apakah mikrograviti? - angkasa | agensi angkasa … mengkaji kesan persekitaran angkasa terhadap...

Apakah Mikrograviti?Apabila disebutkan mikrograviti ia bermaksud satu

keadaan di mana pengaruh graviti hampir sifar (tiada tarikan graviti). Ini boleh di lihat apabila

Angkasawan terapung-apung di dalam pesawat Angkasa atau ISS. Selain daripada itu, kesannya

ialah sesuatu objek itu akan merasai kehilangan berat atau menjadi ringan.

Secara ringkasnya ia bermaksud graviti hampir sifar (mikro G) – [1 ppm].

Agenda BestariThe first angkasawam program in 2007 has opened up a new horizon for the nation’s scientific program. Microgravity experi-ments in Malaysia before the angkasawan program, was al-most non-existence or unknown. On the other hand, space-faring nations such as the USA and Russia have enormously benefitting from it since early seventies and eighties.

MOSTI as the lead Ministry in venturing space for the country, would like to invite you all to be with us in this very exiting en-deavor, in the vastness of space, many are still unknown, new knowledge are awaiting out there to be discovered. For this, we will put in the necessary infrastructure to assist your involve-ment, be it in scientific programs, international collaborations, funding and technical assistance. We want this new area to be fully explored.

Datuk Seri Dr Maximus Johnity Ongkili, Menteri Sains, Teknologi & Inovasi (MOSTI)Perasmian Bengkel Mikrograviti ke-2, Kota Kinabalu, Sabah. 23 November 2009

2

Di Mana Mikrograviti?

Keunikan Mikrograviti

Mikrograviti secara semula jadi bermula di ketinggian melebihi 100 km dari permukaan Bumi.

KesanTiada

1. Perolakan (no convection)2. Pemendapan (no deposition)

3. Berat (weightlessness)4. Pembakaran Sempurna

(prefect combustion)

Output1. Sifat sebenar suatu bahan akan kelihatan

dan dapat dikaji; dan2. Lebih mudah untuk menjelaskan dan memahami

suatu proses fizikal dan biologi

Hasil (Outcome)Pelbagai enzim, bahan (material) dicipta untuk

pelbagai aplikasi seperti perubatan, bioteknologi, sains bahan (teknologi nano) dan lain-lain; Memahami tin-dak balas tubuh manusia terhadap kesan mikrograviti

terutamanya untuk penjelajahan Angkasa Lepas.

3

Garisan Karmanketinggian 100 km

Apakah Mikrograviti?Secara ringkasnya ia bermaksud graviti hampir sifar (mikro G) - [1 ppm]

01Tiada berat

02Tiada pemendapan

04Pembakaran sempurna

03Tiada kesan perolakan

Protein Crystal Bovine Insulin

Zoelites

Liquid Phase Sintering

ZBLAN Fiber

4

Hasil Dari pemahaman keunikan sains mikrograviti, maka sain-tis dapat mencipta pelbagai bahan dan memperkenal-kan teknik-teknik baru untuk kesejahteraan masyarakat dan seterusnya meningkat-kan kualiti kehidupan seperti berikut : 1. Pelbagai enzim, bahan

(Material) dicipta untuk pelbagai aplikasi

seperti perubatan, bioteknologi dan sains bahan (Teknologi nano)

2. Penciptaan komposit seramik yang boleh menggantikan jisim tulang (New composite ceramics to replace

missing bones).3. Sistem penapisan air

berkualiti tinggi (High quality water purification systems).

4. Teknik “casting” aluminium yang lebih

baik (Better aluminum casting technique)

5. Penciptaan cip komputer yang lebih

miniatur tetapi sosfitikated dan rumit

(More intricate computers chip).

6. Memahami tindakbalas tubuh manusia terhadap kesan

mikrograviti terutamanya untuk penjelahan

angkasa lepas.7. Rekacipta enjin masa

hadapan (Fusion powered engines).

Bidang Penyelidikan MikrogravitiPerlbagai bidang penyelidikan dapat dijalankan di suasana mikrograviti. Di antara beberapa bidang utama ialah:1. Sains biologi/bioteknologi;2. Perubatan angkasa (space medicine);3. Sains bahan dan teknologi nano (material science);4. Teknologi pembakaran (combustion); dan5. Fizik bendalir (fluid physics).

