23 Ağustos – 15 Ekim 2021 tarihleri arasında DLR’deki Alman Uzay Ajansı ve Lüksemburg Uzay Ajansı (LSA), High Flyer 2 yarışmasının bir parçası olarak öğrencileri Uluslararası Uzay İstasyonu ISS’de kendi deneyleri için fikirler sunmaya çağırdı. İki günlük bir sanal seçim çalıştayından sonra, 2 Aralık 2021’de uzmanlardan oluşan bir jüri tarafından kazananlar seçildi: TU Münih’ten ADDONISS, Lüksemburg Üniversitesi’nden BRAINS, Stuttgart Üniversitesi’nden FARGO ve Leibniz Universität’tan Glücksklee Hannover.
Bitki araştırmaları ve uydu teknolojileri için deneysel öneriler
Sekiz Alman ve iki Lüksemburg takımı yarışmaya katılmak için başarıyla başvurdu. DLR’deki High Flyer 2 yarışmasının proje yöneticisi Johannes Weppler, “Deneyler için pek çok heyecan verici öneri aldık” diyor. “Konu yelpazesi, bitki ve mikroorganizmaların simbiyozundan yenilikçi enerji depolama konseptlerine ve küçük uydular için yeni teknolojilere kadar uzanıyordu.” Deneyin bilimsel veya teknolojik değerine ek olarak, seçim kriterleri arasında uygulanabilirliği, ISS’deki özel koşulların optimal kullanımı ve ekibin bileşimi yer alıyordu.
ADDONISS ile beyin araştırması
ISS ile ilgili önceki araştırmalar, uzay koşulları altında birçok alanda yaşlanma süreçlerinin önemli ölçüde daha hızlı olduğunu göstermiştir. Münih Teknik Üniversitesi’nden WARR Uzay Laboratuvarları ekibi bunu ADDONISS deneyleri için kullanmak istiyor (Agitti ve Dcanlandırıcı Dhastalıklar ÖF Navro üzerinde ISS) Alzheimer gibi dejeneratif beyin hastalıkları hakkında daha fazla bilgi edinmek için. Bunu yapmak için öğrenciler, ISS’deki çevresel koşullar altında iki beyin hücresi kültürü araştırıyorlar. Kültürlerden birine, Alzheimer hastalığına benzer rahatsızlıklara neden olan bir ajan ekleniyor. Hücre kültürleri doğrudan bir mikroçip üzerinde büyür, bu da elektrik sinyallerini ve dolayısıyla hücrelerin aktivitesini doğrudan ölçmeyi mümkün kılar. Aynı zamanda minyatür kamera mikroskobu kullanılarak hücrelerin büyümesi de gözlemlenir. Sonuçlar daha sonra yerdeki paralel bir deneyle karşılaştırılır.
BRAINS, mikro yerçekiminde hücre büyümesini inceliyor
Sözde organoidler, hastalıkların gelişimini ve ilaçların etkinliğini daha iyi araştırmak için insan kök hücrelerinden laboratuvarlarda yetiştirilmektedir. Bunlar, üzerinde çalışmaların yürütüldüğü sinir hücreleri gibi belirli bir türdeki küçük hücre koleksiyonlarıdır. Dünya laboratuvarlarındaki yerçekimi nedeniyle, bu hücre kümeleri çok yoğun bir şekilde büyür ve boyut olarak sınırlıdır. BEYİNLER ekibi (Bbiyolojik Rkullanarak araştırma Ayapay BENiçin istihbarat NAvrupa bilimi Shızı), hücreleri rahimdeki koşullara benzer bir ortamda büyüterek bunu değiştirmek istiyor: ISS’de ağırlıksızlık. Daha az yoğun ve daha büyük organoidler, Dünya’dakinden daha fazla orada büyüyebilmelidir. Dünya yörüngesinde 30 gün kaldıktan sonra, hücreler Dünya’ya geri gönderilecek. Numuneler daha sonra yapay zekaya dayalı görüntü tanıma yardımıyla analiz edilecek.
FARGO: Yarının uzay yolculuğu için bileşenler
2018’deki ilk yüksekten uçan yolcu yarışmasının bir parçası olarak ISS’de gerçekleştirilen PAPELL deneyinin sonuçlarına göre, Stuttgart Üniversitesi’nden öğrenci derneği KSat eV’den bir ekip, so- uzay yolculuğunda ferrosıvılar denir. Ferrofluidler, dış manyetik alanlara tepki veren manyetik parçacıkların bulunduğu sıvılardır. Deneyleri ile FARGO (Fhatalı sıvı Abaşvuru Raraştırma Goes Örbital), öğrenciler iki bileşen arasındaki ısı transferini düzenleyen bir termal anahtarı test ediyorlar. Bir elektrik devresini kapatıp açması amaçlanan bir elektrik anahtarı ve küçük uydular için yeni bir tür durum kontrol sistemi de test ediliyor. Her üç uygulamanın da ortak noktası, mümkün olduğu kadar mekanik parça kullanılmadan yapılması ve böylece aşınma nedeniyle arıza riskini önemli ölçüde azaltmasıdır. Deney şimdi, gelecekteki uzay görevlerinde kullanılabilecekleri şekilde, üç kavramın ağırlıksızlıkta ne ölçüde işe yaradığını araştırıyor.
