Pětiletka unikátních vědeckých operací na laboratoři Columbus

Od roku 2008 bylo na palubě laboratoře uskutečněno 110 experimentů pod vedením ESA, do nichž se zapojilo zhruba pět set vědců. Ty pokrývaly širokou paletu disciplín od fyziky kapalin, přes materiálové vědy, výzkum radiace, Slunce až po zkoumání lidského tělesa, biologii a astrobiologii.

Kosmická stanice umožňuje vědcům hrát si se silou, která je na Zemi pevně daná: s gravitací. „Vypnout“ gravitaci a provádět dlouhodobého pokusy ve vesmíru nabízí unikátní příležitost, jak porozumět mechanismům přírodních fenoménů.

„Náš výzkum zaměřujeme na vědecké objevy, vývoj aplikací a přínos pro celé lidstvo stejně jako se připravujeme na budoucí průzkumné mise,“ vysvětluje Martin Zell, který je zodpovědný za využití evropské orbitální laboratoře na straně ESA.

Jednou z oblastí, v níž jsou výzkumné práce silně ovlivněné gravitací, je studium koloidů: drobných částic v kapalině. Koloidy jsou přitom v mnoha kapalinách: v mléku, barvivech a v mnoha podobách také v našem těle. Často jde přitom o tak malé částice, že k jejich studiu potřebujeme elektronový mikroskop. Při tomto rozměru ovšem bude mít gravitace vždy vliv na výsledky: naproti tomu ve vesmíru je možné provádět pozorování bez tohoto nežádoucího vlivu.

Experiment Colloid (Koloid) provedený v laboratoři Columbus ukázal, jak mohou být „kvantové síly“ využity pro řízení koloidních struktur. Mj. potvrdil efekty těchto sil, které byly teoreticky předpovězeny již před třiceti lety, ale poprvé se je prakticky podařilo zkoumat až v roce 2008. Tato zjištění přitom představují základní stavební kameny pro tvorbu nanomateriálů.

Výzkum na palubě laboratoře Columbus také pomáhá vědcům lépe porozumět lidskému tělo. Například kosmonauti ve vesmíru absorbují mnohem více soli, aniž by absorbovali více tekutin – což je v příkrém rozporu s obecně uznávanými lékařskými znalostmi.

Ukázalo se, že strava bohatá na soli způsobuje řídnutí kostí u kosmonautů. Dosud bylo přitom řídnutí kostí připisováno fyzickému efektu života ve stavu beztíže. Nová zjištění mají zásadní dopady na pacienty, kteří na Zemi trpí osteoporézou.

Když se pak ponoříme hlouběji, buněčný výzkum nabízí vodítka k tomu, jak řídit proces stárnutí. Biologický experiment Roald ukázal, že některé enzymy v našem imunitním systému jsou ve vesmíru aktivnější, čímž vědcům napověděl, kde v pozemských podmínkách hledat prostředky proti předčasnému odumírání buněk.

Laboratoř Columbus nese také experimenty, které jsou umístěné vně stanice. První ze série pokusů Expose tak ukázal, že živé organismy mohou přestát kosmickou cestu bez jakékoliv ochrany.

Celá řada bakterií, semínek, lišejníků a řas strávila půldruhého roku vně laboratoře Columbus vystavené tvrdým podmínkám kosmického prostředí – a to bez jakékoliv ochrany. Když se v roce 2009 vrátily na Zemi, lišejníky se probudily k životu ze svého nečinného stavu. Tím zdůraznily možnost, že různé formy života mohou cestovat na asteroidech mezi planetami.

Pokud se ale podíváme blíže k domovu, pak výstupy z výzkumů na palubě laboratoře Columbus využívají i nemocnice nebo hasiči. Nový typ teploměru vyvinutý pro kosmonauty čte nepřetržitě údaj o teplotě pomocí dvou senzorů na čele a na hrudníku. Tato technologie již byla patentována a nachází použití při operacích srdce nebo monitorování novorozenců.

„Evropská laboratoř ve vesmíru je otevřená non-stop a umožňuje provádět široké vědecké komunitě provádět unikátní experimenty,“ dodává Martin. „Stále máme vysokou poptávku po realizaci nových experimentů a provedení výzkumu na palubě laboratoře Columbus, takže i v budoucnu můžeme očekávat množství unikátních výstupů.“