Misja Axiom 4 (Ax-4) wystartuje 29 maja o godzinie 19 z Centrum Kosmicznego im. Johna F. Kennedy’ego na Florydzie. Czteroosobowa załoga poleci na Międzynarodową Stację Kosmiczną i spędzi tam od 14 do 21 dni. Dr Sławosz Uznański-Wiśniewski podczas misji zostanie poddany wielu badaniom. Dotyczyć one będą między innymi zdrowia astronautów, mikrobiomu, nowych materiałów oraz technologii; w tym wykorzystania sztucznej inteligencji.

Polski astronauta deklarował już, że na Międzynarodową Stację Kosmiczną zabierze ze sobą polską flagę oraz pierogi. Zabierze też bryłkę soli z Wieliczki, bursztyn z Bałtyku, oryginalną naszywkę z misji gen. Mirosława Hermaszewskiego, „De revolutionibus” Mikołaja Kopernika, pamiątki po Marii Skłodowskiej-Curie, rękopis mazurka As-dur Fryderyka Chopina, poezję polskiej noblistki Wisławy Szymborskiej, bransoletkę z tkaniny z polskimi, ludowymi wzorami oraz Plakat IGNIS autorstwa Andrzeja Pągowskiego. Po ukończeniu misji, wszystkie te przedmioty wrócą do naszego kraju i trafią powrotem do muzeów, które je udostępniły.

Twórczość Szymborskiej i Fryderyka Chopina to już ogromny powód do dumy dla każdego Polaka, ale w Lublinie jest jeszcze coś: jeden ze sprzętów, które będą wykorzystane w misji, to specjalny hełm, który sprawdzi,

czy polski astronauta będzie mógł w Kosmosie sterować komputerem za pomocą myśli.

Powstał on w Lublinie. O jego działaniu i dążeniu do lotu w Kosmos opowiada nam dr Dariusz Zapała z firmy Cortivision, która stworzyła innowacyjny hełm.

• Skąd wasza firma wzięła się w Lublinie?

– Większość naszego zespołu stanowią osoby związane z Lublinem. Firmę założyliśmy w 2019 roku i od tego czasu nasz zespół rozszerzył się o nowych pracowników z różnych części Polski, ale nadal to w Lublinie realizujemy większość działań.

• Czym dokładnie jest hełm opracowany przez Cortivision i jak działa?

– Nasz produkt to tzw. funkcjonalny spektroskop bliskiej podczerwieni. Urządzenie umożliwia monitorowanie zapotrzebowania na tlen różnych części mózgu, a gdy jakiś obszar mózgu pracuje bardziej intensywnie, to jego zapotrzebowanie na tlen wzrasta. Analizując zmiany aktywności mózgu, mamy wgląd w procesy umysłowe, które w nim zachodzą. Technologia ta ma różne zastosowania od czysto naukowych po praktyczne wykorzystanie w medycynie.

Czteroosobowa załoga poleci na Międzynarodową Stację Kosmiczną i spędzi tam od 14 do 21 dni, wykonując różne eksperymenty. W misji Axiom 4 (Ax-4) polskiemu astronaucie towarzyszyć będą:

* dowódczyni misji Peggy Whitson z USA

* pilot misji Shubhanshu Shukla z Indii

* specjalista misji Tibor Kapu z Węgier.

Częścią misji Ax-4 jest polska misja IGNIS.

– Polska misja to przedsięwzięcie technologiczno-naukowe, które przyniesie korzyści nie tylko dla naszego kraju, ale także dla międzynarodowej społeczności. Dzięki zaangażowaniu polskich firm i instytucji naukowych przeprowadzone zostaną eksperymenty, które wpłyną na rozwój medycyny, biologii, inżynierii oraz technologii kosmicznych – mówił podczas grudniowej konferencji w Centrum Nauki Kopernik minister rozwoju i technologii, Krzysztof Paszyk. – Jest to wielka szansa dla polskiego sektora kosmicznego na budowanie unikalnych kompetencji i przyspieszenie komercjalizacji technologii kosmicznych.

Dr Sławosz Uznański-Wiśniewski podczas misji zostanie poddany wielu badaniom. Podczas nich będzie korzystał z hełmu stworzonego w Lublinie. O jego działaniu opowiada nam dr Dariusz Zapała z firmy Cortivision, która go stworzyła.