Deney Glücksklee, ISS’deki bitkileri araştırıyor
Uzayda gelecekteki uzun vadeli görevler, astronot mürettebatının bir besin kaynağı olarak uzay gemilerinde bitki yetiştirebilmelerini gerektirecektir. Elbette bu tür görevler sırasında değişen yerçekiminin bitki büyümesi üzerinde etkisi vardır. Leibniz Universität Hannover’den Glücksklee ekibi, mikro yerçekiminde yonca (Medicago truncatula) ile toprakta yaşayan bakteriler (Sinorhizobium melilot) arasındaki simbiyotik ilişkideki değişiklikleri araştırarak bu fenomeni araştırıyor. Yerde, bakteriler yoncanın köklerine yuva yapar. Bitkiden besin alırlar ve ona bitkinin büyümesi için ihtiyaç duyduğu nitrojeni verirler. Deney için, deney kabında kontrollü koşullar altında birkaç yonca fidesi büyüyecektir. ISS’de kalınan süre boyunca, büyüme bir kamera tarafından belgelenir. Dünyaya döndükten sonra, “uzay yoncası” yerçekiminin neden olduğu değişiklikler için laboratuvarda yoğun bir şekilde incelenecektir.
Kazanan takımların her biri, deneylerini gerçekleştirebilmek için 20.000 avroluk mali destek alıyor. 10 x 10 x 20 santimetre ölçülerindeki prefabrik bir konteynere sığması gereken bitmiş araştırma aparatı, 2022’nin sonlarında veya 2023’ün başlarında bir fırlatma aracıyla ISS’ye getirilecek ve orada 30 gün boyunca otonom olarak çalıştırılacak. Öğrenci ekipleri uzaya çıkışı sahada canlı olarak deneyimleyebilir.
Alman Fizik Derneği (DPG), deneyleri seçmede ve projenin duyurulmasında başarılı 2’yi destekledi. Teknik uygulama, Meckenbeuren’den yuri GmbH şirketi tarafından gerçekleştirilir. High-flyer 2’nin Almanya kısmı, Federal Ekonomi ve Enerji Bakanlığı’nın (BMWi) fonlarıyla finanse edilmektedir.
Bitki araştırmaları ve uydu teknolojileri için deneysel öneriler
Sekiz Alman ve iki Lüksemburg takımı yarışmaya katılmak için başarıyla başvurdu. DLR’deki High Flyer 2 yarışmasının proje yöneticisi Johannes Weppler, “Deneyler için pek çok heyecan verici öneri aldık” diyor. “Konu yelpazesi, bitki ve mikroorganizmaların simbiyozundan yenilikçi enerji depolama konseptlerine ve küçük uydular için yeni teknolojilere kadar uzanıyordu.” Deneyin bilimsel veya teknolojik değerine ek olarak, seçim kriterleri arasında uygulanabilirliği, ISS’deki özel koşulların optimal kullanımı ve ekibin bileşimi yer alıyordu.
ADDONISS ile beyin araştırması
ISS ile ilgili önceki araştırmalar, uzay koşulları altında birçok alanda yaşlanma süreçlerinin önemli ölçüde daha hızlı olduğunu göstermiştir. Münih Teknik Üniversitesi’nden WARR Uzay Laboratuvarları ekibi bunu ADDONISS deneyleri için kullanmak istiyor (Agitti ve Dcanlandırıcı Dhastalıklar ÖF Navro üzerinde ISS) Alzheimer gibi dejeneratif beyin hastalıkları hakkında daha fazla bilgi edinmek için. Bunu yapmak için öğrenciler, ISS’deki çevresel koşullar altında iki beyin hücresi kültürü araştırıyorlar. Kültürlerden birine, Alzheimer hastalığına benzer rahatsızlıklara neden olan bir ajan ekleniyor. Hücre kültürleri doğrudan bir mikroçip üzerinde büyür, bu da elektrik sinyallerini ve dolayısıyla hücrelerin aktivitesini doğrudan ölçmeyi mümkün kılar. Aynı zamanda minyatür kamera mikroskobu kullanılarak hücrelerin büyümesi de gözlemlenir. Sonuçlar daha sonra yerdeki paralel bir deneyle karşılaştırılır.
