Космическая лаборатория "Бион-М" № 2 успешно выведена в космос

В Самарской области уделяется большое внимание развитию науки и технологий. Ранее глава региона Вячеслав Федорищев отмечал, что создание условий для роста инноваций, поддержки научных исследований и привлечения инвестиций в высокотехнологичные отрасли - одна из приоритетных целей, которая обеспечит развитие региона. Для достижения этих целей создаются благоприятные условия для развития стартапов и инновационных проектов, а также поддержки молодых ученых и специалистов.

Аппарат "Бион-М" № 2 создан в самарском ракетно-космическом центре "Прогресс", а часть его научной аппаратуры и оборудования разработаны и изготовлены в самарском вузе. В подготовке научной миссии наряду с учеными со всей России участвовали сотрудники биологического факультета и Ботанического сада университета, Института космического приборостроения и Научно-исследовательского института проблем моделирования и управления.

Программа полета рассчитана на месяц. На борту орбитальной лаборатории находятся мыши, мухи-дрозофилы, грибы, бактерии, клеточные ткани и семена растений из самарского Ботанического сада. Основная цель научной программы - исследование биологического воздействия невесомости и высокого уровня космической радиации на живые организмы на системном, органном, клеточном и молекулярном уровнях.

Для полета на "Бионе-М" № 2 в вузе был заранее сформирован отряд семян-космонавтов - специалисты Ботанического сада отобрали партию семян 25 редких растений, занесенных в Красные книги Российской Федерации и Самарской области.

Отбор проводился по итогам тщательного исследования состояния здоровья семян. В числе отобранных к полету оказались, например, семена таких растений, как володушка золотистая, тюльпан Шренка, пион тонколистный, лазурник трехлопастной, мак прицветниковый, качим жигулевский, асфоделина крымская, прострел обыкновенный, катран сердцелистный и некоторые других виды "краснокнижных" редких растений.

В космическую партию также вошли семена двух растений, которые были выращены из семян, летавших на первом "Бионе-М" в 2013 году и благополучно давших всходы по возвращении на Землю, - это семена гвоздики Андржеевского и льна многолетнего. На орбиту отправились "внуки космонавтов", то есть семена этих растений во втором поколении. По итогам нового полета ученые должны оценить, как пребывание на орбите повлияет на всхожесть семян и послеполетное развитие всходов, а также попробуют проанализировать эффект повторяющегося воздействия космических факторов на поколения растений.

Для измерения температуры в контейнерах с биологическими объектами ученые разработали и изготовили космический "градусник" - комплекс научной аппаратуры МРТ-2 (многоканальный регистратор температур). Он не имеет аналогов в России и за рубежом и полностью собран из отечественных электронных комплектующих.

Приборный комплекс ведет подробный температурный дневник в контейнерах, размещенных на внешней поверхности орбитальной лаборатории в условиях открытого космического пространства (температуру в отсеках с мышами и музами измеряет другая аппаратура). Данные фиксируются в широком диапазоне температур - от минус 150 градусов по Цельсию до плюс 150. Предполагается, что данный приборный комплекс в дальнейшем будет определен в качестве штатной аппаратуры для использования на последующих отечественных орбитальных лабораториях серии "Бион-М".

На борту лаборатории работает созданная в университете научная аппаратура "Сигма-2". С ее помощью создается комфортный температурный режим для различных биологических объектов - клеточных культур, микроорганизмов и семян растений. Работу этой аппаратуры можно упрощенно сравнить с действием многозонного климат-контроля в автомобиле, когда в разных местах салона машины удерживается различная заданная температура.

Требуемые для проведения экспериментов температурные условия создают разработанные в университете специальные нагреватели особой формы с электрическими спиралями. За температурой внутри блоков следят 15 датчиков. "Сигма-2" обеспечивает не только заданные температуры, но еще и регулирует состав питательной среды для клеточных культур.

С помощью созданной в вузе научной аппаратуры "Карбон-2" на борту орбитальной лаборатории пройдут испытания прототипов отечественной космической электроники на основе карбида кремния. Этот полупроводниковый материал по твердости уступает лишь алмазу и нитриду бора и считается наиболее перспективным для применения в электронике, работающей в экстремальных условиях - при высоких температурах, гравитационных перегрузках и под воздействием радиации.

В ходе испытаний будут оцениваться характеристики и работоспособность исследуемых приборных структур в условиях открытого космического пространства. После возвращения космического аппарата на Землю будет проведен анализ полученных данных, который позволит спрогнозировать параметры функционирования новых полупроводниковых приборов в условиях космического полета. Как ожидают ученые, приборы на основе карбидокремниевых плёнок могут оказаться на порядок надежнее, точнее и долговечнее своих аналогов, выпускаемых в настоящее время мировой космической промышленностью, и могут найти применение в дальних космических миссиях, например, при полетах на Марс.

Три комплекта важной технологической и научной аппаратуры для орбитальной лаборатории создали сотрудники Института космического приборостроения (ИКП).

Ученые и инженеры ИКП участвовали в создании важнейшего оборудования биолаборатории - системы жизнеобеспечения (СОЖ). Они разработали для нее блок управления, контроля и коммутации (БУКК СОЖ). Его задача - управлять подачей кислорода и удалением углекислого газа и аммиака, вентилировать подаваемую газовую смесь и контролировать температуру и давление в газовых баллонах. То есть от работы этого оборудования напрямую зависят дыхание и жизнь обитателей орбитальной лаборатории.

Материал подготовлен при поддержке Минобрнауки России в рамках Десятилетия науки и технологий.