Изобретения для космонавтики обычно кажутся человеку непонятными устройствами, применимыми разве что на орбите или в подготовках к запуску ракет. А ведь на самом деле в нашу повседневную жизнь благодаря изобретателям и целым конструкторским бюро, работавшим на благо освоения ближнего и дальнего космоса, вошли такие полезные вещи, как пылесосы и фильтры для воды. И если первые были лишь доработаны благодаря необходимости использовать беспроводные ручные версии, то вот бытовые фильтры для воды появились как класс! А довольно распространённая марка фильтров "Барьер", которая выпускалась изначально флагманским заводом "Энергия", преобразованным из ОКБ-1 легендарного Королёва!
А при чем тут вирусы?
Но на очистке воды и поверхностей космонавтика не остановилась, создавая так же системы кондиционирования и очистки воздуха, а разработки некоторых из них сейчас помогают общественным учреждениям защищать нас от пандемии!
Каждое новое поколение космических аппаратов имело на борту усовершенствованные системы СОГС – систем обеспечения газового состава. Так, в составе СОГС транспортного корабля «Союз» используются регенератор и поглотитель углекислого газа с газоанализатором, блоком вентиляторов и фильтрами для поглощения вредных газов и пыли. При изменении парциального давления кислорода газоанализатор выдает сигнал на привод исполнительного устройства, который, распределяя газовую смесь между регенератором и поглотителем, регулирует скорость реакции в регенераторе и скорость поглощения углекислого газа и вредных примесей в поглотителе.
Такой стремительный рост технологии фильтрации воздушной среды стимулировал применение космических наработок в повседневной жизни и различных отраслях земной промышленности. СОГС предусматривает в качестве основного источника кислорода регенерационную установку, в которой кислород восстанавливается из воды. Интересна история создания первой подобной установки. Специалистам ОКБ-124 под руководством Г. И. Воронина в конце 50-х годов прошлого века было поручено решить вопрос об обеспечении кислородом космонавтов на космическом корабле «Восток». Решение было выбрано в пользу применения регенерационной установки, но в авиации опыта конструирования и применения регенераторов не было. Тогда с помощью предприятий-разработчиков регенерационных установок для подводных лодок был подобран ее тип и материал, который при прохождении через него влажного воздуха выделял кислород с образованием щелочи. Щелочь вступала в реакцию с углекислым газом и связывала его, превращая в твердое вещество. Ресурс установки – 12 суток, что гораздо больше ресурса системы подачи кислорода первого пилотируемого КА США «Меркурий» (36 часов).
Может ещё и еда из космоса пришла?
А если говорить о еде, то рацион сублимированных продуктов, появившихся в магазинах пришёл именно из космоса. Может не все любят кофе, получившийся после сублимационной сушки, так как производители этого продукта заваривают исходный напиток на свой вкус, но удобство пакетиков и быстрорастворимых напитков никто не отменял, а полезных свойств в них (вопреки скептицизму консерваторов) ничуть не меньше, чем в обычном напитке.Сублимационная сушка продуктов - это удаление влаги из свежезамороженных продуктов в условиях вакуума, что позволяет практически полностью (до 95%) сохранить в них питательные вещества, витамины, микроэлементыи даже первоначальную форму, естественный запах, вкус и цвет. Метод сублимационной сушки позволяет сохранять высокие вкусовые качества и питательную ценность пищевых продуктовпродолжительное время (до 5 лет!) при нерегулярных температурах (от-50до+50С!).
Сублимация продуктов питания исключает применение любых ароматизаторов, красителей и консервантов. Одним из важнейших достоинств сублимации является малая усадка исходного продукта, что позволяет избегать их разрушения и быстро восстанавливать сублимированные продукты, имеющие пористую структуру, при оводнении. Способом сублимационной сушки отлично консервируются фрукты, овощи, молочные изделия, мясо, рыба, супы и каши.
Так а разве это всё не просто усовершенствование уже существовавших земных изобретений?
Во многом любое изобретение – это всего навсего создание новых технических свойств уже существовавшего изобретения, хотя очень редко происходит прорыв в науке и технике, когда из нескольких ранее существовавших устройств, как из конструктора ЛЕГО создаётся агрегат или установка, не имеющая аналогов в мире. Так было с первыми космическими поездами, основанными на реактивном движении, которые изобрёл Циолковский. Но по сути своей, чтобы реализовать этот проект и вывести первого человека в космос Королев и сотоварищи из сначала ГИРД (Группа Изучения Реактивного Движения, хотя они в шутку называли себя Группа Инженеров, Работающих Даром), а затем уже в Опытном Конструкторском Бюро №1 (ОКБ-1) создали на базе изобретений Циолковского ещё несколько своих, чтобы воплотить в жизнь задуманные гением идеи.
