Przewiduję wiele przełomowych zdarzeń w ciągu najbliższych 10 lat. Będziemy żyć w innym świecie
Widok centrum sterowania wirówki w czasie symulacji 0G. Na monitorze widoczna Agata Kołodziejczyk. Fot AATC
Ludzie chcą umieć żyć poza Ziemią. Wierzą, że jeśli będzie to możliwe, będziemy w stanie przetrwać wszystko i zachować życie z całym pięknem, jakiego – jeszcze – doznajemy na naszej planecie.
Moja działalność, wspólnie z AGH i Analog Astronaut Training Center, jest ukierunkowana na szkolenie osób, które – wykorzystując komercyjną astronautykę – chcą lecieć w kosmos do pracy jako inżynierowie, górnicy kosmiczni, rolnicy, nauczyciele, farmaceuci, lekarze i oczywiście naukowcy.
Zwiększenie ilości baz pozaziemskich podniesie jakość eksperymentów naukowych dzięki umożliwieniu powtarzalności przeprowadzanych analiz w różnych laboratoriach stacji kosmicznych. W efekcie ludzkość otrzyma niezależne, powtarzalne i nieupolitycznione dane z komercyjnych baz z kosmosu.
Firmy sektora kosmicznego, np. Axiom Space czy Blue Origin, zajęły się rozwojem misji komercyjnych. Zaraz do nich dołączą firmy z Chin i Indii. Arabia Saudyjska też nie chce zostać w tyle.
Z dr Agatą Kołodziejczyk rozmawia Kamil Broszko.
Kamil Broszko: Co to jest habitat kosmiczny?
AK: To miejsce do symulacji misji kosmicznych stworzone dla potrzeb rozwoju bioastronautyki i załogowych lotów kosmicznych. W rozumieniu ekologicznym habitat to siedlisko określone warunkami fizycznymi, chemicznymi i biologicznymi, w jakich może rozwijać się dana populacja. Habitat kosmiczny jest innym pojęciem, ponieważ symuluje miejsce życia w izolacji, jaką jest baza kosmiczna. Habitat kosmiczny to sztuczny, stworzony przez człowieka ekosystem różnych mechanizmów i organizmów, które razem tworzą zamknięty świat. Mamy dwa habitaty: jeden 300-metrowy, czynny wiosną, latem i jesienią, a drugi – o powierzchni 57 m kw., w którym obecnie realizowana jest misja marsjańska i znajduje się w nim czteroosobowa załoga.
Agata Kołodziejczyk i Matt Harasymczuk z córką Olą. Fot. AATC
Obecnie powstaje na Ziemi wiele habitatów, m.in. Luna w Centrum Astronautów w Kolonii. Spowodowane jest to rosnącym zainteresowaniem załogowymi misjami kosmicznymi. Na orbicie buduje się obecnie siedem stacji kosmicznych, a NASA realizuje program Artemis, którego dalekosiężnym celem jest budowa bazy na Księżycu. Chińczycy nie tylko planują budowę swojej księżycowej bazy, ale chcą być tam pierwsi. Następuje ekspansja ludzkości poza Ziemię, a my chcemy się przygotować do tego procesu.
KB: Jakie są funkcjonalności badawcze habitatu? Co da się obecnie w nim zbadać, a co będzie można zbadać w przyszłości?
AK: Habitaty mają różne cele i zadania. Moja działalność, wspólnie z AGH i Analog Astronaut Training Center, jest ukierunkowana na szkolenie osób, które – wykorzystując komercyjną astronautykę – chcą lecieć w kosmos do pracy jako inżynierowie, górnicy kosmiczni, rolnicy, nauczyciele, farmaceuci, lekarze i oczywiście naukowcy. W przyszłości nie tylko astronauci będą realizować badania naukowe. Nadejdzie moment, kiedy naukowiec będzie mógł realizować swoje badania w kosmosie osobiście, a nie rękoma astronautów, jak to się odbywa obecnie. Dzięki temu uproszczony zostanie proces i znacząco skrócony czas realizacji prowadzenia badań w habitatach pozaziemskich. Zwiększenie ilości baz pozaziemskich podniesie jakość eksperymentów naukowych dzięki umożliwieniu powtarzalności przeprowadzanych analiz w różnych laboratoriach stacji kosmicznych. W efekcie ludzkość otrzyma niezależne, powtarzalne i nieupolitycznione dane z komercyjnych baz z kosmosu. Obecnie przygotowanie eksperymentu na orbitę trwa średnio dwa lata, co znacząco ogranicza rozwój dostosowany do potrzeb cywilizacyjnych.
