Forradalmi előrelépés az űrkutatásban, magyar főszereplővel

A Genesis 1,000 Samples to LEO & Back to Earth elnevezésű misszió egy úttörő biológiai űrkísérlet-sorozat, amelyet a Genesis Sustainable Future Limited (Genesis SFL) végez nemzetközi együttműködéseknek köszönhetően, közel kétévnyi előkészület után. A cég korábban (2022–2023) az Európai Űrügynökség (ESA) támogatását élvezte hordozható laboratóriumok fejlesztésére.

„A misszió 1000 biológiai mintát küld alacsony Föld körüli pályára (LEO), úgynevezett CubeSat műholdakkal. Célja, hogy előmozdítsa annak megértését, hogy az űr körülményei miként hatnak a biológiai szervezetekre, hozzájárulva ezáltal a tágabb űrbiológiai célokhoz és a jövőbeni űrkolonizáció lehetőségeihez” – számolt be az Indexnek Mátyás Bence kutató, agrármérnök, a Genesis Analytics Ltd. alapító-vezérigazgatója. (A LEO-műholdak jelentette áttörésről korábban az Index is beszámolt.)

A biológiai kísérleteket hagyományosan a Nemzetközi Űrállomáson (International Space Station – ISS) végezték, amely körülbelül 420 kilométerre kering a Föld felszínétől. Ezzel szemben a Genesis SFL-misszió 800 kilométeres magasságban valósul meg, ahol a biológiai minták – beleértve az emberi és emlős-DNS-t, a növényi szöveteket, kisebb magokat, algákat, gombákat és élesztőket – magasabb szintű sugárzásnak lesznek kitéve.

A mikrogravitációs környezettel kombinálva ez a misszió egyedülálló tudományos játszóteret kínál új felfedezésekhez a biomarkerek, a mezőgazdaság, az orvostudomány, valamint más fontos űrbiológiai területeken

– tette hozzá Mátyás Bence.

Forradalmi áttörés: a minták vissza is térnek

A projekt elsődleges célja, hogy tanulmányozza az űr körülményeinek hatásait különböző biológiai mintákra, beleértve az emberi és emlős-DNS-t, növényi szöveteket, magokat, algákat, gombákat és élesztőket. Ilyen körülmények között ugyanis másként zajlanak le a biokémiai folyamatok. Ezáltal alkalom nyílik az extrém környezetben történő sejtnövekedés, -változás megfigyelésére, vagyis hogy melyik biológiai minta képes megélni az űrben, és miként reagál az ottani viszonyokra.

„Ellenálló és alkalmazkodó növényfajokat juttatunk fel, mint bizonyos algák, gombák és strapabíró növényfajták, amelyeknek a legnagyobb esélyük van túlélni a zord űrviszonyok között. Ezek a fajok valószínűleg jobban tolerálják a mikrogravitáció és a fokozott sugárzás által okozott stresszt, mint az érzékenyebb növények. A paramétereket integrált érzékelők segítségével követik nyomon a nanoszatellit külső és belső oldalán, ami teljes képet ad a körülményekről, valamint az űrviszonyok közötti túlélési képességről” – tette hozzá a kutató.

„A minták visszatérésének köszönhetően először lesz lehetőség arra, hogy preventív jelleggel felmérjék, mire számíthatnak az űr messzebbi részeibe készülő asztronauták, anélkül, hogy ők maguk lennének a kísérleti alanyok” – hangsúlyozta Mátyás Bence. A DNS mindenképp roncsolódik, ám a DNS-szekvencia visszaépíthető, ezáltal megfigyelhetővé válik a szervezet regeneráló képessége genomikai szinten. A további vizsgálatok emellett jelenleg gyógyíthatatlan betegségek kezelésében is segíthetnek – például a rák vagy a 2-es típusú cukorbetegség korai indikátorai esetében.

A növényi minták vizsgálata több szempontból is rendkívül fontos és szintén úttörő lehet. Egyrészt az űrkolonizáció szempontjából, másrészt a növénytermesztők, gazdák részéről. A klímaváltozás ugyanis velünk élő, és az élelmiszer-ellátásra és -biztonságra is rendkívül jelentős hatást kifejtő jelenség, gondoljunk csak az elmúlt évek rekordméreteket öltő aszályaira. A növénytermesztők ezáltal nagyobb eséllyel tudják megtalálni a szárazság- és stressztűrő, valamint az extrém időjárási körülményeknek ellenállni, ahhoz akklimatizálódni képes fajtákat.

