Nota do editor: Este artigo foi atualizado em 21 de nov. de 2025 logo após a missão BioSentinel completar três anos de operação no espaço profundo.
Os astronautas vivem em um ambiente bastante extremo a bordo da Estação Espacial Internacional. Orbitando cerca de 250 milhas acima da Terra, na ausência de peso da microgravidade, eles dependem de missões comerciais de carga aproximadamente a cada dois meses para entregar novos suprimentos e experimentos. Ainda assim, esse local é relativamente protegido em termos de radiação espacial. O campo magnético da Terra protege a tripulação da estação espacial de grande parte da radiação que pode danificar o DNA de nossas células e causar problemas de saúde graves. Quando futuros astronautas embarcarem em longas jornadas para regiões mais profundas do espaço, eles estarão expostos a ambientes de radiação mais perigosos e precisarão de proteção substancial. Com a ajuda de um experimento biológico dentro de um pequeno satélite chamado BioSentinel, cientistas do Centro de Pesquisa Ames da NASA, no Vale do Silício, Califórnia, estão dando um passo inicial em busca de soluções.
Para aprender os conceitos básicos do que acontece com a vida no espaço, os pesquisadores frequentemente usam “organismos modelo” que entendemos relativamente bem. Isso ajuda a mostrar mais claramente as diferenças entre o que ocorre no espaço e na Terra. Para o BioSentinel, a NASA está usando levedura – a mesma levedura que faz o pão crescer e é usada na fermentação da cerveja. Tanto em nossas células quanto nas células de levedura, o tipo de radiação de alta energia encontrado no espaço profundo pode causar quebras nas duas fitas entrelaçadas do DNA que carregam a informação genética. Frequentemente, o dano ao DNA pode ser reparado pelas células em um processo muito semelhante entre leveduras e humanos.
O BioSentinel foi concebido para ser o primeiro experimento biológico de longa duração a ocorrer além da órbita da estação espacial próxima à Terra. A espaçonave do BioSentinel é um dos 10 CubeSats lançados a bordo da Artemis I, o primeiro voo do Space Launch System do programa Artemis, o poderoso novo foguete da NASA. O satélite, do tamanho de uma caixa de cereais, viajou para o espaço profundo no foguete e depois passou pela Lua em uma trajetória para orbitar o Sol. Uma vez que o satélite ficou posicionado além do campo magnético protetor do nosso planeta, a equipe do BioSentinel acionou remotamente uma série de experimentos, ativando duas cepas da levedura Saccharomyces cerevisiae para crescer na presença da radiação espacial. Amostras de levedura foram ativadas em diferentes pontos ao longo da missão de seis a doze meses.
Uma cepa é a levedura comumente encontrada na natureza, enquanto a outra foi selecionada porque tem dificuldade em reparar seu DNA. Ao comparar como as duas cepas respondem ao ambiente de radiação do espaço profundo, os pesquisadores aprenderão mais sobre os riscos à saúde colocados para humanos durante a exploração de longo prazo e poderão desenvolver estratégias informadas para reduzir potenciais danos.
Durante a fase inicial da missão, que começou em dezembro de 2022 e foi concluída em abril de 2023, a equipe do BioSentinel operou com sucesso o hardware BioSensor do BioSentinel – um laboratório miniaturizado de biotecnologia projetado para medir como células vivas de levedura respondem à exposição de longo prazo à radiação espacial – no espaço profundo. A equipe completou quatro experimentos com duração de duas semanas cada, mas não observou nenhum crescimento das células de levedura. Determinaram que a radiação do espaço profundo não foi a causa da inatividade das leveduras, mas que a falta de crescimento provavelmente se deveu à perda de viabilidade das leveduras após o armazenamento prolongado da espaçonave antes do lançamento.
Embora as leveduras não tenham sido ativadas conforme o planejado para coletar observações sobre o impacto da radiação em células vivas de levedura, o detector de radiação a bordo do BioSentinel – que mede o tipo e a dose de radiação incidindo sobre a espaçonave – continua a coletar dados no espaço profundo.
A NASA estendeu a missão do BioSentinel para continuar coletando valiosos dados da radiação no espaço profundo, no ambiente único e de alta radiação além da órbita baixa da Terra.
O Sol possui um ciclo de 11 anos, no qual a atividade solar sobe e desce na forma de poderosas erupções solares e grandes erupções chamadas ejeções de massa coronal. À medida que o ciclo solar progride do máximo para uma fase de declínio, os cientistas esperam que a forte atividade solar continue até 2026, com algumas das tempestades mais intensas ocorrendo durante essa fase de declínio. Esses eventos enviam rajadas poderosas de energia, campos magnéticos e plasma para o espaço, o que causa as auroras e pode interferir nos sinais de satélites. Eventos de radiação solar, com partículas aceleradas a altas velocidades, também podem representar uma ameaça aos astronautas no espaço.
O projeto BioSentinel baseia-se na trajetória do Ames de realizar estudos biológicos no espaço usando CubeSats – pequenos satélites construídos a partir de unidades individuais de aproximadamente quatro polegadas cúbicas. O BioSentinel é uma espaçonave de seis unidades que pesa cerca de 30 libras. Ela abriga as células de levedura em minúsculos compartimentos dentro de cartões microfluídicos – hardware personalizado que permite o fluxo controlado de volumes extremamente pequenos de líquidos que ativarão e sustentarão a levedura. Dados sobre os níveis de radiação e o crescimento e metabolismo da levedura serão coletados e armazenados a bordo da espaçonave e, em seguida, transmitidos à equipe científica na Terra.
