Výzkumný tým: Mendelova univerzita

Bezpečná voda a potraviny představují základní pobytové podmínky astronautů ve vesmíru. Stálá relativně vysoká teplota vesmírných stanic a kosmických lodí vytváří podmínky pro tvorbu rizikových biofilmů ve vodovodních řadech osídlených bakteriemi rodů Legionella, Mycobacterium aj. Bezpečné potraviny prosté infekčních a neinfekčních agens jsou základní podmínkou pro dlouhodobý pobyt. Ekologie těchto mikrobiálních podmíněně patogenních bakterií je studována kultivačními a kultivačně nezávislými metodami. Jejich kvantifikace je realizována metodami qPCR a identifikace metodami NGS, WGS aj.

Naše pracoviště se zaměřuje na produkci rostlin různými postupy, hydroponie, aeroponie, multietážové systémy aj. Dále produkujeme zeleninu (skleník, indoor), microgreens, okřehek. Věnujeme se i aquaponii (produkce ryb a rostlin) a využití mikroorganismů, symbiontů při produkci.

Hledáme alternativní produkční substráty (náhrada půdy, rašeliny), věnujeme se systémům řízení výživy (monitoringu živin) a automatizace. Rozvíjíme také robotické platformy pro produkci rostlin (farmbot – společně s AF MENDELU).

Výzkumná skupina se zaměřuje na vývoj biologicky rozložitelných bioplastů z přírodních polysacharidů a jejich chemickou modifikaci za účelem zlepšení vlastností pro udržitelné aplikace. Paralelně probíhá výzkum stability syntetických peptidů ve vesmírných podmínkách a jejich vlivu na růst mikrořas, s cílem podpořit biotechnologická řešení pro dlouhodobé mise a uzavřené životní systémy.

Space farming a co největší míra automatizace pěstebních procesů ve vesmíru jsou klíčové prvky pro případné budoucí dlouhodobé mise a pokusy o kolonizaci jiných planet. Pěstování rostlin v mimozemských podmínkách nám umožní produkci čerstvých potravin, recyklaci vody a CO₂, snížení závislosti na dodávkách zásob ze Země, což je z logistického i ekonomického hlediska zásadní. Rostliny také přispívají k udržení uzavřeného ekosystému – absorbují oxid uhličitý a produkují kyslík, čímž se podílejí na udržení obyvatelné atmosféry.

Náš výzkumný tým se dlouhodobě zaměřuje na automatizaci různých fází pěstebního procesu s cílem vyvinout zcela autonomní pěstební systémy, pro pozemské i kosmické aplikace.

„Jak dole, tak nahoře“ to bez rostlin nepůjde. Rostliny jsou základem našeho ekosystému jak z pohledu tvorby kyslíku, tak konverze světelné energie na energeticky bohaté organické sloučeniny. Z tohoto pohledu jsou rostliny významné pro jakoukoliv misi, která si nechce na svou cestu balit velkou svačinu. Studium molekulárních mechanismů odolnosti a reakce rostlin na nepříznivé podmínky je jedním ze základních pilířů pokroku v efektivním a udržitelném zemědělstvím, které nalezne uplatnění kdekoliv, kde se s rostlinami počítá.

Řízená fotolýza a dynamické fotosystémy otevírají nové možnosti pro vesmírný výzkum a související aplikace. Patentovaná metoda řízené fotolýzy představuje inovativní nástroj například pro neinvazivní monitorování aktuální stresové zátěže jednotlivců prostřednictvím analýzy slin. Tato metoda využívá světlem indukované chemické reakce k detekci specifických biomarkerů stresu v reálném čase. Její jedinečnost je v tom, že je vzorek ozařován UV zářením, čímž lze řídit chemické přeměny ve vzorku a získat citlivý a specifický signál i při nízkých koncentracích analytů. Metoda byla úspěšně otestována v rámci parabolického letu mise Zero G.

Výskumná skupina Space Agri Technologies sa zaoberá udržateľným poľnohospodárstvom v extrémnych podmienkach s dôrazom na aplikácie vo vesmíre aj na Zemi. Venujeme sa výskumu fyziológie rastlín, mikrorias a cyanobaktérií, ktoré testujeme v stresových podmienkach napodobňujúcich prostredie Mesiaca či Marsu. Na testovanie životaschopnosti fotosyntetických mikroorganizmov využívame i stratosférické aplikácie.

Okrem vesmírnych aplikácií sa sústreďujeme aj na praktické využitie na Zemi – najmä v oblasti precízneho poľnohospodárstva (smart farming). V skupine vnímame vesmírny výskum ako príležitosť urýchliť ekologické inovácie a hľadať riešenia, ktoré budú prospešné nielen mimo našej planéty.

Zajímají nás systémy pro kultivaci, přepravu či skladování řas, mikrořas případně sinic pro jejich přepravu a následnou kultivaci v kosmickém prostoru, včetně vývoje těchto zařízení a výroby prototypů. Space farming z pohledu fyziologických reakcí rostlin a ve stresových podmínkách nejen kosmického prostoru. Dále využití aplikací AI v těchto oblastech.
Snažíme se také tyto oblasti popularizovat nejen mezi studenty.