Międzynarodowa Stacja Kosmiczna (ISS) często opisywana jest jako „laboratorium na orbicie”, jednak za tą frazą stoi bardzo konkretna codzienność: szereg precyzyjnych pomiarów medycznych, eksperymentów biologicznych i demonstracji technologicznych, których nie można wiernie powtórzyć na Ziemi. Astronauta NASA Jonny Kim, lekarz i członek załogi ekspedycji 72/73, właśnie poprzez taką pracę zwieńczył swoją pierwszą misję na ISS, w okresie kończącym się na początku grudnia 2025 roku.

Kim przybył na stację 8 kwietnia 2025 roku w rosyjskim statku Sojuz MS-27, wraz z kosmonautami Siergiejem Ryżykowem i Aleksiejem Zubrickim. Po ośmiu miesiącach pracy jako inżynier lotu, wrócił na Ziemię 9 grudnia 2025 roku. Podczas pobytu brał udział w eksperymentach zaprojektowanych tak, by służyły życiu na Ziemi, ale także by przygotowały kampanię NASA Artemis – program powrotu ludzi na Księżyc, z długoterminową ambicją rozwoju technologii i protokołów potrzebnych dla przyszłych misji załogowych na Marsa.

Zdrowie załogi pod lupą: pomiary chroniące wzrok, kości i stan ogólny

Jednym z najsilniejszych „mostów” między ISS a codzienną medycyną na Ziemi jest systematyczne monitorowanie zdrowia załogi. W mikrograwitacji płyny ustrojowe przemieszczają się w stronę głowy, a to przesunięcie może wpływać na oczy i mózg. NASA opisuje ten zespół zmian jako Spaceflight Associated Neuro-ocular Syndrome (SANS) – zespół nerwowo-oczny związany z lotem kosmicznym, który u części astronautów może powodować obrzęk nerwu wzrokowego, zmiany na siatkówce i inne zmiany strukturalne oka. Długoterminowy wynik tych zmian jest wciąż intensywnie badany, ale sam fakt, że mogą się pojawić, jest wystarczająco poważny, by wzrok i stan neurologiczny załogi były rutynowo monitorowane podczas całej misji.

W praktyce oznacza to, że na ISS regularnie przeprowadza się badania oczu, USG i badania krwi. Kim podczas misji przeprowadzał USG oka, uczestniczył w rutynowych kontrolach oraz pobierał próbki krwi kolegów. Takie próbki dają wgląd w zdrowie chrząstek i kości, funkcję układu sercowo-naczyniowego, procesy zapalne, poziom stresu, aktywność układu odpornościowego i status odżywczy. Dla załogi są to protokoły, które wpisują się w harmonogram; dla lekarzy na Ziemi to cenny zbiór danych, który pomaga budować bezpieczniejsze procedury dla przyszłych lotów, zwłaszcza tych bez możliwości szybkiego powrotu do domu.

Szczególnie wrażliwym tematem jest utrata masy kostnej. W stanie nieważkości zmniejsza się obciążenie szkieletu, więc równowaga między „budowaniem” a „rozkładem” kości może zmieniać się szybciej niż na Ziemi. Z tego powodu mikrograwitacja jest swoistym „przyspieszonym modelem” procesów podobnych do osteoporozy i innych stanów związanych ze starzeniem się. W ramach badań Microgravity Associated Bone Loss-B (MABL-B), Kim uczestniczył w procedurach badających, jak mikrograwitacja wpływa na komórki szpiku kostnego i ich sygnały biologiczne, które decydują, czy kość będzie budowana, czy rozkładana. Kluczem jest rozpoznanie „wyzwalaczy”, które można zablokować lub przekierować – aby chronić astronautów podczas długich misji, a na Ziemi otworzyć przestrzeń dla nowych środków zapobiegawczych i terapii.

Żywność jako technologia: świeże składniki odżywcze „na żądanie” pośród długich misji

Logistyka żywienia w kosmosie to nie tylko kwestia jadłospisu. Witaminy i poszczególne składniki odżywcze podczas długotrwałego przechowywania mogą tracić moc, a niedobór nawet jednego kluczowego składnika zwiększa ryzyko komplikacji zdrowotnych. Właśnie dlatego NASA rozwija podejścia „bioprodukcji” składników odżywczych podczas misji. Kim pracował nad badaniem BioNutrients-3, w którym przy pomocy bioinżynieryjnych drożdży i probiotyków produkuje się sfermentowane produkty, takie jak jogurt i kefir, z możliwością wzbogacania celowanymi składnikami odżywczymi.

