autorka: Ina Boruszewska, Centrum Nauki Kopernik

IMMUNE MULTIOMICS to jeden z siedmiu eksperymentów, których wykonanie Ministerstwo Rozwoju i Technologii zleciło Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA), a wykona go polski astronauta, Sławosz Uznański, podczas swojej przyszłorocznej misji na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS). Biuro ESERO-Polska zaprosiło nauczycieli do Centrum Nauki Kopernik na „Kosmos w szkole” – dwudniowe wydarzenie, którego program wprost nawiązywał do misji Sławosza Uznańskiego na ISS.

„Na corocznej konferencji dla nauczycieli i edukatorów prezentujemy najnowsze dokonania naukowców pracujących przy aktualnych misjach kosmicznych. Robimy warsztaty (np. z prototypowania łazików marsjańskich czy projektowania baz dla astronautów), przedstawiamy nowatorskie metody uczenia przedmiotów ścisłych, bazujące na eksperymentowaniu. Wszystko po to, by uczestnicy doświadczyli, jak zagadnienia dotyczące przygotowania misji kosmicznych i w ogóle tematy dotyczące Kosmosu wykorzystywać na lekcjach i zajęciach pozaszkolnych z dziećmi i młodzieżą” – mówi Olek Jasiak, szef Biura Edukacji Kosmicznej ESERO-Polska

Międzynarodowa Stacja Kosmiczna to całodobowe laboratorium, w którym realizowane są przede wszystkim trzy rodzaje badań: eksperymenty niemożliwe do wykonania na Ziemi, badania mające na celu zrozumienie i poprawę zdrowia astronautów oraz badania wykorzystujące wyjątkowy aspekt wysyłania w pełni zdrowych i sprawnych ludzi do nowego i stresującego środowiska. Wyniki takich badań pomagają nam m.in. zrozumieć, jak długotrwałe przebywanie w przestrzeni kosmicznej wpływa na ludzki organizm. 

Co o naszych ciałach może powiedzieć nieważkość?

Sławosz Uznański, polski astronauta projektowy Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) poleci w przyszłym roku na Międzynarodową Stację Kosmiczną (ISS), by przeprowadzić kilka eksperymentów. Jednym z nich jest IMMUNE MULTIOMICS, w ramach którego naukowcy będą analizować zmiany w ekspresji genów i badać procesy ją regulujące w komórkach krwi astronautów. 

– „Badacze spodziewają się odkryć, m.in. jak adaptacja do warunków kosmicznych wpływa na zdolność organizmu do obrony przed infekcjami. Czy i jak działanie układu odpornościowego człowieka zmienia się podczas przebywania w kosmosie? A jeśli tak, to czy powrocie na Ziemię wróci do normy? – wyjaśnia kierowniczka tego eksperymentu, dr n. med. Alicja Trębińska-Stryjewska z Centrum Inżynierii Biomedycznej Wojskowej Akademii Technicznej.  

Jej wykład „Co o naszych ciałach może powiedzieć nieważkość?” otwierał konferencję „Kosmos w szkole”. Podczas rozmowy z uczestnikami dr Trębińska-Stryjewska dodała, że zespół z Centrum Inżynierii Biomedycznej WAT zgłosił jeszcze jeden eksperyment. Dotyczy badania bezpośredniego wpływu diety na skład mikrobiomu jelitowego w warunkach mikrograwitacji i promieniowania kosmicznego w czasie pobytu astronautów na ISS. Jednak ze względu na bardzo ostre kryteria Europejskiej Agencji Kosmicznej do przeprowadzania jakichkolwiek eksperymentów na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, zanim ten eksperyment zostanie zatwierdzony, zespół musi wypełnić dużo szczegółowych dokumentów, np. dotyczących zasad bezpieczeństwa, etyki, zastosowania konkretnych narzędzi i tym podobne. 

Halo, tu baza

Obecnie wiele instytucji w Europie i na świecie zajmuje się projektowaniem przyszłych baz kosmicznych i stacji orbitujących wokół innych obiektów niż Ziemia. W konkursach startują zarówno zespoły złożone ze studentów szkół projektowych, jaki profesjonalne biura architektoniczne. Biuro ESERO-Polska wspólnie z Europejską Agencją Kosmiczną zaczynają budować świadomość takich potrzeb już na etapie edukacji wczesnoszkolnej, organizując warsztaty dla osób dorosłych, pracujących z dziećmi i młodzieżą od 8 do 19 lat. Jeden z warsztatów konferencji nawiązywał do wyzwania Moon Camp, w którym zadanie polega na znalezieniu „pozaziemskiego przyczółka dla ludzi”, gdzie będzie można ustawić kosmiczny habitat. Inny warsztat koncentrował sięna Misji Zero europejskiego wyzwania Astro Pi, która umożliwia dzieciom i młodzieży nauczenia się podstaw programowania w języku Python oraz napisanie, w niewielkich zespołach, swojego pierwszego kodu, który potem wysyłają na ISS. W tym przypadku zespoły projektowe tworzyli edukatorzy.