Bízunk benne, hogy az eredmények áttöréseket hoznak az űrbiológiában, mint például a biomarkerek azonosításában, a jövőbeli éghajlatváltozások hatásainak előrejelzésében a terményekre, illetve új gyógyszerek kifejlesztésében. Ezek a felfedezések jelentős hatással lehetnek a fenntartható mezőgazdaságra, továbbá a jövőbeli űrbiológiai kutatásokra, valamint segíthetnek felkészülni a hosszú távú űrmissziókra és esetleges Mars-terraformáló projektekre az űrben végzett növényszelekció által

– hangsúlyozta Mátyás Bence.

Kulcsfontosságú ESA-támogatás

A kutató leszögezte: a projekt megvalósításához kulcsfontosságú tényező az Európai Űrügynökség (ESA) támogatása. A Genesis SFL – amelynek alapítói Magyarországról és Szlovéniából származnak – az ESA segítségével fejleszt olyan hordozható növényi laboratóriumot, amely az űrben és a Földön is használható. Ezek az eszközök a növények korai biológiai stresszének felismerésére, valamint életfunkcióik és/vagy bizonyos célmolekulák elemzésére szolgálnak.

Ez a támogatás összekötötte a Genesist az űripar kulcsfontosságú partnereivel és erőforrásaival, ezzel nagyban megkönnyítette a misszió sikeres végrehajtását. A vállalat pénzügyi és szakmai támogatást kapott az ESA üzleti inkubációs programján keresztül Magyarországon, amit a Design Terminal csapata szervez.

A közel két évig tartó előkészületek során az egyik legnagyobb kihívásnak az bizonyult, miként tudják biztosítani, hogy a biológiai kapszula stabil körülményeket tartson fenn a minták számára az űrutazás során. Ennek érdekében szigorú teszteket, szimulációkat végeztek a műhold tervezésének és funkcionalitásának optimalizálása érdekében.

A biológiai mintákat a Genesis csapata által kifejlesztett MayaSat–1 kutatóműholdban helyezik el. A MayaSat–1 biológiai inkubátorként működik, amely a hosszabb űrutazások során biztosítja a minták megfelelő hőmérsékleten és nyomáson történő tárolását. Ezáltal életképesek és sértetlenek maradnak a misszió utáni pontos elemzéshez. A MayaSat–1-et egy nagyobb biológiai kapszulában helyezik el, amelyet a SpaceX Falcon 9 rakétája szállít, és 2025. február és július között indítják el. Az indítást a kaliforniai Vandenberg Űrhaderő Bázison végzik. A kapszula három Föld körüli keringés után visszatér, és ejtőernyők segítségével a nyílt tengeren landol.

Szintén kihívást jelentett a szükséges finanszírozás és erőforrások biztosítása, amit erős partnerségek, az ESA, valamint más érintettek, például a GEN111 közösség támogatásával sikerült elérni. A Genesis-misszió hangsúlyozza a magánűrmissziók fontosságát a jövő tudósai és a nyilvánosság számára, különösen, mivel a Nemzetközi Űrállomás többé nem fogad űrkutatási kísérleteket, tekintve, hogy a NASA leszereli és visszahozza az űrállomást – mondta Mátyás Bence.

Úttörő árfaragók lennének

Az ISS visszahozásával keletkezett rés betöltésére számos piaci alapon működő vállalat pályázhat, ami az eddig igen magas űrutazási, -kutatási költségeket is lejjebb faraghatja, ahogy a technológiai fejlődés is lehetővé teszi az árak redukcióját.

Mátyás Bence hangsúlyozta: a Genesis úttörő szerepet kíván játszani az űrkutatás megfizethetővé tételében.