W eksperymencie wykorzystuje się też prosty, ale praktyczny trik: spożywczy wskaźnik pH w torebkach zmienia kolor, więc załoga może wizualnie śledzić przebieg fermentacji. Na ISS ułatwia to kontrolę procesu, a dla przyszłych misji na Księżyc i Marsa niesie ważny przekaz – część systemu żywieniowego może stać się aktywną produkcją, a nie tylko konsumpcją wcześniej przygotowanych posiłków. W warunkach ograniczonych zasobów i rzadkich lotów towarowych, „składniki odżywcze na miejscu” stają się strategiczną przewagą.

Rośliny przy słabym świetle: więcej plonów przy mniejszej energii

W tę samą logikę oszczędzania energii i zasobów wpisuje się też eksperyment z uprawą roślin przy słabszym oświetleniu. Kim fotografował karłowate pomidory rosnące z dodatkowym źródłem energii w postaci octanu, zamiast polegania wyłącznie na fotosyntezie. Badanie śledzi rozwój roślin i ekspresję genów, w celu oceny, czy „wtórne odżywianie” może zwiększyć wzrost i plony, przy mniejszym zużyciu energii elektrycznej i ogólnych zasobów.

Takie wyniki mogłyby mieć dwojaką wartość. W kosmosie pomogłyby w projektowaniu systemów do uprawy żywności w przyszłych siedliskach i statkach. Na Ziemi mogłyby zachęcić do innowacji w kontrolowanych warunkach uprawy, gdzie efektywność energetyczna i stabilne plony są kluczowe – od wertykalnych farm po specjalistyczne uprawy laboratoryjne.

Lekcja szkolna z orbity: łączność ham radio, która od lat inspiruje uczniów

ISS to także globalna sala lekcyjna. Podczas misji Kim używał sprzętu krótkofalarskiego, aby rozmawiać z uczniami na Ziemi, w ramach programu, który umożliwia szkołom bezpośrednie kontakty z załogą na orbicie. Uczniowie pytają o spanie w stanie nieważkości, o pracę eksperymentów, o to, jak wygląda „zwykły dzień” na stacji, ale też o drogę do zostania astronautą – od edukacji po trening i selekcję.

Program znany jako Amateur Radio on the International Space Station (ARISS) ma długą historię: kontakty radioamatorskie z załogami w kosmosie trwają od dekad, a ARISS jest aktywny na ISS od samych początków stacji, z regularnymi kontaktami organizowanymi każdego roku na całym świecie. Dla załogi to silne przypomnienie, że za każdą „tabelką pomiarów” istnieje publiczność, która dopiero wchodzi w obszary STEM; dla uczniów to rzadka okazja, by bezpośrednio usłyszeć człowieka pracującego w warunkach, które są dosłownie ponad codziennością.

Dane w DNA: zaszyfrowane informacje w medium biologicznym

Wśród technologicznie najciekawszych demonstracji, które prowadził Kim, znajduje się testowanie możliwości przechowywania i przesyłania danych w DNA. DNA to niezwykle „gęsty” magazyn informacji, ale środowisko kosmiczne niesie dodatkowe wyzwania: promieniowanie, zmiany temperatury i specyficzne warunki obchodzenia się z próbkami. W tym eksperymencie zaszyfrowana informacja zakodowana w sekwencjach DNA jest sekwencjonowana na stacji, a następnie wysyłana do analizy i dekodowania na Ziemię. Celem jest sprawdzenie stabilności DNA jako nośnika dla długotrwałych misji, ale też ocena, czy takie podejście może w przyszłości zmniejszyć masę i zużycie energii klasycznych systemów do przechowywania i przesyłania danych.

Roboty na Ziemi, ręce w kosmosie: zdalne sterowanie jako przygotowanie do misji powierzchniowych

Plany dotyczące Księżyca i Marsa coraz bardziej opierają się na połączeniu ludzkiej załogi i systemów robotycznych. To nie znaczy tylko „robotów pracujących samodzielnie”, ale też scenariusze, w których astronauci z orbity lub z bazy sterują robotami na powierzchni. Kim testował technologię, która umożliwia właśnie to – zdalne sterowanie robotami na Ziemi z ISS, przy zbieraniu danych o tym, jak opóźnienie sygnału, ergonomia sterowania i projekt interfejsu wpływają na precyzję i bezpieczeństwo pracy.

W ramach demonstracji związanych z programem Surface Avatar, odnotowano też przypadki, w których astronauta z ISS sterował robotem w symulowanym „marsjańskim” krajobrazie w Niemczech. Takie testy pomagają zdefiniować role załogi i robotyki w przyszłych misjach: astronauta może podejmować decyzje i zarządzać złożonymi czynnościami, podczas gdy robot przejmuje ryzyko fizyczne i wykonuje zadania w wymagającym terenie.

