Jednym z 13 eksperymentów, które zostaną przeprowadzone na orbicie w planowanej niebawem historycznej, pierwszej polskiej misji technologiczno-naukowej na Międzynarodową Stację Kosmiczną (ISS) – IGNIS, będzie „MXene in LEO”. Eksperyment ten został opracowany przez zespół naukowców z Wydziału Technologii Kosmicznych Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie.
Eksperyment zostanie wykonany przez polskiego astronautę projektowego Europejskiej Agencji Kosmicznej – dr. Sławosza Uznańskiego-Wiśniewskiego, który będzie drugim Polakiem w kosmosie, a pierwszym na pokładzie ISS. Misja jest zaplanowana na okres dwóch tygodni.
Nowoczesne nanomateriały w przestrzeni kosmicznej
MXene in LEO (MXene Material and Wearable Device Experiments in Low-Earth Orbit Space Habitat) to projekt mający na celu zbadanie właściwości MXenów – nowoczesnych nanomateriałów, które mogą zrewolucjonizować technologie kosmiczne i medyczne. Naukowcy z AGH pracują z wersją MXenów opartą na węgliku tytanu, którą produkują samodzielnie w laboratorium od 2018 roku.
Celem eksperymentu jest sprawdzenie stabilności nanomateriałów w warunkach mikrograwitacji, a także przetestowanie innowacyjnych opasek na nadgarstek wyposażonych w czujniki na bazie MXenów do pomiaru ruchu nadgarstka i pulsu człowieka w przestrzeni kosmicznej. Opaski zostały stworzone z przyjaznej środowisku celulozy bakteryjnej – biomateriału, który może stać się alternatywą dla tworzyw ropopochodnych. Co ciekawe, istnieje możliwość wytwarzania go bezpośrednio na ISS podczas przyszłych misji kosmicznych.
Opaski z celulozy bakteryjnej
Testy opasek w przestrzeni kosmicznej przeprowadzi dr Sławosz Uznański-Wiśniewski, polski astronauta projektowy Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA), który, w ramach misji Ax-4, spędzi dwa tygodnie na ISS. Astronauta będzie zakładał opaski i wykonywał określoną sekwencję ruchów nadgarstkiem, by sprawdzić precyzję działania czujników w warunkach mikrograwitacji. W sumie przetestowanych zostanie sześć opasek, każda dwukrotnie – daje to 12 odrębnych prób pomiarowych.
Równoległe testy naziemne
W trakcie dwutygodniowego okresu testów na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej prowadzone będą równoległe eksperymenty naziemne, analogiczne do procedury realizowanej w kosmosie. Zostaną one przeprowadzone w Laboratorium Sensorów Kosmicznych Wydziału Technologii Kosmicznych AGH.
Technologia przyszłości
Eksperyment MXene in LEO jest demonstracją potencjalnych technologii przyszłości, które mogą być wykorzystywane w eksploracji kosmosu. Jednym z kierunków rozwoju jest możliwość wytwarzania celulozy bakteryjnej z symbiotycznej kultury drożdży i bakterii. Dzięki temu możliwa byłaby lokalna produkcja czujników i materiałów bezpośrednio podczas długotrwałych misji kosmicznych. Takie rozwiązanie może zwiększyć samowystarczalność przyszłych misji.
– Eksperyment MXene in LEO ma na celu przetestowanie właściwości nanomateriałów typu MXene w warunkach mikrograwitacji, czyli w warunkach kosmicznych, oraz weryfikację możliwości zastosowania tego materiału do późniejszego wykorzystania ich w sensorach ubieralnych. Celem eksperymentu jest zweryfikowanie właściwości nanomateriału typu MXene w warunkach kosmicznych, tak aby w przyszłości można było wykorzystać ten materiał do pomiaru pulsu astronautów. Eksperyment będzie mógł znaleźć zastosowanie głównie w telemedycynie oraz zdalnym monitorowaniu zdrowia, dzięki możliwości zdalnego pomiaru funkcji życiowych człowieka – opowiedziała dr inż. Dagmara Stasiowska, członkini zespołu.
Koordynatorem projektu jest dr inż. Shreyas Srivatsa, a w skład zespołu wchodzą również: prof. Tadeusz Uhl, dr Agata Kołodziejczyk, dr inż. Krzysztof Grabowski, dr inż. Dagmara Stasiowska, dr Darukesha Baraduru Hirematada, mgr inż. Wojciech Guziewicz i mgr inż. Sławomir Rudawski.
IGNIS to część międzynarodowej misji Ax-4. Załogą Ax-4 dowodzi Peggy Whitson, była astronautka NASA, obecnie dyrektor ds. lotów załogowych w Axiom Space. Oprócz dr. S. Uznańskiego-Wiśniewskiego, w skład zespołu wchodzą także Shubhanshu Shukla z Indii (pilot) oraz Tibor Kapu z Węgier (specjalista misji).
***
Projekt opaski jest w procesie uzyskiwania ochrony praw własności intelektualnej i nie może jeszcze zostać udostępniony publicznie.