• Jak wyglądał zespół badawczo-inżynieryjny pracujący nad hełmem?

– Nasz zespół tworzy kilkanaścioro osób o różnych specjalnościach. Mamy wśród nas inżynierów, programistów, psychologów, kognitywistów i osoby odpowiedzialne za sprzedaż oraz marketing.

• Na jakiej zasadzie działa wasz hełm?

– Urządzenie wysyła w kierunku mózgu światło podczerwone, które przechodząc przez tkanki, zostaje częściowo tłumione przez hemoglobinę transportującą tlen lub jej pozbawioną. Następnie część światła wraca na powierzchnię głowy i jest rejestrowana przez nasze detektory. Porównując światło wysłane w kierunku mózgu i odebrane na powierzchni możemy wnioskować o zmianach koncentracji hemoglobiny w danych obszarze mózgu.

Nasze urządzenie jest w pełni mobilne oraz stosunkowo odporne na różnego rodzaju zakłócenia, które są obecne w warunkach kosmicznych. Dodatkowo pomiar nie wymaga stosowania żadnych płynów przewodzących lub żeli, które zawsze są dużym utrudnieniem dla prowadzenia badań w warunkach niskiej grawitacji. Ze względu na te i inne cechy naszego urządzenia już w roku 2023 firma Axiom Space zwróciła się do nas o dostarczenie sprzętu na potrzeby misji astronautów z Arabii Saudyjskiej. Pozytywne doświadczenia po tej misji sprawiły, że zostaliśmy partnerem kolejnej misji realizowanej przez Europejską Agencję Kosmiczną w roku 2024.

Dziś nasz sprzęt znajduje się na stałym wyposażeniu Międzynarodowej Stacji Kosmicznej,

a my jesteśmy w trakcie realizacji naszego pierwszego, w pełni samodzielnego eksperymentu w ramach polskiej misji IGNIS.

• Jakie dane będzie zbierał hełm podczas misji?

– Będziemy zbierać dane na temat aktywności obszarów mózgu astronautów podczas intensywnego wysiłku umysłowego oraz stanu relaksacji. Następnie wykorzystując nasz autorski algorytm, system, bazując na samych wzorcach aktywności mózgu, będzie rozpoznawał, czy astronauta jest skupiony lub zrelaksowany.

• Jakie testy przeszedł hełm?

– Przeszliśmy szereg testów; od tych koncentrujących się na bezpieczeństwie samego urządzenia, jak i jego skuteczności w rejestrowaniu aktywności mózgu, którą zamierzamy monitorować.

• Jakie są główne cele naukowe tej misji z udziałem hełmu Cortivision?

– Chcemy udowodnić, że w warunkach kosmicznych możliwe jest przekazywanie informacji jedynie poprzez modulację aktywności mózgowej, którą rejestruje nasze urządzenie. Jeśli eksperyment zakończy się powodzeniem, będzie to

pierwszy raz w historii, gdy astronauta będzie kontrolował aplikację komputerową bez zaangażowania ani jednego mięśnia w ciele.

• A można będzie taka technologię zastosować na przykład w medycynie czy edukacji?

– Nasze urządzenie jest obecnie oferowane głównie jako sprzęt przeznaczony dla naukowców, ale rozwijamy możliwość jego zastosowania, również w innych obszarach, jak medycyna, rehabilitacja oraz trening sportowy.

• Co ten projekt dla firmy Cortivision i dla całego sektora high-tech w Lublinie?

– Nam projekt pozwoli na przetestowanie urządzenia w jednym z najbardziej wymagających środowisk do prowadzania badań aktywności mózgu. Jesteśmy pionierem takich rozwiązań, oferowanych sektorowi kosmicznemu. Mamy też nadzieję na udział w podobnych przedsięwzięciach w przyszłości.

Sektor high-tech w Lublinie może skorzystać na kompetencjach i doświadczeniu, jakie nasi pracownicy zdobywają, realizując projekty dla branży kosmicznej. Możemy budować naszą pozycję rynkową, oferując unikatowe umiejętności, a nie najniższą cenę.

W komosie i na Ziemi

Zbadanie wpływu izolacji kosmicznej na dobrostan psychiczny człowieka jest celem eksperymentu „AstroMentalHealth” – jednego z trzynastu, który zostanie przeprowadzony w ramach polskiej misji technologiczno-naukowej IGNIS na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS).

