Een team van onderzoekers onder leiding van CU Boulder stuurt enkele onverwachte lifters naar de maan:twaalf zakken gevuld met bakkersgist (Saccharomyces cerevisiae), hetzelfde soort hardwerkende cellen die brood laten rijzen en bier en wijn laten fermenteren.

Al op vrijdag staat een raket hoger dan het Vrijheidsbeeld gepland om van een lanceerplatform in Florida af te schieten en NASA's nieuwe Orion-ruimtecapsule voor het eerst in de baan van de aarde te brengen. Van daaruit begint het ruimtevaartuig, ontworpen om vier astronauten te vervoeren, aan een 42-daagse reis naar de maan en terug naar de aarde.

Er zijn geen mensen aan boord van deze missie, Artemis 1 genaamd. Maar dat betekent niet dat er geen passagiers zullen zijn. Drie menselijke mannequins, genaamd Moonikin Campos, Helga en Zohar, zullen aan boord van de Orion vliegen, evenals vier biologische experimenten, waaronder een ontworpen door een team van BioServe Space Technologies, een centrum in de afdeling Lucht- en Ruimtevaarttechniek van Ann en H.J. Smead.

Het experiment is weggestopt onder een van de stoelen in een koffer ter grootte van een schoenendoos. Binnenin zullen miljoenen gistcellen wetenschappers helpen bij het beantwoorden van een cruciale vraag bij verkenning van de ruimte:hoe kunnen menselijke lichamen het doen in de extreme omgeving van de verre ruimte, waar astronauten kunnen worden blootgesteld aan het equivalent van duizenden thoraxfoto's aan straling op elke reis.

"Zoiets is al 50 jaar niet meer gebeurd", zegt Tobias Niederwieser, een onderzoeksmedewerker bij BioServe en een ingenieur in het team. "De laatste keer dat mensen iets biologisch stuurden op een terugreis naar de maan was tijdens Apollo 17 in 1972."

Maar het is ook nog maar het begin.

Artemis 1 is de eerste stap in NASA's nieuwe tijdperk van maanverkenning. Het ruimteagentschap is van plan om later dit decennium menselijke astronauten, waaronder de eerste vrouw, naar het maanoppervlak te lanceren.

Onderzoekers van BioServe proberen die maanverkenners veilig te houden. Zodra de gistculturen op aarde zijn teruggekeerd, zal het team de cellen ophalen om hun DNA te bestuderen - en mogelijk aanwijzingen vinden die wetenschappers kunnen helpen de effecten van stralingsziekte bij astronauten te voorkomen of te behandelen.

Luis Zea, een voormalig onderzoeker bij BioServe nu bij het in Colorado gevestigde bedrijf Sierra Space, leidt het project. Hij zei dat het hem op een nieuwe manier naar de maan heeft laten kijken.

'Ik zie het niet hetzelfde,' zei Zea. "Omdat ik weet dat Orion er binnenkort omheen zal draaien met de hardware en wetenschap waar we vier jaar aan hebben gewerkt."

Ver van huis

Voor Zea en zijn collega's is dit experiment, officieel Deep Space Radiation Genomics (DSRG) genaamd, al lang in de maak.

Gedurende bijna 35 jaar hebben onderzoekers van BioServe geholpen om honderden biologische experimenten de ruimte in te vliegen. De meesten van hen zijn naar het International Space Station (ISS) gereisd, dat ongeveer 250 mijl boven de aarde draait.

Orion is een ander soort laboratorium. Om te beginnen vliegt het ruimtevaartuig veel verder - honderdduizenden kilometers verder. Daarbij zal het verder reizen dan de Van Allen-gordels van de aarde, een paar donutvormige stralingsbanden die de planeet omringen en beschermen tegen de gevaarlijkste stralen van de zon. En in tegenstelling tot experimenten op het ISS, zullen er geen astronauten in de buurt zijn om DSRG te helpen runnen.

"Het hele experiment werkt op batterijen", zei Niederwieser. "We kunnen er geen gegevens uit halen. We kunnen het geen signaal sturen dat het moet beginnen."

In plaats daarvan ontwierpen Niederwieser en zijn team het laboratorium ter grootte van een schoenendoos om automatisch te detecteren wanneer het ver genoeg van de aarde verwijderd is en zichzelf vervolgens in te schakelen. Zodra dat gebeurt, zullen kleine pompjes de zakken gist vullen met een voedingsrijke vloeistof en zullen de cellen beginnen te groeien en zich voort te planten.

De gistcellen zelf zijn een wonder van techniek. In samenwerking met onderzoekers van de University of British Columbia in Canada ontwikkelde het BioServe-team ongeveer 12.000 gemuteerde giststammen voor het experiment. Sommige van deze organismen missen bepaalde genen, terwijl andere extra kopieën van diezelfde codefragmenten bij zich hebben.

Onderzoekers van het Duitse Lucht- en Ruimtevaartcentrum en de Universidad de Valle de Guatemala droegen ook bij aan de inspanning. Meer dan een dozijn studenten hebben deelgenomen aan het experiment, waaronder vier van CU Boulder.

Welke van die mutanten de reis naar de maan overleven en welke niet, zou wetenschappers nieuwe aanwijzingen kunnen geven over hoe straling menselijke astronauten kan beïnvloeden. Zea legde uit dat gistcellen misschien niet veel op grote primaten lijken, maar dat ze ongeveer 70% van hun genen delen met mensen. Met andere woorden, deze culturen zullen een inzicht verschaffen in hoe bepaalde genen, of mechanismen voor het repareren van beschadigde genen, van cruciaal belang kunnen zijn om organismen te helpen overleven in de hardheid van de ruimte.

"Wat we misschien kunnen doen, is toekomstige ruimteverkenners medicijnen geven die de werkzaamheid van die DNA-reparatiemechanismen verbeteren," zei Zea. "Het is een soort antioxidant die de effecten van straling zal helpen verminderen."

Thuiskomen

Maar voordat dat gebeurt, moet het team wachten en wachten.

De reis op Orion is slechts de eerste etappe van het experiment. De onderzoekers willen weten hoe ruimtestraling de microben beïnvloedt. Om dat te plagen, zal BioServe identieke gistculturen kweken op het internationale ruimtestation en op de grond in Boulder.

De doos op Orion zelf heeft een lange reis voor de boeg. Niederwiser en Zea droegen het experiment half augustus over aan NASA in het Kennedy Space Center in Florida. Zodra Orion later dit najaar weer op aarde landt, zullen de Colorado-onderzoekers moeten wachten tot een team de capsule en zijn biologische experimenten heeft opgehaald.

"Het is vooral zenuwslopend omdat we pas weten of het apparaat naar behoren heeft gewerkt als we de doos binnen twee of drie maanden terug hebben", zei Niederwieser.

Hij en zijn collega's zijn er echter van overtuigd dat hun kleine ruimteverkenners hen niet zullen teleurstellen. + Verder verkennen

Wetenschapper stuurt gist en algen naar de ruimte op Artemis 1