Material Science

Combustion Science

Space Medicines

Fundamental Physics

Biotechnology

Fluid Physics

5

Item BilEksperimen saintifik 27Pengurusan program Sains Mikrograviti 15Pendidikan Sains Mikrograviti 25Komunikasi Program 10Logistik program sains mikrograviti dan program Angkasawan

20

Jumlah 97

Manfaat Program Penyelidikan Sains Mikrograviti Kepada Negara

Manfaat

6

3. Ekonomi1. Jumlah Paten yang difailkan di Malaysia dan antarabangsa: 8 2. Trade Mark: 1- RAP- NHOst (re-adapted normal human osteoblast).3. 1 hasil projek berpotensi dikomersilkan untuk kegunaan industri khususnya dalam bidang oleokimia (Status: scalling-up).4. 1 spin-off dalam peringkat akhir penyelidikan untuk dikomersilkan (portable sterilizer dan Laminar Hood sterilizer).5. Pembangunan antibiotik baru untuk industri farmaseutikal.

Antarabangsa

Pendidikan/Kesedaran

Umum

R&D

PembangunanModal Insan

Ekonomi

2. Pembangunan Modal Insan

1. R&D

1. Penerokaan bidang penyelidikan baru.2. Penjanaan ilmu pengetahuan dan sumbangan kepada ilmu pengetahuan dunia.3. Pengiktirafan kepada rekabentuk eksperimen

Malaysia (hardware dan software).4. Penubuhan makmal pengkulturan sel dan makmal penyelidikan sains mikrograviti di bidang “life sciences” yang lengkap untuk digunakan oleh saintis dan pelajar-pelajar pasca siswazah.5. 24 kertas kerja penyelidikan.

• EKSPERIMEN SAINTIFIK: • Sarjana Kedoktoran : 2 Orang • Sarjana : 11 Orang • Pegawai Dengan Kepakaran Baru : 14 Orang

4. Pendidikan

1. Pembangunan Modul Pendidikan Penyelidikan C-Elegens (Pendidikan Melalui Web) peringkat sekolah menengah;

2. Modul Pendidikan Sains Mikrograviti yang telah dijalankan secara langsung (sidang video) dari ISS oleh Angkasawan Negara.

3. Program modul pendidikan melalui

perhubungan radio

amatur terus dengan Angkasawan di ISS per-ingkat sekolah rendah dan menengah.

4. Eksperimen sains mikro graviti melalui

penerbangan parabola dengan

kerjasama Agensi Angkasa Negara Jepun

(JAXA). Pelancaran dua eksperimen Malaysia

7pada Disember 2007 dan Februari 2010.

5. Modul Pendidikan Sains Angkasa Peringkat

Sekolah Rendah Versi Latihan Guru (Telah

dilancarkan pada Jun 2009) .

Program PAN-1 Program Baru/Masa Depan (RMK-10) Rakan Kerjasama

Penyelidikan secara bersama Radiasi Angkasa dengan menggunakan Dosimeter milik JAXA (PADLES) di ISS

1. Penyelidikan protein berkualiti tinggi untuk industri dengan JAXA dengan menghantar 24 protein ke ISS sehingga 2012.

2. Eksperimen sains mikrograviti melalui penerbangan parabola

3. Kajian feasibility sains mikrograviti 4. Penyelidikan sains fizikal dengan meng-

gunakan instrumentasi di KIBO, ISS.

JAXA

Program Penyelidikan Mikrograviti

1. Program isolasi MARS 500 (bermula Jun 2010; tamat Jun 2012 (tamat tempoh isolasi 520 hari)

2. Program penyelidikan sains mikrograviti melalui platform BIOSATELLITE

3. Penyelidikan sains biologi dan peruba-tan angkasa

IBMP

Program PAN-1 Program Baru/Masa Depan (RMK-10) Rakan Kerjasama

Latihan dan Pelancaran Angkasawan Pertama

Program Angkasawan Negara Kedua, PAN-2

ROSCOSMOS

Program Kerjasama Penyelidi-kan Mikrograviti dan peruba-tan Angkasa.

1. Program pendidikan sains mikrograviti 2. Penyelidikan perubatan Angkasa

ESA

1. Kerjasama dalam penye-diaan instrumentasi FPA melalui University of

Colorado, USA.2. Modul Pendidikan Penyelidikan C - Elegans.

Latihan Angkasawan Rakan kerjasama saintifik

NASA

- 1. Penyelidikan dan pendidikan sains mikrograviti di KIBO, ISS 2. Eksperimen sains mikrograviti melalui penerbangan parabola

APRSAF

85. Kerjasama Antarabangsa

Kesan Penerbangan Angkasa Jangkamasa Pendek Terhadap Fungsi Endotelium Dan Inflamasi (Penanda Risiko Penyakit Jantung Koronari)Penyelidik : Prof. Dr. Hapizah Mohd Nawawi, Universiti Teknologi MARA.

