Een geminiaturiseerd laboratorium in het orbitale laboratorium dat de Columbus-module van ESA is, deze kubus van 40 cm is een van zijn stille wetenschappelijke triomfen.

Kubik - van het Russisch voor kubus - werkt al aan boord van het internationale ruimtestation ISS sinds de aankomst van Columbus in februari 2008.

"Kubik biedt onderdak aan een breed scala aan life science-experimenten in gewichtloosheid met minimale betrokkenheid van de bemanning, ", legt Jutta Krause van het payload-ontwikkelingsteam uit. "Onderzoeksteams bereiden hun experimenten voor en maken gebruik van bestaande of op maat gemaakte 'experimenteenheden', die elk ongeveer zo groot zijn als een doos zakdoekjes.

"Eens door een astronaut in Kubik gestoken, ze worden automatisch geactiveerd via interne elektrische verbindingen, autonoom rennen op een geprogrammeerde tijdlijn totdat ze uiteindelijk worden opgehaald voor terugkeer naar de aarde.

"In het midden van de temperatuurgecontroleerde Kubik is een centrifuge om de zwaartekracht te simuleren, dus dubbele experimenten kunnen worden uitgevoerd met één eenheid in microzwaartekracht plus een aarde-zwaartekrachtregeling of een gemiddeld zwaartekrachtniveau - waardoor onderzoekers inzicht krijgen in of de resultaten die ze waarnemen mogelijk verband houden met gewichtloosheid of een andere omgevingsfactor, zoals ruimtestraling."

De uitdaging voor onderzoekers is om hun experimenten te miniaturiseren om binnen de grenzen van deze compacte eenheden te passen, voegt teamlid Janine Liedtke toe:"We streven ernaar experimentunits zoveel mogelijk op te knappen, dus in sommige gevallen kunnen teams een eerder gevlogen eenheid aanpassen, of we kunnen nieuwe units aanpassen aan hun behoeften.

"Waarom vliegen met biologische monsters in gewichtloosheid? Omdat we weten dat veel biologische systemen gedeeltelijk afhankelijk zijn van de zwaartekracht, dus door zwaartekracht 'weg te nemen' kunnen onderzoekers een breder inzicht krijgen in hoe ze werken.

"Om een ​​idee te geven, Kubik heeft door de jaren heen monsters van bacteriën gehost, schimmels, menselijke witte bloedcellen en stamcellen uit beenmerg en navelstrengen, plant zaailingen, en zwemmende kikkervisjes. Een hangende lading is ontworpen om te onderzoeken hoe microbiële biofilms interageren met rotsoppervlakken bij verschillende zwaartekrachtniveaus, van gewichtloosheid tot de zwaartekracht van Mars en de aarde."

Experimenttijden zijn beperkt omdat de monsters biologisch zijn - een deel van het werk is het zorgvuldig plannen van het missiescenario. Zelfs de uren die nodig zijn voor de beklimming en afdaling van de experimenteenheid van en naar Columbus worden zorgvuldig verantwoord, om ervoor te zorgen dat ze binnen een paar weken na de lancering weer terug zijn, afhankelijk van de gevoeligheid van de monsters.

"We hebben de Sojoez gebruikt, en nu de SpaceX Dragon, "voegt Jutta toe. "Normaal gesproken, als het ene voertuig omhoog gaat, komt er een ander naar beneden. Dit zorgt ervoor dat experimenten snel up- en gedownload kunnen worden.

"Een fixatief wordt vaak aan het einde van een experiment toegevoegd, dus onderzoekers kunnen het onderzoeken zoals het was in microzwaartekracht. Aanvullend, eenheden kunnen worden gekoeld tijdens hun terugreis."

Twaalf experimenten van ESA en nationale ruimteagentschappen zijn tot nu toe uitgevoerd in Kubik, en tegen het einde van dit decennium plant ESA er nog zeven. De faciliteit wordt geüpgraded met nieuwe elektronica, om meer functies te bieden en het volledig operationeel te houden tot in het tweede decennium.