Istotą funkcjonowania części SimLE Science jest stopniowe budowanie ścisłej relacji między nauką i inżynierią. W tym celu realizujemy projekty naukowe stawiając na piedestale charakter interdyscyplinarności i współpracy różnych specjalistów.
Przykładem projektów realizowanych w ramach SimLE Science są:
AMBER - Autonomous Modular Biotechnological Experiment on a Rocket
Realizowany w współpracy z NASA Ames Research Center (Koordynator: Bartosz Rybacki);
Celem ładunku badawczego projektu AMBER jest zbadanie wpływu lotu suborbitalnego rakiety na przebieg procesu biosyntezy, sprawność reakcji enzymatycznych, zachowanie właściwości biofilmu szczepu dzikiego oraz zdolności mutagennych w postaci testu Amesa. Payload zawiera w centralnej części 96 well-plate, podzielone na 3 sektory operacyjne. Pierwszy z nich posłuży do przeprowadzenia biosyntezy, drugi do zbadania aktywności enzymów biologii molekularnej podczas fazy lotu i po locie zaś trzeci sektor zawierać będzie biofilm wykonany na szczepie dzikim pozyskanym z misji BEXUS celem zbadania właściwości biologicznych biofilmu, sposobu formowania się (ustrukturyzowanie płaski, grzybkowe, kolumnowe), weryfikacja stabilności mechanicznej oraz wykonanie testu mutagenności Amesa. Wszystkie 3 sektory operacyjne eksperymentów naukowych zostaną poddane tym samym wpływom przeciążeń grawitacyjnych, prędkości startowej rakiety, profilu temperaturowego oraz wibracyjnego. Budowa takiego układu obejmuje między innymi kryterium krytyczne w postaci wymiarów: 10x10x30cm oraz masy 4kg, co spełnia wymagania konkursowe.
Wstępna holistyczna ocena potencjału naukowego wspomnianych eksperymentów naukowych jest ogromna. Wpływ lotu suborbitalnego rakiety R6 konstrukcji SimLE na 3 niezależne eksperymenty naukowe kryje szanse na dostarczenie wcześniej nieopisanych wniosków, które mogą usprawnić między innymi pracę naukowców sektora kosmicznego poprzez dostarczenie informacji o zachowaniu się enzymów biologii molekularnej podczas lotu suborbitalnego czy też w późniejszych fazach projektu podczas lotu orbitalnego.
Biofilm jest formą ugrupowania bakteryjnego zawierającą w otoczeniu substancje organiczne bądź nieorganiczne wytwarzane przez bakterie, która to struktura przylega do danej powierzchni. Jest obiektem badań między innymi NASA, elementem stosunkowo świeżym, o którym świat ma jeszcze za mało informacji, zwłaszcza w ujęciu space science.
Nasze badania nad biofilmem mogą przyczynić się do poszerzenia wiedzy w zakresie leczenia chorób w pojazdach kosmicznych czy astronautów na ISS. Ponadto mogą mieć istotne znaczenie przy stworzeniu mikrobiomu na Marsie bądź jego przyszłościowej kolonizacji (biofilm powstaje pod wpływem działalności degradujących czynników środowiskowych/limitujących życie bakterii). Dodatkowo jako, że niektóre formy bakteryjne mogą rozkładać polimery bądź niszczyć metale, a także prowadzić do korozji, a więc mogą pomóc w istotnym problemie niszczenia materiałów, z których wykonana jest międzynarodowa stacja kosmiczna, satelity bądź innego rodzaju statków kosmicznych. Eksperyment posłuży także jako obiekt testu Amesa celem zbadania wartości przeciążeń podczas lotu rakiety suborbitalnej na powstawanie mutacji (misja referencyjna odbędzie się na ultrawirówce lub w gondoli balonu stratosferycznego).
Badanie wpływu lotu rakiety suborbitalnej na przebieg procesu biosyntezy na konkretnym plazmidzie przy określonych stężeniach jest istotnym eksperymentem, który może przynieść sporo informacji o indukcji takich reakcji w fazach lotów rakiet a także przy projektowaniu potencjalnych bioreaktorach rakietowych.
Stardust Microbiology Project
Projekt realizowany przy współpracy z Europejską, Szwedzką i Niemiecką Agencją Kosmiczną w ramach programu REXUS/BEXUS (Koordynator: Mateusz Grzybowski/Bartosz Rybacki);
Stardust Microbiology Project jest interdyscyplinarnym projektem studentów Politechniki Gdańskiej, którego celem jest wysłanie eksperymentów w balonach stratosferycznych w ramach konkursów REXUS/BEXUS oraz Global Space Balloon Challenge.
Pomysł na realizację misji balonów stratosferycznych powstał w 2015 roku. Po pierwszych udanych misjach, mających na celu dolecenie do stratosfery i sprawdzenie możliwości tworzonych rozwiązań, studenci byli gotowi na przeprowadzenie bardziej skomplikowanych eksperymentów. Zaproszono do współpracy młodych naukowców z Koła Studentów Biotechnologii, również działającego przy Politechnice Gdańskiej, w celu wykonania wspólnie misji mikrobiologicznej.
Próbki, które pobrano podczas misji biologicznej, zostały przebadane i sklasyfikowane, okazało się, że aż 26% zebranego przez nas materiału genetycznego było jeszcze nie opisanymi bakteriami! Celem eksperymentów jest zbadanie różnorodności oraz właściwości bakteryjnej mikroflory stratosfery. Literatura naukowa sugeruje możliwość występowania w stratosferze bakterii o wysokiej oporności na duże dawki promieniowań UV oraz promieniowania jonizującego.
W związku z rozwojem projektu mikrobiologicznego realizowanego w ramach Stardusta, zgłoszono się do programu REXUS/BEXUS organizowanego przez Szwedzką Narodową Radę Kosmiczną (SNSB) oraz Niemiecką Agencję Kosmiczną (DLR) we współpracy z Europejską Agencję Kosmiczną (ESA). Studenci przeszli pomyślnie pierwszy etap polegający na nadsyłaniu uproszczonej dokumentacji projektowej, w związku z czym w listopadzie 2019 r. zaproszono ich do Europejskiego Centrum Badań i Technologii Kosmicznych w Noordwijk w Holandii w celu prezentacji projektu przed panelem ekspertów. Byliśmy jedynymi przedstawicielami naszego kraju podczas tego wydarzenia. Również i ten etap przeszli pomyślnie i jako jedna z 6 europejskich ekip wzięła udział w misji stratosferycznej, która miała miejsce w październiku 2021 w szwedzkiej Kirunie. Dzięki tej misji eksperyment mikrobiologiczny odbył niemal 3-godzinny lot w stratosferze.
Bakterie zostały przetransportowane do Polski, gdzie zostały przebadane w laboratorium Katedry Biotechnologii Molekularnej i Mikrobiologii na Wydziale Chemicznym PG, oraz w współpracy z Gdańskim Uniwersytetem Medycznym. Zakup sprzętu i materiałów pozwolił na zachowanie ścisłych warunków pracy.
Wstępne wyniki z projektu zostały zaprezentowane na konferencjach SSEA w Barcelonie, PAC w Biarritz oraz IAC w Paryżu.