Objektif :Mengkaji kesan penerba-ngan misi Angkasa jang-kamasa pendek terhadap ekspresi protein dan genetik serta struktur sel endotelium manusia sebagai penunjuk status inflamasi dan aktivasi endothelium (penanda risiko penyakit jantung koronari).

Hasil kajian : Data daripada projek penyelidikan ini telah menunjukkan bahawa penerbangan Angkasa mengaruh kepada aktivasi endothelium, peningkatan keadaan pro-inflamatori dan cytoskeletal remodelling.

Pekara Keterangan

Paten 1 paten telah difailkan (Ref: P18911) “Method of Preparing & Optimizing Human Umbilical Vein Endothelial Cells (HUVEC) For Growth in a Microgravity En-vironment & Method of Re-Adapting the Cells Grown in Microgravity to an Earth Gravity Environment”.

Penerbitan 1. Manuskrip untuk penerbitan jurnal - 6.2. Abstrak dalam jurnal - 1.3. Abstrak dalam prosiding - 6.4. Artikel keratan akhbar - 3.


1 PhD, 1 MSc, 2 staf teknikal terlatih.

Hubungan Antarabangsa

1. Institute of Biomedical Problems (IBMP), Russia.

2. Agensi Angkasa Persekutuan Rusia (ROSCOSMOS).

3. Agensi Angkasa Eropah (ESA). 4. University of Colorado, USA & NASA.

Pemindahan Teknologi

1. Mempelopori kaedah optimasi peng-kulturan sel endotelium untuk eksperi-men Angkasa.

2. Sel endotelium hidup selepas misi Angkasa-“Novel finding”.

3. Penubuhan makmal yang lengkap untuk pengkulturan sel, ujian khas bagi analisa penanda inflamasi dan aktivasi endothelium pada peringkat protein dan genetik.

Potensi pulangan ekonomi

Paten - Penggunaan FPA dalam peng-kulturan sel untuk eksperimen Angkasa, potensi untuk dikomersilkan.

Perancangan Masa Depan/ Projek Susulan

Telah dijemput untuk menjadi koloborator dan menyertai projek penyelidikan sain-tifik MARS-500 pada 2010 - “Effects of of prolonged living in a confined isolation on endothelial function, inflammation, oxida-tive stress and prothrombogenesis”.

Hasil

9 Cell in Space

Pekara Keterangan

Paten 1 Paten telah difailkan (Ref: P18912) “kaedah kultur sel Osteoblas dalam keadaan mikrograviti”.

Penerbitan 1. Pembentangan kertas kerja di seminar kebangsaan dan antarabangsa - 8.

2. Manuskrip jurnal untuk rujukan penye-lidik tempatan dan antarabangsa - 5.

Pembangunan Modal Insan

1 MSc.


1. Institute of Biomedical Problems (IBMP), Rusia.

2. Federal Space Agency (ROSCOSMOS), Moscow, Rusia.


1. Penggunaan “Rotating Positioning Machine” (RPM) bagi simulasi kesan mikrograviti di IBMP.

2. Mencipta kaedah baru pengimejan untuk sel Osteoblas yang dikultur pada permukaan “Cytodex 3” mengguna-kan mikroskop konfokal dan mikroskop elektron.


1. Sel Osteoblas yang berjaya dibawa turun dari ISS akan terus dikaji bagi melihat kesan mikrograviti pada juju-kan DNA dan protein.

2. Kajian berkenaan stres mekanikal da-lam keadaan mikrograviti.

Osteoblast cellular function during space flightPenyelidik : Prof Madya Dr Gabriele Ruth Anisah Froemming, Universiti Teknologi MARA.

Objektif : Projek Osteoblast ini dilaku-kan adalah kerana ingin mengetahui kesan mikro-graviti dan sinaran radiasi semasa penerbangan ke Angkasa ke atas fungsi sel Osteoblast (dari segi gen dan protein).

Hasil

NHOst on cytodex/REV-NHOST

Flight samples

10Cell in Space

Pekara Keterangan

Paten Tiada Penerbitan Gravitational and Space Biology 2010 - 3

prosiding di 23rd Annual Meeting of the Japanese Society for Biological Sciences in Space - 1.