Produkcja w stanie nieważkości: kryształy, nanosfery i droga do leków „w locie”

Mikrograwitacja to nie tylko egzotyczny warunek, ale i narzędzie produkcyjne. Bez prądów grawitacyjnych i osadzania, określone materiały mogą powstawać bardziej równomiernie, a krystalizacja może dać struktury trudniejsze do odtworzenia na Ziemi. Kim pracował na sprzęcie związanym z Advanced Space Experiment Processor (ADSEP) i konfiguracją rozszerzającą możliwości procesów krystalizacji. W kontekście badań Industrial Crystallization Cassette (ADSEP-ICC) celem jest, między innymi, umożliwienie obróbki większej liczby próbek i produkcji bardziej jednolitych materiałów ważnych dla farmaceutyki i zaawansowanego przemysłu.

Jednym z rozpoznawalnych przykładów w tej grupie są złote nanosfery – drobne cząstki złota o właściwościach optycznych i elektronicznych oraz biokompatybilności, przez co są interesujące dla dostarczania leków i diagnostyki. Na ISS bada się, czy w mikrograwitacji można uzyskać większą jednorodność i potencjalnie większe, bardziej jednolite próbki niż w warunkach na Ziemi, gdzie grawitacja i konwekcja wpływają na wzrost cząstek.

Następna generacja leków i przemysłu: białkami do modeli ważnych w kosmosie i na Ziemi

Kim w Microgravity Science Glovebox pracował też nad badaniami zachowania wysokostężonych cieczy białkowych. Takie systemy są ważne w biotechnologii i farmacji, ale na Ziemi są trudne do modelowania, ponieważ ścianki naczyń i grawitacja wprowadzają zakłócenia takie jak sedymentacja i konwekcja. W mikrograwitacji uzyskuje się „czystszy” wgląd w dynamikę płynów, co pomaga w tworzeniu precyzyjniejszych modeli komputerowych i optymalizacji procesów produkcji.

W tę samą szerszą kategorię wpada też system Ring Sheared Drop (RSD), gdzie napięcie powierzchniowe trzyma kroplę cieczy bez ścianek naczynia, między pierścieniami. Takie podejście umożliwia badanie powstawania i wzrostu struktur białkowych (np. amyloidów i fibryli) bez wpływu materiału pojemnika, co jest ważne i dla zrozumienia procesów biochemicznych, i dla potencjalnych zastosowań przemysłowych – od rozwoju farmaceutyków po procesy opierające się na precyzyjnej kontroli właściwości płynów.

Ziemia z pierwszej ręki: huragany, pożary i inne wielkie zjawiska z perspektywy orbity

Chociaż ISS najczęściej kojarzona jest z biomedycyną i technologią, załoga pełni też rolę „oczu na orbicie”. 28 września 2025 roku Kim sfotografował huragan Humberto z kosmosu. Takie zdjęcia są wykorzystywane do dokumentowania klęsk żywiołowych, takich jak huragany, burze piaskowe i pożary, oraz mogą pomóc naukowcom i służbom w terenie w śledzeniu rozwoju wydarzeń. Unikalna orbita ISS pozwala załodze w stosunkowo krótkim czasie obserwować i fotografować duże obszary planety, łącząc lokalne detale z „wielkim obrazem” systemów atmosferycznych.

Kim jest Jonny Kim i dlaczego jego profil pasuje do misji ISS

Droga zawodowa Kima to niezwykłe połączenie medycyny, doświadczenia operacyjnego i techniki. Według oficjalnych danych NASA, mowa o lekarzu i oficerze amerykańskiej marynarki, byłym członku Navy SEAL z ponad 100 operacjami bojowymi oraz odznaczeniami takimi jak Silver Star i Bronze Star z odznaką „V”. Ukończył matematykę na Uniwersytecie w San Diego, a potem uzyskał doktorat z medycyny na Harvard Medical School. NASA wybrała go w klasie astronautów 2017 roku, a w systemie pracował też w rolach wsparcia załogi i misji przed własnym lotem.

W kontekście programu Artemis i przygotowań do głębszego kosmosu, doświadczenie „pierwszej misji” jest szczególnie cenne: ISS to próba generalna przed tym, co nastąpi. Na stacji uczy się, jak organizm ludzki reaguje na długotrwały pobyt w mikrograwitacji, jak utrzymać odżywianie i zdrowie przy ograniczonej logistyce, jak rozwijać produkcję materiałów i potencjalnie leków na orbicie oraz jak wpleść robotykę i automatyzację w pracę załogi. Każda z tych lekcji staje się częścią szerszej układanki, która będzie decydować, na ile przyszłe misje będą bezpieczne, efektywne i zrównoważone.

Więcej o działaniach naukowych na stacji i aktualnych badaniach możesz znaleźć na oficjalnych stronach NASA o ISS Research oraz w ogólnej sekcji o Międzynarodowej Stacji Kosmicznej.