Egy gramm biológiai minta űrbe juttatása pár évvel ezelőtt nagy szenzációnak számított, egy-egy DNS-minta világűrbe juttatásáért akár 1 millió dollárt is elkértek a hírességektől, 3 évvel ezelőtt kicsivel több mint 150 ezer dollárba került, míg jelenleg a legolcsóbb konkurenciánk is 3500 dollárt kér el érte. Az általunk szabott 300 eurós indulóár szándékosan alacsony, ráadásul vissza is hozzuk a mintát a Földre. Tisztában vagyunk azzal, hogy ezzel kivívjuk az iparág nemtetszését

– mondta a kutató.

A költségek attól (is) függnek, hogy az adott vállalatnak mekkora állományt kell eltartania. A NASA kötelékébe rengetegen tartoznak – mind a Földön, mind az űrben – ezáltal nagyobb létszámú személyzetet kell fizetnie, emiatt magasabb költségekkel operál. Az Elon Musk fémjelezte SpaceX már szerényebb létszámú személyzettel dolgozik, ezáltal a NASA-hoz képest jócskán faragni tud az árból. Tehát nem a „mohóság” beszél ezekből a szereplőkből, bár a profitráta feltornázása sem utolsó szempont.

„Kicsivel több mint 100 ezer forintnyi dollárért egy doktoriáért hajtó egyetemi hallgató olyan munícióhoz jut a visszajuttatott mintának köszönhetően, ami korábban elképzelhetetlen volt, és amely alkalmas arra, hogy az ennek köszönhetően végzett kutatási eredményt bármely neves szaklapban publikálják” – mutatott rá.

Fontos felhívás: kutatók, egyetemek jelentkezését várják

A kísérletekhez a Genesis 300 növényi mintát biztosít, a fennmaradó 700 helyet azonban meghirdették a publikum számára.

Elsősorban olyan kutatók, valamint egyetemek jelentkezését várjuk, akik klímaváltozási vagy gyógyszerfejlesztési projekten dolgoznak, illetve érdeklődő magánszemélyekét – például a borászszakma képviselőit –, akik kíváncsiak arra, mely növények, élesztők vagy gombák képesek túlélni egy ilyen űrutazást. A DNS-minták feljuttatásával arra is lehetőség nyílik, hogy az űrutazás bizonyos, szervezetünkre gyakorolt hatásait vizsgáljuk anélkül, hogy az életünket kockáztatnánk. A Genesis SFL-misszió további sajátossága, hogy a biológiai mintákat vissza is hozzuk a Földre további elemzésekre, amire korábban például az ISS-en végzett biológiai kutatások során nem volt lehetőség

– hangsúlyozta Mátyás Bence.

A jelentkezők mintáit augusztus 31-ig várják, ekkor zárják a kapszulát. Aki részt szeretne venni az űrkutatásban, a misszió hivatalos oldalán adhatja le jelentkezését.

Nem ez lesz az utolsó misszió

Bár még a mostani misszió is kilövésre vár, a Genesis nem áll meg itt. A jövőben is terveznek hasonló projekteket. 2026-ban a holdra szállás van terítéken, szintén biológiai mintákkal, valamint a mélyűrbe is terveznek hosszabb utazásokat. „Hosszú távú küldetésünk az űrbiológiai kutatások folytatása, illetve olyan technológiák fejlesztése, amelyek elősegítik az űr kolonizációját, például a talajmikrobák és növények beültetését a marsi regolitba” – mondta dr. Mátyás Bence. (A regolit egyes szilárd kérgű, égitesteken a felszíni kőzetekre változó arányban ható fizikai aprózódás, kémiai mállás, illetve a Földön még a biológiai folyamatok által létrehozott vagy jelenleg is képződő törmelékes kőzetréteg.)

„A jövőbeni küldetések ezen projekt megállapításaira épülnek, és hozzájárulnak szélesebb céljainkhoz az űrkutatás és felfedezés előmozdításában. Ez a kis Föld körüli pályán végzett kísérlet támogatni fogja a növények kiválasztási folyamatát, és azonosítani fogja a legígéretesebb jelölteket a 2028 decemberére tervezett Mars-misszióhoz” – erősítette meg a kutató.

(Borítókép: Genesis Team: Petra Knaus operatív igazgató, biokémikus és dr. Mátyás Bence ügyvezető, tulajdonos. Fotó: Genesis)