1 MSc.


1. JAXA. 2. Bioserve, USA.3. Graduate School of Life Sciences, Tohoku University, Japan.


Tidak berkaitan.


Projek berpotensi untuk dikembangkan.

Hasil KajianKajian ke atas sel kanser pula telah menunjukkan bahawa sel-sel kanser yang berada dalam sekitaran mikrograviti te-lah mengambil laluan pergerakan yang baru dan adaptasi ini belum pernah dilaporkan oleh mana-mana penyelidik sebelum ini. Pengetahuan yang diperoleh daripada kajian ini akan digunakan oleh para penyelidik yang membuat ka-jian ke atas ketahanan protein yang berada di lapisan luar sel kanser terhadap “multidrug” (dadah dalam ubat-ubatan kanser) yang digunakan untuk mengawal penyakit kanser.

Eukaryotic Cells in SpacePenyelidik : Prof Dr. A.Rahman Jamal, Universiti KebangsaanMalaysia.

Objektif : 1. Menentukan kesan graviti

mikro ke atas mutasi gen p53 dan gen baikpulih DNA di dalam sel selanjar eukaryot (HepG2 & Jurkat).

2. Mengkaji kesan graviti mikro ke atas panjang telomeres dan aktiviti telomeres di dalam sel eukaryot.

3. Meniliti perubahan di da-lam pengekspresan gen rentang pelbagai ubatan di dalam sel kanser yang terdedah kepada graviti mikro.

4. Menentukan perubahan keseluruhan dan kesan graviti mikro ke atas profil pengekspresan gen di dalam sel selanjar eu-karyot (HepG2 & Jurkat).

Hasil

Perbandingan pertumbuhan sel kanser dalam tabung uji. Sampel tabung uji pertumbuhan sel kanser di ang-kasa kelihatan lebih keruh menunjukkan kadar pertum-buhannya di angkasa (mikrograviti) lebih tinggi

Fluid ProcessingApparatus (FPA)

11 Cell in Space

2. Untuk mengkaji kesan persekitaran Angkasa terhadap mutasi dan juga perubahan profil ekspresi gen

Enterobacter cloacae dan Acinetobacter Baumanii.3. Untuk mengkaji kesan persekitaran Angkasa ke atas perubahan mekanisme kerintangan antibiotik pada En-

terobacter cloacae dan Acinetobacter Baumanii.

Hasil Kajian :Kajian ini telah memberikan pengetahuan baru berkenaan adaptasi mikrob terhadap persekitaran mikrograviti dan pengetahuan baru ini akan digunakan oleh para penyelidik dalam mengawal sejenis bakteria enterobacter cloacae yang boleh menyebabkan kanser usus kepada manusia dan haiwan serta dapat digunakan kelak dalam bidang perubatan Angkasa dan industri farmaseutikal

Pekara Keterangan

Paten 1. ‘Probe’ genome Enterobacter spp pada cip mikroatur (No. 20340;

Agilent Technologies, USA).2. Gene sasar berpotensi untuk pembangunan antibiotik baru dalam

industri farmaseutikal.Pembangunan Modal Insan

10 orang.


Berkolabrasi dengan Novocraft dan berjaya melakukan ‘sequencing’, ‘assembly’ dan ‘annotation’ genome Enterobacter cloacae strain UKM.


Bioserve, University of Colorado, USA .


Bekerjasama dengan JAXA, Jepun Institute of Biomedical Problem, Rusia .

Kajian kesan persekitaran Angkasa (mikrograviti dan radiasi) ke atas pertumbuhan, profil ekspresi gen dan mekanisme kerintangan antibiotik Enterobacter cloacae Penyelidik : Prof Dr. Ramelah Mohamed, Universiti Kebangsaan Malaysia.

Kesan persekitaran Angkasa (mikrograviti dan radiasi) ke atas mekanisme ketahanan dan perubahan ekspresi profil gen bagi Acinetobacter BaumaniiPenyelidik : Prof Dr. Sazaly Abu Bakar, Universiti Malaya.

Objektif : 1. Untuk mengamati kesan

persekitaran Angkasa ke atas pertumbuhan En-terobacter cloacae dan Acinetobacter Baumanii.

Hasil

Mikrob Enterobacter

sp. dan Acinetobacter baumanii

12Microb in Space

lah lipase, iaitu sejenis enzim yang digunakan secara meluas sama ada dalam kegunaan industri mahupun produk domestik. Lipase merupakan kumpulan enzim penting dalam bidang bioteknologi. Keputusan ini telah memberikan lakaran struktur tiga dimensi protein tersebut dengan lebih jelas dan pengetahuan ini akan digunakan untuk menghasilkan sejenis enzim yang sangat penting dan digunakan secara meluas, contohnya di dalam industri oleokimia, bioteknologi dan perubatan.

