Rakieta Perun – polski orzeł w przestworzach

Rakieta Perun to prawdziwa duma polskiego sektora kosmicznego stworzona przez inżynierów z firmy SpaceForest w Gdyni. To jednostopniowy pojazd suborbitalny napędzany nowoczesnym, hybrydowym silnikiem SF-1000, który działa na zmodyfikowanej parafinie. Tak, dobrze czytacie – parafinie, czyli substancji, z której robi się zwykłe świeczki. Brzmi niepozornie, ale to właśnie ta innowacja czyni Peruna jednym z bardziej ekologicznych projektów w świecie rakiet. Mierzy ona 11,5 m, ma 0,45 m średnicy i waży ok. 970 kg. Potrafi wynieść ładunek o masie do 50 kg na wysokość nawet 150 km, zapewniając kilka minut mikrograwitacji – idealnych do testów naukowych i technologicznych. To jak stworzenie „mini ISS” (ISS, z ang. International Space Station, czyli Międzynarodowa Stacja Kosmiczna) na kilka minut lotu, ale za ułamek kosztów. Dzięki Perunowi Polska ma szansę stać się ważnym graczem w branży kosmicznej, oferując nowoczesne, ekologiczne rozwiązania dla naukowców i firm z całego świata. 

Dlaczego nasiona pędzą z prędkością 1000 m/s?

Bo jeśli naprawdę chcemy podbić Marsa albo stworzyć bazy na Księżycu, musimy nauczyć się uprawiać jedzenie w kompletnie ekstremalnych warunkach. TORAF Seed Mission 50 to właśnie taki krok w przyszłość. Głównym celem eksperymentu jest sprawdzenie, jak nasiona radzą sobie po ekstremalnej podróży – w strefie suborbitalnej były narażone na wysoką prędkość, bardzo niską temperaturę, silne promieniowanie UV i obniżone ciśnienie prawie jak na innej planecie. Kluczowe pytanie brzmi, czy po takim „kosmicznym survivalu” nadal wykiełkują jak te zwykłe, z Ziemi? To nie tylko ciekawostka – podobne badania robią NASA (sałaty na ISS), Chiny (bawełna na Księżycu) i Japonia (Arabidopsis w mikrograwitacji). TORAF dorzuca do tej globalnej misji polskie kiełki, sałaty i rzodkiewki, sprawdzając, czy nasze nasiona mogą być fundamentem dla przyszłych ogrodów. 

Planowane są łącznie cztery misje:

1) TORAF Seed Mission 50 – wpływ krótkotrwałej ekspozycji nasion na warunki stratosferyczno-mezosferyczne (50 km – suborbitalny pułap mezosferyczny) na energię i zdolność kiełkowania oraz normalność siewek wybranych gatunków roślin uprawnych,

2) TORAF Seed Mission 80 – wpływ krótkotrwałej ekspozycji nasion na warunki górnej mezosfery/dolnej termosfery (80 km – suborbitalny lot bliski przestrzeni kosmicznej) na energię i zdolność kiełkowania oraz normalność siewek wybranych gatunków roślin uprawnych,

3) TORAF Seed Mission 100 – wpływ krótkotrwałej ekspozycji nasion na warunki granicy przestrzeni kosmicznej (100 km – linia Kármána) na energię i zdolność kiełkowania oraz normalność siewek wybranych gatunków roślin uprawnych,

4) TORAF Seed Mission 150 – wpływ krótkotrwałej ekspozycji nasion na warunki niskiej jonosfery (150 km – suborbitalny lot w przestrzeni kosmicznej) na energię i zdolność kiełkowania oraz normalność siewek wybranych gatunków roślin uprawnych.

Co dalej z nasionami? Plan eksperymentu

Gdy kapsuła z nasionami wróci na Ziemię, zaczyna się najważniejsza część badania. Zarówno nasiona, które leciały rakietą, jak i te z grupy kontrolnej, które cały czas były na Ziemi, zostaną umieszczone w identycznych warunkach laboratoryjnych. Chodzi o to, żeby jedyną różnicą między nimi była właśnie ta kosmiczna przygoda. Przez okres od 7 do 14 dni laboratorium oceny nasion będzie dokładnie monitorować każdy etap kiełkowania. Będzie sprawdzać m.in.:

* procent nasion, które wykiełkują – żeby zobaczyć, czy lot wpłynął na zdolność do wzrostu,

* czas potrzebny do rozpoczęcia kiełkowania – czy nasiona po locie zaczną kiełkować szybciej, wolniej, a może w tym samym tempie,

* tempo wzrostu zarodka – jak szybko rozwijają się pierwsze kiełki.

