Článek
Odborníci budou zkoumat řízení přenosu plynů v mikrogravitaci, tedy stavu beztíže, pro efektivní provoz vesmírných fotobioreaktorů. Jde o speciální zařízení, ve kterém řasy díky světlu fotosyntetizují a přeměňují oxid uhličitý na kyslík a biomasu.
Po otestování by fotobioreaktory mohly v budoucnu zajistit astronautům ve vesmíru nepřetržitou výrobu kyslíku a potravin z oxidu uhličitého a vody. Experiment se uskuteční na základě rozhodnutí ministerstva dopravy během letu českého astronauta Aleše Svobody na Mezinárodní vesmírnou stanici ISS.
Cílem experimentu je porozumět procesům ve stavu beztíže tak, aby vědci mohli navrhnout fotobioreaktor pro použití ve vesmíru, který by byl základem bioregenerativního systému.
Bioregenerativní systémy představují revoluční přístup k dlouhodobým vesmírným misím, protože využívají živé organismy jako řasy, rostliny a mikroorganismy k recyklaci odpadních látek posádky, produkci kyslíku a potravy a pohlcování oxidu uhličitého. To je základem udržitelného ekosystému vesmírné lodi či stanice.
Klíčovou součástí je fotobioreaktor – speciální zařízení, ve kterém řasy díky světlu fotosyntetizují a přeměňují oxid uhličitý na kyslík a biomasu. Přestože návrh a provoz takového zařízení je v pozemských podmínkách dobře prostudován, v mikrogravitaci zůstává dosud téměř neprobádán.
V beztížném stavu se totiž zásadně mění chování kapalin, například formování bublin a jejich pohyb v reaktoru, což výrazně ovlivňuje efektivitu přenosu plynů mezi kultivačním médiem a atmosférou.
Laboratorní fotobioreaktory typu probublávané kolony s umělým LED osvětlením využívané na různé laboratorní pokusy
„Náš experiment, který zamíří na Mezinárodní vesmírnou stanici, se zaměří právě na tyto jevy. Budeme sledovat chování kultivačního média s řasami a atmosféru ISS, transport kyslíku a oxidu uhličitého mezi nimi a dynamiku růstu řas v prostředí beztíže,“ uvedla Irena Brányiková z Ústavu chemických procesů AV ČR, vědecká vedoucí experimentu METRO.
Získaná data podle ní umožní návrh budoucích fotobioreaktorů, které v hlubokém vesmíru zajistí soběstačnost posádek. Díky nim bude možné navrhnout zařízení s optimálním tvarem a systémem vnitřních toků, jež udrží stabilní fotosyntetickou aktivitu řas, a tím spolehlivě zajistí produkci kyslíku a recyklaci oxidu uhličitého na palubě vesmírných lodí mířících k Měsíci, Marsu i dále,“ dodala.
Experiment METRO byl vybrán jako jeden ze 14 projektů, které se budou podílet na misi Svobody při jeho cestě na Mezinárodní vesmírnou stanici ISS na přelomu let 2027/2028.
Laboratorní fotobioreaktor
„Na projektu METRO se ideálně potkává akademická sféra se soukromým sektorem. Kolegyně Brányiková z ÚCHP AV ČR přišla se zajímavou myšlenkou a my jsme si s partnery uvědomili, že máme dostatečné zázemí a zkušenosti s projekty pro ESA, abychom mohli takový experiment realizovat,“ shrnul Jaroslav Kousal z Ústavu letadlové techniky Fakulty strojní ČVUT v Praze, který se do projektu též zapojil.
Ministerstvo dopravy zašle v následujících dnech seznam doporučených experimentů spolu s doplňujícími podmínkami Evropské kosmické agentuře. Ta následně podle českých pokynů zahájí jednání s předkladateli projektů, aby s nimi do začátku léta uzavřela smlouvy na realizaci.
Resort dopravy koordinuje národní projekt Česká cesta do vesmíru, jehož cílem je podpořit českou vědu, inovace a vzdělávání prostřednictvím účasti na kosmických misích ve spolupráci s dalšími resorty, vědeckými institucemi a průmyslovými partnery.