Penghabluran Enzim/Protein Industri di Angkasa (Crystallization of Industrially Important Enzyme/Protein in Space)Penyelidik : Prof Dr. Raja Nor Zaliha Raja Abdul Rahman,Universiti Putra Malaysia.

Objektif : 1. Mengkaji sifat-sifat penghabluran enzim

lipase di Bumi.2. Mengkaji kesan mikrograviti ke atas peng-

habluran enzim lipase.3. Membandingkan struktur

3D hablur yang dihasilkan di Bumi dan di Angkasa.

Hasil Kajian :Hasil kajian protein di angkasa telah menunjukkan bahawa protein jenis lipase yang di bawa ke Angkasa lepas telah menghablur dengan saiz yang lebih besar dan mempunyai struktur yang lebih baik (lebih jelas) berbanding dengan protein yangdihablurkan di permukaan Bumi. Penyelidik telah memilih dua protein yang mana ianya telah pun berjaya menghablur di Bumi. Kedua-dua nya ada-

Pekara Keterangan

Paten 6 paten difailkan: 2 -Malaysia, 4 - luar Negara iaitu 4 hasil penyelidikan di Bumi dan 2 di mikrograviti.Ground : Crystallization of Enzyme and Method for Producing Same.1. P1 20062931 (Malaysia).2. 12/151,045 (USA).3. 12/424897 (USA).4. PCT/MY2007/000043.Space : Crystal Growth under Microgravity Condition.1. PI 20084994 (Malaysia).2. 12/415437.

Penerbitan Penerbitan jurnal - 3.Pembangunan Modal Insan

2 Msc, 1 PhD.


Osaka University, Jepun.Hyogo University, Jepun.


1. Teknik penghabluran protein di Bumi dan Angkasa dengan penyelidik di University Japan, industri dan JAXA.

2. X-ray crystallography analisis antara universiti tempatan dan luar Negara.


1. Penghantaran 12 protein ke Angkasa dengan kerjasama JAXA (bermula 2009 berakhir 2012).

2. Penghasilan Protein sehingga 300L (pre-com) (Special CRDF-MTDC).

Hasil

13 Protein in Space

Makanan Di AngkasaInstitut Penyelidikan Dan Kemajuan Pertanian Malaysia (MARDI).

Objektif : 1. Membangunkan makanan Angkasawan

sesuai untuk Angkasawan Malaysia di ISS dan

mematuhi semua piawaian antarabangsa termasuk

dari segi teknik pembungkusan (space

qualified).2. Mengkaji kesan mikrograviti ke atas

persepsi nilai rasa angkasawan terhadap

makanan Malaysia.3. Memperkenalkan makanan Malaysia

kepada angkasawan daripada negara lain di ISS dan secara tidak

langsung kepada dunia.

Hasil Kajian :1. Tiada perbezaan ketara didapati di antara skor penilaian

rasa bagi 9 produk tersebut apabila diuji oleh Angkasawan di Bumi dan di Angkasa. Ini menunjukkan bahawa mikrograviti tidak memberi kesan kepada

persepsi nilai rasa Angkasawan semasa 4 hari Angka-sawan berada di Angkasa. Penginapan di Angkasa Lepas untuk jangka masa lama mungkin akan

menyebabkan perubahan kepada persepsi nilai rasa Angkasawan.

2. Sembilan produk telah berjaya dibangunkan untuk projek ini iaitu :

a) Produk yang disteril dengan haba dalam pembungkusan aseptik :

• Sate ayam.• Rendang Tok daging lembu.• Nasi himpit beriani ayam.

b) Produk dalam pak plastik tanpa di retort :• Gegelung pisang.• Hirisan mangga kering.• Jeli konfeksi halia.• Bar granola roselle.• Kuih bangkit.• Cip tempe goreng.

3. Produk-produk ini telah berjaya menepati syarat-syarat Agensi Angkasa Rusia dan mendapat iktiraf selamat

untuk dimakan dan sesuai untuk dibawa naik ke ISS.

Satay ayam yang siap dibungkus untuk dibawa ke ISS

Di antara makananyang menepati tahap

piawaian ke ISS

14

apakah mikrograviti? - angkasa | agensi angkasa … mengkaji kesan persekitaran angkasa terhadap...

Documents