Самарские ученые создали космический "климат-контроль" для орбитальной лаборатории "Бион-М" №2

Ученые Самарского университета им. Королёва (вуза-участника национального проекта "Наука и университеты") изготовили и испытали космический "климат-контроль" − комплекс научной аппаратуры "СИГМА-2", с помощью которой во время полета будет создаваться комфортный температурный режим для биообъектов научной аппаратуры в орбитальной лаборатории "Бион-М" № 2, запуск которой предварительно запланирован на 2024 год.

"Работы по созданию комплекса научной аппаратуры "СИГМА-2" полностью завершены. Летный образец аппаратуры прошел приемо-сдаточные испытания и отправлен в ракетно-космический центр "Прогресс" для проведения комплексных испытаний в составе космического аппарата "Бион-М" № 2", - сообщила Любовь Курганская, ведущий научный сотрудник НИИ проблем моделирования и управления Самарского университета им. Королёва.

Научная аппаратура "СИГМА-2" завершает серию из трех комплектов научной аппаратуры, разработанных учеными Самарского университета им. Королёва для орбитальной лаборатории "Бион-М" № 2. Ранее в университете были изготовлены и успешно испытаны космический "градусник" - аппаратура МРТ-2 - и космический полигон для испытаний экстремальной электроники - аппаратура "КАРБОН-2".

"Научная аппаратура "СИГМА-2" предназначена для проведения комплекса медико-биологических экспериментов с культурами клеток in vitro, а также для микробиологических исследований и изучения влияния факторов космического полета на семена и клеточную ткань растений. Аналогов этой аппаратуры в России и за рубежом нет. Функции и задачи научной аппаратуры "СИГМА-2" можно упрощенно сравнить с работой многозонного климат-контроля в автомобиле, когда в разных местах салона машины удерживается различная заданная температура. В течение полета орбитальной лаборатории "Бион-М" № 2 в отдельных блоках аппаратуры "СИГМА-2" будет осуществляться контроль и регулирование температуры в соответствующих биоконтейнерах с целью создания требуемых условий для различных биообъектов − клеточные культуры, микроорганизмы и семена растений", - рассказала Любовь Курганская.

Требуемые для проведения экспериментов условия в научной аппаратуре "СИГМА-2" будут создавать разработанные в университете специальные нагреватели особой формы с электрическими спиралями. За температурой внутри блоков будут следить 15 датчиков. Задача электронной начинки научной аппаратуры "СИГМА-2" – регулирование состава питательной среды для клеточных культур и реализация требуемых температурных циклограмм (в пределах от 5 до 37 градусов выше нуля по Цельсию) как во время самого полета, так и в пред- и послеполетный период, то есть перед стартом, до выхода на орбиту и после посадки на Землю.

Стоит отметить, что космический "климат-контроль" будет обеспечивать комфортную температуру далеко не для всех объектов экспериментов на борту орбитальной лаборатории "Бион-М" №2. Например, семенам редких растений из Ботанического сада Самарского университета, которые также должны отправиться в космос и будут находиться в условиях открытого космического пространства на внешней поверхности космического аппарата, придется выдерживать "контрастный душ" орбитальных температур и радиационную нагрузку самостоятельно. Кстати, в числе этих семян будут потомки – "дети" и "внуки" – тех семян-"космонавтов", которые уже летали в космос в 2013 году на борту космического аппарата "Бион-М" №1.

Подобная аппаратура "климат-контроля", кстати, также разработанная в Самарском университете им. Королева, использовалась на космическом аппарате "Фотон-М" № 4, запущенном в космос в 2014 году. Однако научная аппаратура "СИГМА-2" значительно точнее и сложнее своей предшественницы, у нее больше функций. Например, в первой аппаратуре отсутствовала возможность смены питательной среды, что не позволяло клеточным культурам находиться в нормальных условиях жизнеобеспечения в течение длительного полета. Кроме того, "СИГМА-2" сможет обеспечить условия проведения большего числа экспериментов - 16, а не 12, как в ее предшественнице.

Если сравнивать с аппаратурой "МРТ-2" и "КАРБОН-2", то, по словам разработчиков, аппаратура "СИГМА-2" относится к наиболее сложной и объемной. Ее масса 37 кг, в ее состав входит четыре блока - три блока будут находиться внутри спускаемого аппарата, а четвертый - разместят в контейнере научной аппаратуры на внешней стороне орбитальной лаборатории "Бион-М" № 2. Изготовлена научная аппаратура "СИГМА-2" почти полностью из отечественных электронных комплектующих, импортные в ней только элементы памяти, так как у нас такие не выпускаются.

Кстати, по словам Любови Курганской, выбранная когда-то для названия этой аппаратуры греческая буква "СИГМА" символизирует комплексность и взаимосвязанность запланированных экспериментов.

"СИГМА" для математиков и физиков – это алгебраический знак суммы, и название "СИГМА" тем самым как бы символизирует весь общий комплекс экспериментов, проводимых с помощью этой научной аппаратуры", - отметила Любовь Курганская.

Справочно

"Бион" – серия отечественных космических аппаратов для проведения биологических исследований. С 1973 по 1996 год в космос было выведено 11 спутников данной серии, в космосе побывали несколько десятков видов биообъектов: одноклеточные организмы, растения, насекомые, рыбы, амфибии, черепахи, крысы, обезьяны. В апреле 2013 года был запущен первый модернизированный биологический спутник "Бион-М". В состав "экипажа" вошли мыши, песчанки, гекконы, улитки, ракообразные, рыбы и различные микроорганизмы.

По данным из открытых источников, орбитальную лабораторию "Бион-М" №2 планируется запустить в 2024 году. В космос на месяц должны отправиться мыши, мухи-дрозофилы, грибы, бактерии, клеточные ткани (температуру в контейнерах с мышами и мухами будет обеспечивать другая аппаратура). Основной целью научной программы в проекте "Бион-М" №2 станет исследование биологического воздействия невесомости и высокого уровня космической радиации на живые организмы на системном, органном, клеточном и молекулярном уровнях. Полет будет проходить на высокоширотной орбите высотой около 400 км. Планируется, что именно на такой орбите будет располагаться Российская орбитальная станция (РОС), и полет космической лаборатории "Бион-М" №2 с живыми организмами на борту поможет, в том числе, комплексно оценить безопасность работы на РОС.

"Фотон-М" № 4 – отечественный научно-исследовательский спутник серии "Фотон-М", предназначенный для проведения в условиях микрогравитации экспериментов в области биологии, физиологии, космических технологий. Был выведен на орбиту в июле 2014 года с мухами-дрозофилами, гекконами, микроорганизмами и семенами растений на борту.

Фото: Олеся Орина