Pesquisadores do Instituto Indiano de Ciência (IISc) e da Organização de Pesquisa Espacial Indiana (ISRO) desenvolveram um modelo modular, dispositivo autônomo para cultivar microorganismos, que poderia permitir aos cientistas realizar experimentos biológicos no espaço sideral.

Em um estudo publicado em Acta Astronautica , a equipe mostrou como o dispositivo pode ser usado para ativar e rastrear o crescimento de uma bactéria chamada Sporosarcina pasteurii ao longo de vários dias, com envolvimento humano mínimo.

Compreender como esses micróbios se comportam em ambientes extremos pode fornecer informações valiosas para missões espaciais humanas, como "Gaganyaan, "Primeira espaçonave tripulada da Índia, previsto para lançamento em 2022. Nos últimos anos, os cientistas têm explorado cada vez mais o uso da plataforma lab-on-chip que combina muitas análises em um único chip integrado para esses experimentos. Mas existem desafios adicionais para projetar tais plataformas para o espaço sideral, quando comparado ao laboratório.

"Tem que ser totalmente independente, "aponta Koushik Viswanathan, Professor Assistente do Departamento de Engenharia Mecânica e autor sênior do estudo. "Além do mais, você não pode simplesmente esperar as mesmas condições de operação que faria em um ambiente normal de laboratório ... e você não pode ter algo que consome 500 W, por exemplo."

O dispositivo desenvolvido pela equipe IISc e ISRO usa uma combinação de LED e sensor fotodiodo para rastrear o crescimento bacteriano medindo a densidade óptica ou espalhamento de luz, semelhantes aos espectrofotômetros usados ​​no laboratório. Também possui compartimentos separados para diferentes experimentos. Cada compartimento ou 'cassete' consiste em uma câmara onde as bactérias - suspensas como esporos em uma solução de sacarose - e um meio nutriente podem ser misturados para iniciar o crescimento ao apertar um botão remotamente. Os dados de cada cassete são coletados e armazenados de forma independente. Três cassetes são agrupados em um único cartucho, que consome pouco menos de 1W de energia. Os pesquisadores imaginam que uma carga útil completa que poderia ir em uma espaçonave conterá quatro desses cartuchos, capazes de realizar 12 experimentos independentes.

A equipe também tinha que garantir que o dispositivo fosse à prova de vazamentos e não fosse afetado por qualquer mudança de orientação. “Este é um ambiente não tradicional para o crescimento da bactéria. É totalmente vedado e tem um volume muito pequeno. Tínhamos que ver se conseguiríamos resultados [de crescimento] consistentes neste volume menor, "diz Aloke Kumar, Professor Associado do Departamento de Engenharia Mecânica, e outro autor sênior. "Também tivemos que garantir que o LED aceso e apagado não gerasse muito calor, que pode alterar as características de crescimento bacteriano. "Usando um microscópio eletrônico, os pesquisadores foram capazes de confirmar que os esporos cresceram e se multiplicaram em bactérias em forma de bastonete dentro do dispositivo, como fariam em condições normais no laboratório.

"Agora que sabemos que essa prova de conceito funciona, já embarcamos na próxima etapa - preparar um modelo de voo [do dispositivo], "diz Viswanathan. Isso incluiria a otimização do espaço físico que o dispositivo pode ocupar e seu desempenho sob tensões como vibração e aceleração devido à gravidade.

O dispositivo também pode ser adaptado para estudar outros organismos, como vermes, e para experimentos não biológicos, dizem os pesquisadores. "A ideia era desenvolver uma plataforma modelo para pesquisadores indianos, "explica Kumar." Agora que a ISRO está embarcando em uma ambiciosa missão espacial humana, tem que apresentar suas próprias soluções, feito em casa. "