Miękkie lądowanie 

Inna grupa analizowała konkurs CanSat w ramach którego młodzież ma szansę przeżyć unikalną przygodę, polegającą na przejściu przez wszystkie etapy kosmicznego projektu inżynieryjnego: od wyobrażenia sobie koncepcji misji cansata (sondy badawczej wielkości puszki po napoju), poprzez wybór i zaprojektowanie jego instrumentów, działania promocyjne i edukacyjne, pozyskiwanie partnerów i sponsorów, integrację komponentów minisatelity, testowanie prototypów cansata, przygotowanie do startu misji, a następnie analizę danych. Tu, jednym z ważnych obszarów pracy nad projektem, jest opracowanie systemu odzysku sondy. Nauczyciele i edukatorzy skoncentrowali się na budowie spadochronów, które powinny zapewnić cansatowi bezpieczne lądowanie. Zadanie wydawało się łatwe, ale testy własnoręcznie wykonanych prototypów udowodniły, że tak nie jest. Nie wszystkim się udały.

Dlaczego łazik nie chce łazić

zastanawiali się uczestnicy zajęć konstruktorskich, analizując kolejne etapy projektu inżynierskiego, który miał zakończyć się wykonaniem łazika, tak, by poruszał się po płaskiej powierzchni bez popychania. Na początku jedyną wskazówką była wyobraźnia. Powstało kilka prototypów w większości uruchamianych przemyślnie umocowaną gumką recepturką albo elementem żagla na „podmuch”. Potem nauczyciele otrzymali zdjęcia łazików ze schematem budowy i wymiarami  poszczególnych elementów. To pomogło w usprawnieniu marsjańskich pojazdów. Jeden z zespołów wykazał się szczególną pomysłowością. Do podwozia łazika przymocował cienkie rurki, na które nałożył – w kilku rzędach – okrągłe, owocowe pastylki z dziurką. Z tyłu nadwozia umieszczono wielki, nadmuchany balon. Nagły podmuch powietrza z balonu przekłutego spinaczem biurowym uruchomił pojazd. 

– „To były świetne warsztaty. Wykorzystywaliśmy zasady fizyki, mechaniki, wzorów matematycznych, choć do dyspozycji mieliśmy kartony, rurki, papier, ołówki, spinacze biurowe, stare płyty CD, baloniki, gumki-recepturki, itp. rzeczy. Nie obyło się bez porażek, ale robienie błędów to nieodłączna część uczenia się przez działanie, ważne doświadczenie w procesie poznawania, Bez popełniania błędów nie ma sukcesów – stwierdziła Alicja Gierlotka ze Szkoły Podstawowej z Oddziałami Integracyjnymi nr 1 w Gliwicach. – „Nie ma nic lepszego niż inspirowanie dzieci do nauki przez działanie. To jest misja Centrum Nauki Kopernik, a ja wzięłam ją za motto do mojej pracy z dziećmi i młodzieżą, bo uczę i w podstawówce i w liceum.”  Po chwili dodała – „Chcę tu pochwalić moich młodszych podopiecznych z KMO Elektron, przy Szkole Podstawowej z Oddziałami Integracyjnymi nr 1 w Gliwicach, którzy dostali się do II etapu konkursu Nauka dla Ciebie „Prototypuj” na wykonanie pomocy edukacyjnej. Nasz zespól skonstruował dźwig pokazujący działanie elektromagnesu.” 

Właśnie o to chodzi, o rozwijanie wśród uczniów zainteresowania i kompetencji związanych z nauką, inżynierią i tematyką kosmiczną.

Międzynarodowa Stacja Kosmiczna 

krąży ponad 400 km nad naszymi głowami. Jest domem dla astronautów oraz eksperymentów od 2000 roku, gdy na jej pokładzie pojawiła się pierwsza załoga. W przyszłym roku poleci na nią Sławosz Uznański, astronauta projektowy Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA). Warto śledzić jego przygotowania do misji. Polski astronauta jest także Ambasadorem Konkursu CanSat oraz projektu edukacyjnego „Lekcje nie z tej Ziemi!”, realizowanych w ramach Programu Edukacji Kosmicznej ESERO-Polska w Centrum Nauki Kopernik. Wspólnie zależy nam, by osoby dorosłe, pracujące z dziećmi i młodzieżą w wieku 8-19 lat, angażowały się  w działania obrazujące proces uczenia (się) z zastosowaniem nauki w obszarze STEAM (Science, Technology, Engineering, Art, Mathematics) oraz informujące o korzyściach płynących z rozwoju sektora kosmicznego i przynależności Polski do ESA.

„Co o naszych ciałach może powiedzieć nieważkość?” – dr n. med. Alicja Trębińska-Stryjewska, adiunkt w Centrum Inżynierii Biomedycznej Instytutu Optoelektroniki Wojskowej Akademii Technicznej. 

Obejrzyj wykład na YT Centrum Nauki Kopernik:

foto: Adam Burakowski/ CNK