomiczne systemy będą odgrywać coraz większą rolę. Projekt przygotowały wspólnie gliwicka firma KP Labs z siedzibą w Gliwicach oraz Politechnika Poznańska.

KP Labs odpowiada za stworzenie zaawansowanej jednostki przetwarzania danych (Data Processing Unit – DPU), czyli technologicznego serca dwóch satelitów. DPU będzie działać bezpośrednio na orbicie, przetwarzając ogromne ilości obrazów w czasie rzeczywistym – kompresując i przechowując dane, zanim zostaną przesłane na Ziemię. To rozwiązanie znacząco zmniejszy opóźnienia transmisji, obniży koszty operacyjne i zwiększy efektywność całej misji.

Jednostka DPU bazuje na autorskiej technologii KP Labs – Smart Mission Ecosystem. Zawiera ona sprzęt, oprogramowanie i algorytmy, które umożliwiają szybkie i bezpieczne przekazywanie danych do dalszej analizy na Ziemi. Choć system nie analizuje danych bezpośrednio w kosmosie, stanowi krytyczny element infrastruktury zapewniającej niezawodność całego łańcucha informacyjnego.

– W satelitach optoelektronicznych kluczowe jest szybkie i bezpieczne przetwarzanie danych. Nasze rozwiązanie ma na celu maksymalną wydajność przy pełnym zabezpieczeniu informacji – podkreśla Michał Zachara, wiceprezes KP Labs.

Kolejny eksperyment rodem ze Śląska polega na badaniu wpływu izolacji kosmicznej na zdrowie psychiczne człowieka. Analizowana będzie interakcja astronautów ze środowiskiem, zmiany w stanie emocjonalnym i efektywności pracy, co może przyczynić się do opracowania lepszych systemów wsparcia psychologicznego dla załóg kosmicznych. Badania te będą okazją do monitoringu procesów adaptacji psychologicznej człowieka do krótkotrwałych misji kosmicznych oraz identyfikacji indywidualnych cech, kluczowych podczas selekcji i szkolenia przyszłych badaczy kosmosu. Obróbka zebranych podczas kampanii badawczej danych i publikacja potencjalnych wyników przewidziana jest do 2028 r. Podmiot odpowiedzialny za ten projekt to Uniwersytet Śląski w Katowicach.

Uniwersytet Śląski w Katowicach wchodzi też – wraz Uniwersytetem Szczecińskim oraz Uniwersytetem im. Adama Mickiewicza w Poznaniu – w skład konsorcjum, które opracowało eksperyment YEAST TARDIGRADEGEN.

W tym eksperymencie w warunkach mikrograwitacji przetestowana zostanie przeżywalność zmodyfikowanych genetycznie drożdży, wzbogaconych białkiem niesporczaków, czyli bardzo małych zwierząt bezkręgowych o bardzo dużych możliwościach przetrwania w skrajnie niekorzystnych warunkach. Chodzi o sprawdzenie, czy da się tak zmodyfikowane drożdże wykorzystać jako biofabryki, zarówno podczas podróży kosmicznych jak i stacjonarnie - na Marsie czy na Księżycu.

Drożdże ze Śląska udają się na Międzynarodową Stację Kosmiczną w 40 fiolkach, zaopatrzone w pożywkę. Muszą być transportowane w niskiej temperaturze - ok. 4°C - by nie namnażały się przedwcześnie i nie zużyły pożywki jeszcze przed rozpoczęciem eksperymentu. Dr inż. Sławosz Uznański-Wiśniewski będzie odpowiedzialny za uruchomienie eksperymentu: przeniesienie fiolek z lodówki, monitorowanie warunków (temperatury, promieniowania, czasu w mikrograwitacji), a następnie bezpieczny powrót próbek na Ziemię. Kiedy cały zestaw powróci na Ziemię, naukowcy z projektu YEAST TARDIGRADEGEN przeanalizują w laboratoriach to, co wróciło.