BRAINS, mikro yerçekiminde hücre büyümesini inceliyor
Sözde organoidler, hastalıkların gelişimini ve ilaçların etkinliğini daha iyi araştırmak için insan kök hücrelerinden laboratuvarlarda yetiştirilmektedir. Bunlar, üzerinde çalışmaların yürütüldüğü sinir hücreleri gibi belirli bir türdeki küçük hücre koleksiyonlarıdır. Dünya laboratuvarlarındaki yerçekimi nedeniyle, bu hücre kümeleri çok yoğun bir şekilde büyür ve boyut olarak sınırlıdır. BEYİNLER ekibi (Bbiyolojik Rkullanarak araştırma Ayapay BENiçin istihbarat NAvrupa bilimi Shızı), hücreleri rahimdeki koşullara benzer bir ortamda büyüterek bunu değiştirmek istiyor: ISS’de ağırlıksızlık. Daha az yoğun ve daha büyük organoidler, Dünya’dakinden daha fazla orada büyüyebilmelidir. Dünya yörüngesinde 30 gün kaldıktan sonra, hücreler Dünya’ya geri gönderilecek. Numuneler daha sonra yapay zekaya dayalı görüntü tanıma yardımıyla analiz edilecek.
FARGO: Yarının uzay yolculuğu için bileşenler
2018’deki ilk yüksekten uçan yolcu yarışmasının bir parçası olarak ISS’de gerçekleştirilen PAPELL deneyinin sonuçlarına göre, Stuttgart Üniversitesi’nden öğrenci derneği KSat eV’den bir ekip, so- uzay yolculuğunda ferrosıvılar denir. Ferrofluidler, dış manyetik alanlara tepki veren manyetik parçacıkların bulunduğu sıvılardır. Deneyleri ile FARGO (Fhatalı sıvı Abaşvuru Raraştırma Goes Örbital), öğrenciler iki bileşen arasındaki ısı transferini düzenleyen bir termal anahtarı test ediyorlar. Bir elektrik devresini kapatıp açması amaçlanan bir elektrik anahtarı ve küçük uydular için yeni bir tür durum kontrol sistemi de test ediliyor. Her üç uygulamanın da ortak noktası, mümkün olduğu kadar mekanik parça kullanılmadan yapılması ve böylece aşınma nedeniyle arıza riskini önemli ölçüde azaltmasıdır. Deney şimdi, gelecekteki uzay görevlerinde kullanılabilecekleri şekilde, üç kavramın ağırlıksızlıkta ne ölçüde işe yaradığını araştırıyor.
Deney Glücksklee, ISS’deki bitkileri araştırıyor
Uzayda gelecekteki uzun vadeli görevler, astronot mürettebatının bir besin kaynağı olarak uzay gemilerinde bitki yetiştirebilmelerini gerektirecektir. Elbette bu tür görevler sırasında değişen yerçekiminin bitki büyümesi üzerinde etkisi vardır. Leibniz Universität Hannover’den Glücksklee ekibi, mikro yerçekiminde yonca (Medicago truncatula) ile toprakta yaşayan bakteriler (Sinorhizobium melilot) arasındaki simbiyotik ilişkideki değişiklikleri araştırarak bu fenomeni araştırıyor. Yerde, bakteriler yoncanın köklerine yuva yapar. Bitkiden besin alırlar ve ona bitkinin büyümesi için ihtiyaç duyduğu nitrojeni verirler. Deney için, deney kabında kontrollü koşullar altında birkaç yonca fidesi büyüyecektir. ISS’de kalınan süre boyunca, büyüme bir kamera tarafından belgelenir. Dünyaya döndükten sonra, “uzay yoncası” yerçekiminin neden olduğu değişiklikler için laboratuvarda yoğun bir şekilde incelenecektir.
Kazanan takımların her biri, deneylerini gerçekleştirebilmek için 20.000 avroluk mali destek alıyor. 10 x 10 x 20 santimetre ölçülerindeki prefabrik bir konteynere sığması gereken bitmiş araştırma aparatı, 2022’nin sonlarında veya 2023’ün başlarında bir fırlatma aracıyla ISS’ye getirilecek ve orada 30 gün boyunca otonom olarak çalıştırılacak. Öğrenci ekipleri uzaya çıkışı sahada canlı olarak deneyimleyebilir.
Alman Fizik Derneği (DPG), deneyleri seçmede ve projenin duyurulmasında başarılı 2’yi destekledi. Teknik uygulama, Meckenbeuren’den yuri GmbH şirketi tarafından gerçekleştirilir. High-flyer 2’nin Almanya kısmı, Federal Ekonomi ve Enerji Bakanlığı’nın (BMWi) fonlarıyla finanse edilmektedir.