Eksperymenty w ramach IGNIS przeprowadzi na ISS polski astronauta Sławosz Uznański-Wiśniewski, który wchodzi w skład czteroosobowej załogi misji Axiom 4 (Ax-4). Punktem wyjścia do „AstroMentalHealth” jest kwestia przeciążenia psychicznego osób przebywających w izolacji, czym w swojej pracy naukowej zajmuje się pomysłodawczyni i koordynatorka eksperymentu dr Agnieszka Skorupa z Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach.

– Nasz eksperyment jest przede wszystkim ukierunkowany na eksplorację dobrostanu psychicznego osób, które przebywają w izolacji: w tym przypadku w jednej z najbardziej ekstremalnych izolacji, czyli w kosmosie. Jesteśmy istotami społecznymi, a nasze ciała są stworzone do ruchu, dlatego odcięcie nas od kontekstu społecznego i zamknięcie nas na relatywnie małej przestrzeni stanowi wyzwanie adaptacyjne. Dodając do tego ryzyko związane z adaptacją fizjologiczną, mamy już do czynienia z izolacją ekstremalną – mówi w rozmowie z PAP dr Agnieszka Skorupa i dodaje, że astronauci to osoby o świetnym zdrowiu i doskonałych parametrach poznawczych i fizycznych. – W naszym projekcie sprawdzamy, jak ci niesamowici i bardzo wyspecjalizowani ludzie adaptują się w tak niesprzyjających warunkach jak Międzynarodowa Stacja Kosmiczna; jak sobie radzą i co przeżywają w trakcie trwania misji.

W tym celu badacze dokonają pomiarów przed misją, w jej trakcie i po niej. Pierwsze rozmowy naukowców z astronautami już się odbyły. – Na początku sprawdzamy pewne cechy, które znamy z literatury i co do których wiemy, że mogą sprzyjać przeciążeniu psychicznemu; albo wręcz odwrotnie, minimalizować ryzyko jego wystąpienia. To np. mindfullness, czyli uważność, umiejętność bycia tu i teraz, skupiania się na przeżywaniu danego momentu. Bardzo dużo badań potwierdza, że jest to cecha, która pomaga w zachowaniu dobrostanu psychicznego człowieka nawet w niesprzyjających warunkach.

Przykładem z drugiego bieguna – cechy niepożądanej – jest neurotyczność, czyli lękliwość, niska odporność na stres.

– Przed misją dokonujemy monitoringu tych cech. Następnie w trakcie misji będziemy sprawdzali, jak osoby z danym pakietem cech przystosowują się do ekstremalnych izolowanych warunków. I jak się to przystosowanie zmienia się w czasie. Sprawdzimy, jaka jest fluktuacja emocji, poczucia stresu, wydajności pracy i tęsknoty za środowiskiem naturalnym.

Dr Agnieszka Skorupa dodaje, że IGNIS jest misją krótkotrwałą, bo ma trwać dwa tygodnie: – Misje krótkotrwałe są dużo mniej obciążające dla astronautów, ale one w pigułce pokazują, co warto wiedzieć w kontekście adaptacji do warunków izolacji, myśląc o długich misjach, np. locie na Marsa.

Równolegle z misją w kosmosie, badacze przeprowadzą też lustrzaną misję w warunkach analogowych w Habitacie LunAres w Pile. Trzytygodniowej izolacji zostanie poddanych pięć osób odzwierciedlających załogę astronautów na ISS, po czym po kilku dniach do załogi dołączą – na okres dwóch tygodni – cztery nowe osoby, mające odzwierciedlić analogowy Ax-4.

– To najprawdopodobniej pierwsze takie przedsięwzięcie na świecie, gdzie te same procedury badawcze będą wdrażane zarówno w kosmosie, jak i na Ziemi. Misja lustrzana odbędzie się w tym samym czasie, co lot Ax-4, ale z kilkudniowym opóźnieniem, abyśmy wiedzieli, co się dzieje na stacji i mogli odzwierciedlić dane warunki – dodaje Agnieszka Skorupa.

Rozmowa z Agnieszką Skorupą:

Agnieszka Kliks-Pudlik/PAP