Agata Kołodziejczyk. Fot. AATC
Habitaty są miejscem, w którym osoby mogą nabrać doświadczenia w planowaniu eksperymentów na stację kosmiczną. Zarówno przyszli astronauci, jak i inżynierowie, naukowcy, operatorzy z przyszłych centrów kontroli misji mogą tutaj poznać zasady, ograniczenia i czynniki środowiska, jakie należy wziąć pod uwagę w planowaniu zadań misji kosmicznych. To tu osoby wiążące przyszłość z sektorem kosmicznym mogą inspirować się do konkretnych działań i realizacji konkretnych projektów w przyszłości. Tutaj też mogą przetestować procedury, technologie i zasady życia w izolacji, porzucić strefę komfortu i odczuć, jak organizm adaptuje się do nowego środowiska.
Mam zaszczyt brać udział w eksperymencie na Międzynarodową Stację Kosmiczną jako członek grupy badawczej projektu „MXene Material and Wearable Device Experiments in Low-Earth Orbit Space Habitat”, w skrócie „MXene in LEO”. Celem jest badanie MXenów – nowoczesnych nanomateriałów o wielu potencjalnych zastosowaniach w trakcie misji kosmicznych. Zaskoczeniem dla mnie była liczba ponad 50 dokumentów do wypełnienia i zadań pobocznych, dodatkowych testów, które trzeba wykonać, przygotowując takie, zdawałoby się, proste badania naukowe. Jest to oczywiście potrzebne i lepiej mieć tę wiedzę, zanim się rusza z projektem w kosmos czy przysłowiową motyką na Księżyc. Większość dokumentów wymaganych przez agencje kosmiczne i firmy wynoszące ładunki na orbitę dotyczy opisu materiałów, specyfikacji technicznej, protokołów, procedur związanych z częścią eksperymentalną zarówno w kontrolnych eksperymentach naziemnych, jak i w wersji lotnej, a także opisu testów wykonanych wstępnie na Ziemi w warunkach analogowych. Szacowane jest ryzyko, wyspecyfikowane muszą być wszystkie możliwe zagrożenia i sposób zapobiegania im. Eksperyment w kosmosie musi być dopracowany w każdym najdrobniejszym szczególe. Nie może stanowić zagrożenia dla misji i załogi, począwszy od startu rakiety, przez pobyt na stacji, aż po bezpieczne lądowanie i powrót na Ziemię.
KB: Czy upowszechnienie podróży w kosmos przyniesie przełomowe odkrycia, które będą istotne dla ludzkości?
AK: Przełom dzieje się na naszych oczach. Firmy sektora kosmicznego, np. Axiom Space czy Blue Origin, zajęły się rozwojem misji komercyjnych. Zaraz do nich dołączą firmy z Chin i Indii. Arabia Saudyjska też nie chce zostać w tyle. Przewiduję wiele przełomowych zdarzeń w ciągu najbliższych 10 lat, a za kolejnych 10 będziemy już żyć w zupełnie innym świecie.
Wyniki pierwszej komercyjnej wyprawy w kosmos Inspiration 4, zorganizowanej w 2021 r. przez Axiom Space, pokazały, że komercyjni astronauci mogą dostarczyć więcej danych niż astronauci, bo nie są ograniczeni wymogami prawnymi. Molekularne i fizjologiczne dane czteroosobowej załogi zostały opublikowane w jednym z najbardziej prestiżowych czasopism naukowych na świecie – „Nature”1. Co więcej, komercyjni astronauci są bardziej podobni do populacji na Ziemi pod względem bioróżnorodności, kultury, religii i stanu zdrowia w porównaniu do wybiórczo selekcjonowanych osób do projektów rządowych. Astronauci misji rządowych podlegają restrykcyjnej ochronie, nie można na przykład sekwencjonować ich genomu i powszechnie go ujawniać. Nie dowiemy się też niczego o ich próbkach krwi czy moczu. Misje rządowe mają bowiem inne cele: polityczne, technologiczne, militarne, wreszcie naukowe.
Ludzie chcą umieć żyć poza Ziemią. Wierzą, że jeśli będzie to możliwe, będziemy w stanie przetrwać wszystko i zachować życie z całym pięknem, jakiego – jeszcze – doznajemy na naszej planecie. Firmy komercyjne z ogromnym wysiłkiem rozwijają ten pomysł, chcąc uczynić życie poza Ziemią realnym i bezpiecznym dla każdego, bez względu na wiek i stan zdrowia. Musimy jak najszybciej poznać zagrożenia i znaleźć sposoby, jak sobie z nimi radzić. Wyzwaniem są: przyspieszone starzenie, osteoporoza, choroba lokomocyjna czy zaburzenia rytmów okołodobowych.
