Investigadores del Instituto Indio de Ciencia (IISc) y la Organización de Investigación Espacial India (ISRO) han desarrollado un módulo, dispositivo autónomo para cultivar microorganismos, lo que podría permitir a los científicos realizar experimentos biológicos en el espacio ultraterrestre.

En un estudio publicado en Acta Astronautica , el equipo mostró cómo se puede usar el dispositivo para activar y rastrear el crecimiento de una bacteria llamada Sporosarcina pasteurii durante varios días, con mínima participación humana.

Comprender cómo se comportan estos microbios en entornos extremos podría proporcionar información valiosa para misiones espaciales humanas como "Gaganyaan, "La primera nave espacial tripulada de la India, programado para su lanzamiento en 2022. En los últimos años, Los científicos han estado explorando cada vez más el uso de una plataforma de laboratorio en chip que combina muchos análisis en un solo chip integrado para tales experimentos. Pero existen desafíos adicionales para diseñar tales plataformas para el espacio ultraterrestre, en comparación con el laboratorio.

"Tiene que ser completamente autónomo, "señala Koushik Viswanathan, Profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Mecánica y autor principal del estudio. "Además, simplemente no puede esperar las mismas condiciones de funcionamiento que en un entorno de laboratorio normal ... y no puede tener algo que consuma 500 W, por ejemplo."

El dispositivo desarrollado por el equipo de IISc e ISRO utiliza una combinación de sensor de fotodiodo y LED para rastrear el crecimiento bacteriano midiendo la densidad óptica o la dispersión de la luz. similar a los espectrofotómetros utilizados en el laboratorio. También tiene compartimentos separados para diferentes experimentos. Cada compartimento o 'casete' consta de una cámara donde las bacterias, suspendidas como esporas en una solución de sacarosa, y un medio nutritivo se pueden mezclar para impulsar el crecimiento pulsando un interruptor de forma remota. Los datos de cada casete se recopilan y almacenan de forma independiente. Tres casetes se agrupan en un solo cartucho, que consume poco menos de 1W de potencia. Los investigadores prevén que una carga útil completa que podría ir en una nave espacial contendrá cuatro cartuchos de este tipo capaces de llevar a cabo 12 experimentos independientes.

El equipo también tuvo que asegurarse de que el dispositivo fuera a prueba de fugas y no se viera afectado por ningún cambio de orientación. "Este es un entorno no tradicional para que las bacterias crezcan. Está totalmente sellado y tiene un volumen muy pequeño. Teníamos que ver si obtendríamos resultados [de crecimiento] consistentes en este volumen más pequeño". "dice Aloke Kumar, Profesor Asociado del Departamento de Ingeniería Mecánica, y otro autor principal. "También teníamos que asegurarnos de que el LED que se enciende y apaga no genera mucho calor, que puede cambiar las características de crecimiento bacteriano ". Usando un microscopio electrónico, los investigadores pudieron confirmar que las esporas crecieron y se multiplicaron en bacterias en forma de varilla dentro del dispositivo, como lo harían en condiciones normales en el laboratorio.

"Ahora que sabemos que esta prueba de concepto funciona, ya nos hemos embarcado en el siguiente paso:preparar un modelo de vuelo [del dispositivo], ", dice Viswanathan. Esto incluiría optimizar el espacio físico que el dispositivo puede ocupar y su rendimiento bajo tensiones como la vibración y la aceleración debido a la gravedad.

El dispositivo también se puede adaptar para estudiar otros organismos como gusanos, y para experimentos no biológicos, dicen los investigadores. "La idea era desarrollar una plataforma modelo para investigadores indios, "explica Kumar." Ahora que ISRO se está embarcando en una ambiciosa misión espacial humana, tiene que proponer sus propias soluciones, hecho en casa."