Jak působí kosmické záření na DNA? A jak se bakterie poperou s teplotami kolem -80° C a minimálním atmosferickým tlakem? Na tyto otázky se pokusí odpovědět projekt Společně do stratosféry, který je výsledkem spolupráce vědců z Laboratoře metalomiky a nanotechnologií brněnské Mendelovy univerzity, Hvězdárny Valašské Meziříčí a Slovenské organizace pro vesmírné aktivity (SOSA).
Vědecký tým v neděli 12. října 2014 z letiště Spišská Nová Ves vypustil balon, který do výšky až 40 km vynesl čtyřkilovou sondu. Ta obsahuje sadu testů na poškození DNA a sadu bakterií, u nichž budou vědci po přistání zkoumat, jak se přizpůsobily velmi nízkým teplotám a tlaku blízkému vakuu.
Sestava přesně podle předběžné predikce dopadla 100 kilometrů vzdušnou čarou od místa startu u obce Giraltovce.
„Experiment byl úspěšný, ale je potřeba ještě počkat na analýzu dat, které přístroje naměřily a v reálném čase posílaly na zem. Byl to náš čtrnáctý let do stratosféry a šestý let v rámci přeshraničního projektu Společně do stratosféry, který pořádáme s Hvězdárnou Valašské Meziříčí,“ říká Jakub Kapuš ze Slovenská organizace pro vesmírné aktivity.
Technologie snímání„Excitačním zdrojem je luminiscenční dioda 245 nm o optickém výkonu 70 µW. Na fotonásobiči měříme přes pásmové filtry 414 nm a 314 nm, které měníme pomocí poměrně složitého servomechanismu. Zdroj svítí na kyvetu z uhlíkových kvantových teček a DNA v roztoku. Díky využívanému principu, kdy se intenzita emisního záření kvantových teček s DNA mění podle poškození dvou řetězců nukleové kyseliny, jsme schopni citlivým fotonásobičem rozsah poškození DNA v čase zaznamenat a vyhodnotit.“ |
„Spolu s výsledky měření jsme monitorovali i trasu letu sondy. Poslední fází letu sondy je její přistání, které probíhá rychlostí přesahující 30 km za hodinu. Místo jejího dopadu nemůžeme ovlivnit,“ říká Jakub Kapuš ze SOSA s tím, že i při dosavadních pokusech sonda vždy dopadla na místa, kde jí náraz neublížil.
Výsledky poslouží letecké dopravě i kosmickému výzkumu
Elektronické i technologické vybavení sondy je dílem česko-slovenského konsorcia. Unikátní je především nový typ biosenzoru. Jde o relativně univerzální technologii, která by měla být využitelná i při dalších projektech.
Místo dopadu neznámé. Jako u StratocachinguVědci dopředu nevěděli, kam česko-slovenská sonda dopadne. S poměrně velkou jistotou lze místo dopadu předpovědět až těsně před startem vypuštěním zkušební sondy (tak to uděláme my při Stratocachingu) a pomocí předpovědního softwaru, který se nakrmí daty o aktuálních větrnostních poměrech a samotné sondě. Podobně na tom budou i hledači „semínek“ při Stratocachingu organizovaném Technetem a sdružením Žádná věda:   |
Jak funguje samotné snímání údajů během experimentu, vysvětluje Jan Zítka, student Mendelovy univerzity, který stál u zrodu projektu: „Nanobiosenzory budou snímat poškození DNA pomocí karbonových kvantových teček. Výsledky pak použijeme k dalšímu výzkumu látek v nebezpečném toxickém a extrémním prostředí.“
„Tento let nám poskytne cenné informace o chování nukleových kyselin v extrémních podmínkách. Ty mohou být využitelné při ochraně posádek letadel při letech přes polární oblasti, pobytech astronautů na Mezinárodní kosmické stanici (ISS) nebo při dlouhodobých pilotovaných letech k vesmírným tělesům,“ říká profesor René Kizek z Mendelovy univerzity v Brně.
Důležitou podmínkou pro úspěšnost celého experimentu je stabilní teplota. Sonda proto byla vybavena sadou dvaceti teploměrů a vyhřívacích elementů.
Samotná sonda je unikátní ve dvou ohledech. Čtyřkilogramové zařízení bylo vytištěno na 3D tiskárně. Výsledky měření se přenášely on-line na Zemi, což umožnil unikátní letový počítač Julo-X, vyvinutý slovenskou organizací SOSA, která zajistila také předstartovní přípravu a poskytla elektroniku pro řízení a komunikaci sondy.