Um conjunto reserva de cartões microfluídicos contendo amostras de levedura será ativado se o satélite encontrar um evento de partículas solares, uma tempestade de radiação proveniente do Sol que representa um risco de saúde particularmente grave para futuros exploradores do espaço profundo.
Além da pioneira missão BioSentinel, que atravessará o ambiente do espaço profundo, experimentos idênticos ocorrem sob diferentes condições de radiação e gravidade. Um foi realizado na estação espacial, em microgravidade semelhante ao espaço profundo, porém com radiação comparativamente menor. Outros experimentos ocorreram em solo, para comparação com os níveis de gravidade e radiação da Terra. Essas versões adicionais mostram aos cientistas como comparar experimentos científicos conduzidos na Terra e na estação espacial – que podem ser realizados com muito mais facilidade – com a intensa radiação que futuros astronautas encontrarão no espaço.
Em conjunto, os dados do BioSentinel serão críticos para interpretar os efeitos da exposição à radiação espacial, reduzir os riscos associados à exploração humana de longo prazo e confirmar modelos existentes dos efeitos da radiação espacial sobre organismos vivos.
- Dezembro de 2021: O experimento de Controle do BioSentinel na ISS foi lançado para a Estação Espacial Internacional a bordo da 24ª missão de reabastecimento comercial da SpaceX.
- Janeiro de 2022: O experimento de Controle do BioSentinel na ISS iniciou operações científicas a bordo da Estação Espacial Internacional.
- Fevereiro de 2022: O experimento de Controle do BioSentinel na ISS iniciou operações científicas de controle em solo no NASA Ames.
- Junho de 2022: O experimento de Controle do BioSentinel na ISS concluiu as operações científicas. O hardware foi retornado à Terra em agosto a bordo da Dragon CRS-25 da SpaceX.
- Outubro de 2022: O experimento de Controle do BioSentinel na ISS concluiu as operações científicas de controle em solo no NASA Ames.
- 16 de nov. de 2022: BioSentinel foi lançado ao espaço profundo a bordo da Artemis I.
- 5 de dez. de 2022: BioSentinel iniciou operações científicas no espaço profundo.
- 19 de dez. de 2022: BioSentinel iniciou operações científicas de controle em solo no NASA Ames.
- 16 de nov. de 2024: BioSentinel completa dois anos de observações contínuas de radiação no espaço profundo, agora a mais de 30 milhões de milhas da Terra.
- 16 de nov. de 2025: BioSentinel completa três anos de observações contínuas de radiação no espaço profundo, agora a mais de 48 milhões de milhas da Terra.
Parceiros:
- O NASA Ames lidera a ciência, o projeto de hardware e o desenvolvimento da missão BioSentinel.
- Organizações parceiras incluem o Johnson Space Center da NASA em Houston e o Jet Propulsion Laboratory da NASA no sul da Califórnia.
- O BioSentinel é financiado pela Divisão de Desenvolvimento da Campanha Marciana (Mars Campaign Development, MCO) dentro da Direção de Missões de Desenvolvimento de Sistemas de Exploração (Exploration Systems Development Mission Directorate) na sede da NASA, em Washington.
- A missão estendida do BioSentinel é apoiada pela Divisão de Heliofísica da Diretoria de Missões Científicas da NASA na sede da agência em Washington, pela MCO e pelo Programa de Componentes e Embalagens Eletrônicas da NASA (NASA Electronic Parts and Packaging Program) dentro da Direção de Missões de Tecnologia Espacial da NASA na sede em Washington.
Saiba mais:
- Matéria da NASA: NASA’s BioSentinel Studies Solar Radiation as Earth Watches Aurora (set. 2024)
- Matéria da NASA: NASA Extends BioSentinel’s Mission to Measure Deep Space Radiation, ago. 2023
- Matéria da NASA: First Deep Space Biology Experiment Begins, Follow Along in Real-Time, dez. 2022
- Matéria da NASA: BioSentinel Underway After Successful Lunar Flyby, nov. 2022
- Matéria da NASA: Artemis I to Launch First-of-a-Kind Deep Space Biology Mission, ago. 2022
- Vídeo da NASA: Por que a NASA está enviando levedura ao espaço profundo, fev. 2022
- Podcast da NASA: “Houston We Have a Podcast,” Biologia no Espaço Profundo, jan. 2022
- Blog da NASA: All Artemis I Secondary Payloads Installed in Rocket’s Orion Stage Adapter, out. 2021
- Blog da NASA; NASA Prepares Three More CubeSat Payloads for Artemis I Mission. jul. 2021
- Matéria da NASA: NASA’s BioSentinel Team Prepares CubeSat For Deep Space Flight, abr. 2021
- Podcast NASA in Silicon Valley: Sharmila Bhattacharya sobre o estudo de como a biologia muda no espaço, mar. 2018
- Matéria da NASA: For Holiday Celebrations and Space Radiation, Yeast is the Key, dez. 2018
Para pesquisadores:
Para a imprensa:
- Membros da mídia interessados em cobrir este assunto devem entrar em contato com a redação do NASA Ames.