KB: Kto pracował w waszym habitacie?
AK: Wiele ciekawych osób interesuje się naszym habitatem, co zaowocowało nawiązaniem ścisłej współpracy. Mieliśmy u siebie dziennikarzy i pisarzy, którzy ujmują w artystyczne ramy zdobyte doświadczenia z pobytu w analogowej stacji kosmicznej. Wielokrotnie współpracowałam z „National Geographic”, dzięki któremu zbudowaliśmy łazika Chrząszcza oraz zdobyliśmy materiały na budowę habitatu 2.0. Wspólnie z mikrobiologami zorganizowaliśmy największą na świecie międzynarodową analogową misję księżycową – Mission Analog Colony 1. Uczestniczyło w niej 30 astronautów analogowych z czterech kontynentów. W ciągu tygodnia uzyskaliśmy unikatowe dane z analizy mikrobiomów tej niewielkiej społeczności. Badaliśmy, czy mikrobiom uczestnika miesza się z innymi w warunkach izolacji i jak szybko ten proces następuje. Interesował nas ten fakt, ponieważ nie znamy jeszcze mechanizmów, jakie działają u człowieka w warunkach izolacji. Chcieliśmy się dowiedzieć, czy procesy te są bezpieczne, czy nie, a jeżeli nie – to jak temu zaradzić. Coraz więcej naukowców z różnych dziedzin przychodzi do nas, aby realizować swoje badania. Nawiązaliśmy współpracę z etnografami kosmicznymi, rolnikami ekstremalnymi, lekarzami, a nawet z polarnikami.
KB: Habitat to izolacja od światła słonecznego, które pozwala człowiekowi rozróżniać dzień od nocy, i izolacja od dostępu do bieżącej wody. Sprawia to duży dyskomfort wpływający na psychikę. Czego jeszcze są pozbawieni uczestnicy analogowych misji kosmicznych?
AK: Przede wszystkim uczestnikom misji brakuje prywatności. Niestrudzenie szukają oni metod i miejsca, aby ten brak odreagować. Słuchawki na uszach, gry komputerowe, testy, takie jak test szympansa, czy sudoku, wreszcie metoda oddychania Hofa pozwalają na chwilę odciąć się od otoczenia. Moduł siłowni pozwala fizycznie rozdzielić się z załogą i skupić na własnym organizmie. Wszystko to jest niezbędne, ale niewystarczające. W habitacie brakuje miejsca podobnego do lasu czy falującego morza, gdzie można byłoby oczyścić się i ochłonąć z nagromadzonych w ciągu dnia emocji. W stacji kosmicznej nie ma prysznica, są jedynie wilgotne chusteczki – nie można w ten sposób zmyć z siebie zmęczenia. Braki prywatności eskalują kumulacją emocji i tym samym neurochemii w mózgu, co bez względu na ich rodzaj i polaryzację nie ma ujścia i powoduje zwiększenie napięcia w kolejnych dniach trwania eksperymentu. Jedni reagują depresją, inni bólem głowy czy obniżeniem nastroju. Wszystkie te stany są niepokojące i stanowią poważne zagrożenie dla powodzenia misji.
W habitacie brakuje też zasobów. Analogowi astronauci mają wydzieloną żywność i wodę bez względu na osobiste potrzeby i przyzwyczajenia. Kiedyś zabrakło nam wody pitnej i trzeba było ją racjonować. Zaobserwowaliśmy wtedy różne zachowania w grupie, jedni chomikowali na zapas butelki z wodą w swoim łóżku, niektórzy podkradali wodę innym, a inni przeciwnie – dzielili się nią.
KB: Czy pani projekt ma na celu wyłonienie przyszłych pionierów kosmosu?
AK: Nie organizuję konkursów na lot w kosmos (jeszcze), więc nie muszę nikogo wyłaniać. Celem jest przybliżenie bioastronautyki i trening osób, które pragną w przyszłości związać swoją karierę z sektorem kosmicznym, przede wszystkim z załogowymi lotami w kosmos. Postawiłam na tę kartę, ponieważ sama pragnę rozwijać bioastronautykę. Wierzę, że jest to kierunek, w którym jako Polka mam szansę przebić się na świecie w roli pioniera wielu nowych technologii, które sprawią, że loty w kosmos będą przyjazne człowiekowi i naszej planecie.
