Celem projektu, łączącego wiedzę ekspercką z wielu różnych dziedzin nauki, była realizacja bio-nanosatelity typu CubeSat do prowadzenia badań wpływu mikrograwitacji na właściwości żywych próbek biologicznych i określenia w sposób metrologiczny ich potencjału życiowego.
Zespół z Politechniki Wrocławskiej był liderem pakietu prac dotyczącego opracowania lab-payloadu (ładunku użytecznego satelity) zawierającego zminiaturyzowane laboratoria (tzw. Lab-chip). Laboratoria te wykonano wykorzystując techniki mikrosystemów analitycznych oraz druku 3D. Zapewniono w nich właściwą temperaturę, oświetlenie, przepływ medium oraz detekcję optyczną w celu parametrycznej oceny rozwoju obiektów biologicznych takich jak grzyby, komórki onkologiczne, limfocyty, czy nasiona roślin.
Szczegółowy zakres prac dotyczył:
• opracowania rodziny szklanych lab-chipów do prowadzenie długoterminowych hodowli komórek nowotworowych, jak również umożliwiających prowadzenie testów skuteczności nowych leków onkologicznych w warunkach mikrograwitacji. Zaproponowane zostały nowatorskie konstrukcje lab-chipów do prowadzenia hodowli grzybów oraz limfocytów. Zastosowanie technologii druku 3D umożliwiło wykonanie specjalnej mikrodoniczki pozwalającej do pomiaru jakości wzrostu roślin;
• wykonano układy umożliwiające prawidłowe dozowanie niezbędnych substancji odżywczych dla poszczególnych hodowli. Zadbano o prawidłowe przechowywanie substancji zapobiegające ich zamarzaniu i precyzyjne dozowanie;
• zrealizowano układ detekcji optycznej wideo z automatyczną kontrolą ostrości obrazu. Układ ten umożliwiał obserwację obiektów o rozmiarach >8 µm. Opracowano oprogramowanie do poklatkowej analizy obrazów, co umożliwia parametryzację i ocenę prowadzonych hodowli.
• do specyficznych wymagań projektu opracowano symulator mikrograwitacji (ang. random positioning machine, RPM). Urządzenie cechuje kompaktowa, zwarta konstrukcja dopasowana do ładunku o wymiarach 2U (odpowiadający rozmiarowi lab-payload). Urządzenie posiada wszystkie wymagane przepusty elektryczne umożliwiające zasilanie i komunikację z elementami elektronicznymi, czyli prowadzenie pełnego eksperymentu w warunkach symulowanej mikrograwitacji.
W styczniu 2022 roku bio-nanosatelita został wyniesiony na LEO. Sukcesem misji było potwierdzenie prawidłowego działania wszystkich komponentów lab-payloadu.
Projekt pt.: „Bio-nanosatelita wykorzystujący zminiaturyzowane instrumenty lab-on-chip oraz metodologia prowadzenia badań bio-medycznych z jego wykorzystaniem w warunkach mikrograwitacji” (POIR.04.01.01-0010/19) został przyznany w ramach programu Wspólne Przedsięwzięcie z Województwem Dolnośląskim „Dolnośląska strefa technologii biomedycznych”, zawierającego się w poddziałaniu „Strategiczne programy badawcze dla gospodarki” jest odpowiedzią na potrzebę realizacji badań biologicznych w kosmosie.