Jeśli drożdże przetrwają podróż i pobyt w kosmosie, badacze z Uniwersytetu Śląskiego będą sprawdzali ich żywotność, czyli czy będą się namnażały tak samo, jak grupa kontrolna, a może lepiej. Sprawdzą również działanie ich mitochondriów - organelli komórkowych, które w przypadku działania stresu najczęściej jako pierwsze zaczynają słabiej funkcjonować.

Centrum Materiałów Polimerowych i Węglowych Polskiej Akademii Nauk (CMPW PAN) w Zabrzu przygotowało kosmiczny eksperyment pod nazwą „Stability of Drugs”. Ma on zweryfikować, jak warunki panujące na orbicie wpłyną na czas przydatności polimerowych, biodegradowalnych systemów przechowywania i uwalniania leków. To badania ważne dla podboju kosmosu, bowiem leki w przestrzeni kosmicznej rozkładają się – a zatem tracą też swoje cechy, a nawet mogą stać się toksyczne – szybciej niż na Ziemi. Polimerowe osłonki mają ten czas wydłużyć. W kosmos lecą te biodegradowalne, które całkowicie się wchłaniają i mogą zostać bezpiecznie wchłonięte przez organizm. Polimery to główny komponent tworzyw sztucznych, które można niemal dowolnie formować i mieszkać z innymi substancjami, w tym właśnie lekami. Naukowcy z Zabrza przygotowali próbki substancji aktywnych, biodegradowalnych polimerów oraz polimerowych systemów dostarczania leków, które zostały odpowiednio zapakowane do misji orbitalnej.

Materiały te już czekają w kosmosie na Sławosza Uznańskiego-Wiśniewskiego. Zostały wyniesione na orbitę 21 kwietnia 2025 r. na pokładzie modułu Dragon Cargo w ramach misji zaopatrzeniowej CRS-2 SpaceX-32. Próbki będą przechowywane w warunkach mikrograwitacji oraz zwiększonego poziomu promieniowania kosmicznego przez trzy lata. Każdego roku planowane jest pobranie części próbek i ich powrót na Ziemię w celu przeprowadzenia szczegółowych analiz laboratoryjnych. Badania pozwolą ocenić, czy w strukturze chemicznej i właściwościach fizycznych materiałów zaszły zmiany pod wpływem warunków orbitalnych.

Badania mają odpowiedzieć na pytanie, czy biodegradowalne polimery klasy medycznej mogą znaleźć zastosowanie w farmakoterapii podczas długoterminowych misji kosmicznych – zarówno na niskiej orbicie okołoziemskiej, jak i w przyszłych misjach eksploracyjnych na Księżyc czy Marsa – wspierając zdrowie fizyczne i psychiczne astronautów.

Założeniem projektu jest opracowanie systemów umożliwiających kontrolowane uwalnianie dawek leków w określonym czasie oraz wydłużenie trwałości substancji. Testowane będą leki, których zastosowanie przez astronautów w kosmosie jest najbardziej prawdopodobne - m.in. antybiotyki, leki przeciwzapalne i przeciwbólowe, oraz antydepresyjne.

- To, że nasz projekt będzie realizowany w kosmosie, to dla nas ogromne wyróżnienie. Jesteśmy bardzo ciekawi wyników, tym bardziej, że nikt dotąd nie przeprowadził badań polimerowych nośników leków w kosmosie. Nie możemy wykluczyć negatywnego rezultatu eksperymentu – może się okazać, że takie systemy z nieprzewidzianych przyczyn nie nadają się do ochrony leków w przyszłych misjach kosmicznych, jednak opierając się na wynikach innych badań naukowych zakładamy z dużym prawdopodobieństwem, że nasze nośniki wydłużą trwałość leków – powiedział „DZ” lider projektu, dr. inż. Jakub Włodarczyk z CMPW PAN w Zabrzu.