Wraz z partnerem Mateuszem Harasymczukiem mamy własny program szkolenia analogowych astronautów w oparciu o aktualne trendy i wymogi. Szkolenia organizujemy w dwóch habitatach w Małopolsce i niedługo w tworzonym pierwszym akademickim habitacie na AGH w Krakowie. Dodatkowo szkolimy w Stanach Zjednoczonych we współpracy z firmą IIAS – International Institute for Astronautical Sciences2. Szkolimy osoby, które latają z firmą Blue Origin, a także szkoliliśmy astronautkę, która była członkiem misji Inspiration 4.
Jako neurobiolog kładę nacisk na samodoskonalenie i adaptację – jak przetrwać niedogodności, jak przeprogramować swoją głowę, żeby nie być ciężarem dla siebie i innych.
Kiedy pracowałam w Europejskiej Agencji Kosmicznej, brałam udział w opracowaniu koncepcji habitatu Luna w Kolonii. Współpracowałam wtedy z astronautką Samanthą Cristoforetti, która w przyszłości poleci na orbitę okołoksiężycową w misji Artemis. Znam jej program szkoleniowy. Rozmawiałam również z innymi astronautami, m.in. moją idolką Robertą Bondar, polskim kosmonautą Mirosławem Hermaszewskim i ich szkoleniowcami. Na tej podstawie opracowaliśmy autorski program szkolenia w oparciu o unikalne wyposażenie, które mamy w bazie. Współpracujemy z komandosami i z Wojskowym Instytutem Medycyny Lotniczej, który posiada jedną z najlepszych wirówek przeciążeniowych na świecie. Zainstalowana na ośmiometrowym ramieniu gondola wirówki umożliwia uzyskiwanie przeciążenia w osi Z w zakresie od -3 G do 16 G. Natomiast nowością jest żyroskopowe zawieszenie gondoli, które zapewnia zadawanie przeciążeń w osiach X i Y, dzięki czemu możemy ćwiczyć symulację startu i lądowania rakiety, a nawet symulację ciągłą spadku swobodnego. Przypomnę, że spadek swobodny tu ruch odbywający się wyłącznie pod wpływem siły grawitacji, bez oporów ośrodka. To jest fantastyczne uczucie, bo człowiek czuje się wtedy wyzwolony od wszelkich ciężarów tego świata. Tę euforię również widzimy u astronautów w kosmosie.
Poza szkoleniem w przeciążeniach i symulowanej mikrograwitacji ćwiczymy pod wodą w neutralnej pływalności. W Polsce trenujemy w symulatorze nurkowym w Deepspocie, ale naszym ulubionym miejscem jest Dahab z urokliwą, jeszcze kolorową rafą koralową.
KB: Czy pani też kiedyś poleci w kosmos?
AK: Oczywiście. Planuję wziąć udział w locie komercyjnym. Ćwicząc i doskonaląc swoje możliwości, dbając o zdrowie, robiąc to, co kocham, czekam na tańsze loty i konkurencyjne oferty. Za parę lat będzie to możliwe.
Dr Agata Maria Kołodziejczyk, z domu Wszołek – neurobiolożka i astrobiolożka. Założycielka polskich laboratoriów do symulacji analogowych misji kosmicznych. Od 2016 r. prowadzi autorskie międzynarodowe szkolenia z dziedziny bioastronautyki we własnej firmie AATC – Analog Astronaut Training Center. Podstawową formą szkoleń są jednotygodniowe edukacyjne i naukowe symulacje misji księżycowych i marsjańskich, ale również misje stratosferyczne i podwodne. W latach 2015–2017 ekspertka w Advanced Concepts Team Europejskiej Agencji Kosmicznej. Z jej inicjatywy utworzono pierwsze w Polsce analogowe bazy kosmiczne do przeprowadzania symulacji misji pozaziemskich. Jeden projekt zrealizowano w Pile, dwa kolejne w Rzepienniku. Obecnie właścicielka dwóch laboratoriów badawczych, aktywistka społeczna, popularyzatorka New Space. Przewodnicząca rady doradczej UNIVERSEH – Europejskiego Uniwersytetu Kosmicznego, członkini rady naukowej Centrum Technologii Kosmicznych AGH, Stowarzyszenia Astronomia Nova, World Research Centre, członkini grupy eksperckiej Space Habitats, Międzynarodowej Federacji Astronautycznej IAF oraz prywatnej agencji kosmicznej Valles Marineris. Dyrektorka projektów naukowych w AATC.
1 Jones et al., 2024, https://www.nature.com/articles/s41586-024-07648-x
2 https://astronauticsinstitute.org/
