ALCYONE - Autonomous Living Cell analYsis ON-chip for Evaluation of space Environment Effects: low-power integrated lab-on-chip for the assessment of radiation damage on living systems in nanosatellite missions

ID Call: HORIZON-CL4-2022-SPACE-01 Strategic autonomy in developing, deploying and using global space-based infrastructures, services, applications and data 2022

Ruolo di Sapienza nel progetto: Coordinatore

Responsabile scientifico per Sapienza: Augusto Nascetti

Dipartimento: Scuola di Ingegneria Aerospaziale

Data inizio progetto: 01/11/2022

Data fine progetto: 31/10/2025

Abstract progetto:

Il progetto mira alla progettazione e realizzazione di una nuova piattaforma analitica implementando una serie di tecnologie innovative in grado di fornire una soluzione altamente integrata per l'analisi in situ degli effetti dell'ambiente spaziale su sistemi biologici modello e per la valutazione di tecnologie di schermatura abbinate ad agenti radioprotettivi. L'obiettivo principale del progetto sarà raggiunto attraverso lo sviluppo di un dispositivo lab-on-chip con sensori e attuatori a film sottile integrati che implementerà un incubatore cellulare estremamente compatto in grado di campionare lo stato della coltura cellulare durante una missione spaziale utilizzando tecniche di monitoraggio in tempo reale basate sulla bioluminescenza. Saranno progettati microrganismi geneticamente modificati per monitorare specifiche risposte allo stress su un sistema reporter basato sulla luciferasi. Un sistema elettronico sarà integrato nella piattaforma per la caratterizzazione dell’ambiente radiativo consentendo di valutare la correlazione tra gli effetti biologici osservati e l'esposizione alle radiazioni.
Le caratteristiche principali della tecnologia proposta comprendono il basso consumo energetico, l'estrema compattezza, l'elevata efficienza dei dati e la completa automazione che la rendono adatta alle missioni cubesat. In particolare, verrà progettato un carico utile completo per cubesat in grado di fornire un banco di prova per una serie preliminare di esperimenti da effettuare su strutture a terra che simulano l'ambiente dello spazio profondo. Il sistema proposto rappresenterà quindi un elemento chiave per aprire la strada per missioni umane verso lo spazio profondo in quanto offre la possibilità di testare gli effetti dell'esposizione a lungo termine all'ambiente spaziale su un modello biologico utilizzando piattaforme semplici come i cubesat.

Il team Sapienza riveste innanzitutto il ruolo di coordinatore del progetto e di supervisione dello sviluppo del sistema complessivo utilizzando un approccio di concurrent engineering, sviluppando e gestendo la piattaforma software per l'implementazione del modello integrato di sistema necessario per la condivisione delle informazioni tra i team partecipanti al progetto. Inoltre il team Sapienza ha un ruolo fondamentale nello sviluppo del sistema lab-on-chip intorno al quale ruota lo svolgimento dell'intero progetto. In virtù dell'esperienza accumulata nell'ultimo decennio sia con progetti per applicazioni terrestri sia con missioni spaziali vere e proprie, il team Sapienza svolgerà altri compiti tecnici sia nella fase di integrazione che in quella di test dei sottosistemi e dell'intero sistema finale.