Każdy etap będzie dokumentowany na zdjęciach i opisywany krok po kroku zgodnie z zasadami badań fitobiologicznych. To oznacza, że firma nie przegapi żadnego szczegółu – od chwili, gdy pojawi się pierwszy kiełek, aż po moment, gdy rozwiną się pierwsze liścienie. Dzięki temu dostaniemy jasny obraz tego, jak ekstremalne warunki – zimno, promieniowanie UV, niskie ciśnienie – wpłynęły na żywotność i jakość nasion. Te dane mogą być kluczowe dla przyszłych projektów uprawiania roślin nie tylko w kosmosie, ale też w trudnych warunkach na Ziemi.

Oczekiwania i nadzieje – co nam powie kosmos?

Hipoteza eksperymentu zakłada, że nasiona po locie będą kiełkować tak samo dobrze, a być może nawet lepiej niż te, które pozostały na Ziemi. Zjawisko to jest znane z wcześniejszych eksperymentów kosmicznych, gdzie stres środowiskowy potrafił aktywować naturalne mechanizmy obronne nasion, poprawiając ich witalność. Firma sprawdzi nie tylko odsetek wykiełkowanych nasion, ale również jakość samych kiełków – długość korzenia, wygląd liścieni oraz ewentualne deformacje. Dodatkowo pomiar wzrostu w pierwszych tygodniach pozwoli określić, czy kiełki rosną szybciej, wolniej, czy tak samo w porównaniu z grupą kontrolną. Wyniki tego eksperymentu mogą otworzyć nowe perspektywy dla rolnictwa kosmicznego i przyczynić się do opracowania strategii upraw w warunkach pozaziemskich.

Czy nasiona po pobycie w kosmosie kiełkują inaczej?

Badania nad wpływem warunków kosmicznych na kiełkowalność nasion są kluczowe dla przyszłości rolnictwa poza Ziemią. Wyniki dotychczasowych eksperymentów, w tym przeprowadzonych przez NASA, ESA oraz chińską misję Chang’e 4, pokazują, że nasiona po powrocie z przestrzeni kosmicznej mogą wykazywać różnice w kiełkowaniu, tzn.:

* szybsze kiełkowanie – niektóre eksperymenty sugerują, że ekspozycja na mikrograwitację oraz promieniowanie kosmiczne może prowadzić do zwiększonej szybkości kiełkowania; przykładowo, nasiona rzeżuchy wyhodowane w ramach europejskiego projektu EXPOSE na ISS wykiełkowały o 12% szybciej niż kontrolna próbka na Ziemi,

* zwiększoną odporność – wystawienie nasion na działanie kosmicznego promieniowania mogło wywołać mutacje adaptacyjne, które uczyniły rośliny bardziej odporne na stres środowiskowy; w szczególności nasiona bawełny w chińskim eksperymencie na Księżycu wykiełkowały, mimo skrajnie niskich temperatur,

* obniżoną zdolność kiełkowania – z drugiej strony niektóre nasiona, szczególnie te delikatniejsze, mogą mieć uszkodzone DNA, co prowadzi do niższego wskaźnika kiełkowania, np. eksperymenty z nasionami pszenicy i jęczmienia na ISS wykazały, że silne promieniowanie może prowadzić do częstszych mutacji i obniżenia jakości plonów.

Zagraniczne eksperymenty z roślinami w kosmosie

* NASA Veggie Project – NASA od lat prowadzi badania nad uprawą roślin w kosmosie; program Veggie na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej pozwolił na uprawę sałaty rzymskiej, rzodkiewek i innych warzyw; w 2015 r. astronauci po raz pierwszy skosztowali sałaty wyhodowanej w kosmosie, co było przełomowym momentem w badaniach nad żywieniem w przestrzeni kosmicznej,

* Chang’e 4 Experiment – w 2019 r. chińska misja Chang’e 4 przeprowadziła pierwszy w historii eksperyment biologiczny na Księżycu; w specjalnym pojemniku umieszczono nasiona bawełny, ziemniaka, rzepaku oraz jaja muszek owocowych; bawełna wykiełkowała, co było pierwszym przypadkiem wzrostu rośliny na innym ciele niebieskim,

* JAXA Space Seed Project – Japońska Agencja Eksploracji Aerokosmicznej (JAXA) prowadziła eksperymenty z rośliną Arabidopsis thaliana na pokładzie ISS; badania te miały na celu zrozumienie wpływu mikrograwitacji na cykl życiowy roślin – od kiełkowania po produkcję nasion.