От себя я хочу отметить следующие интересные знания, которые я получил из собственного опыта, учёбы и работы на благо развития космонавтики, так как в в большинстве статьей упускают такую немаловажную деталь, без которой никто не может представить современную жизнь! И имя этой детали: спутниковая навигация. На мой взгляд – это самая лучшая на данный момент технология, перешедшая из космоса в повседневность, так как у меня заметно реже начали спрашивать как пройти куда либо, а даже если спрашивают, я могу подсказать дорогу даже в незнакомом районе. Да, не все умеют пользоваться картами, но наверняка все ездят на автобусах, расписание которых теперь становится почти таким же точным как в метро! Ну а таксисты попросту так и продолжали бы возить бедных туристов кругами вокруг вокзала, накручивая счётчик. Зато теперь маршрут можно сверить с навигатором в такси, даже если ничего не понимаешь в этом, да и следить за точностью движения по заданному маршруту! Впрочем можно и метку встречи людей назначить для продвинутых пользователей с точностью до нескольких метров, а с развитием спутниковых технологий мы столкнёмся и с куда более точными гео-данными, доступными для любого смратфона, который теперь и потерять гораздо труднее, благодаря навигации.
Так а о вирусах и пандемии уже всё? Или просто заголовок на злобу дня был?
Однако учитывая всеобщие страхи о текущей пандемии и проблемах со здоровьем из-за вирусных инфекций, давайте разберёмся что же полезного может или уже предложила космонавтика для решения таких глобальных проблем? Тем более, что невозможно представить ничего более глобального в нашем физическом мире, чем космос…
Начнём пожалуй с таких важных кирпичиков нашего тела, как белки, которые отвечают за множество жизненно важных функций человеческого организма, но при этом могут быть подвержены таким нарушениям нормального синтеза белков в организме, как болезнь Альцгеймера, паркинсонизм, болезнь Хантингтона и даже губчатая энцефалопатия крупного рогатого скота, или «коровье бешенство». Столкнувшись с подобными нарушениями специалисты попытались создать лекарства, принцип действия которых был основан на доставке молекул, предназначенных для встраивания в структуру патогенных белков и ингибирования их функции. Но для того, чтобы эффективно работать, молекула лекарственного средства должна точно соответствовать «неправильному» белку, как будто это две части трехмерного паззла. Чтобы изучить структуру молекулы, необходимо вырастить кристаллы белка. Исследователи обнаружили, что легче всего такие кристаллы выращивать в невесомости, где отсутствуют эффекты гравитации и конвекции, искажающие или разрушающие тонкую структуру кристаллов. Космические кристаллы оказались более крупными и совершенными, чем любые из полученных на Земле, и уже позволили получить ценную информацию о лечении мышечной дистрофии Дюшенна.
При всём разнообразии функций, механизм их реализации у белков всегда базируется на высоко специфическом – как у ключа с замком – взаимодействии белка с обрабатываемой им молекулой. Именно эту особенность умеет копировать и взламывать "замок" наших молекулярных структур коронавирус SARS-CoV-2, вызывающий инфекцию COVID-19. Но давайте вернёмся к космонавтике и другим уникальным экспериментам и медицинским исследованиям, которые проводятся на орбите!
Космическая среда вызывает множество изменений в микробных клетках. Самый простой пример — изменение устойчивости к антибиотикам и скорости проникновения в ткани хозяина.
Особый интерес для исследователей инфекционных заболеваний представляет вирулентность (способность микроба вызывать заболевание), что сейчас и происходит по всему миру, заставляя людей переходить на вынужденный карантин и самоизоляцию. Было показано, что в условиях микрогравитации вирулентность увеличивается. Это позволило ученым выявить и идентифицировать те вирусы, которые обладают низкой вирулентностью, чтобы использовать их в качестве основы для производства вакцин. На МКС уже сейчас стремятся улучшить существующие вакцины против стрептококковых бактерий, которые вызывают такие опасные заболевания, как пневмония (опять таки небезызвестный коронавирус), менингит и бактериемия.
На данном примере фактора вирулентности отлично видно, как вирусы, используя структуры белков проникают в здоровые клетки организма, чтобы заразить их своим вредоносным кодом. И именно исследователи космоса эффективно помогают создавать вирусологам и деятелям медицины новые способы борьбы и изобретения в этой области науки, создание которых невозможно было бы представить без условий микрогравитации.
Но зачем нам идеальное здоровье, если мы не можем перестать стареть, а измученные жизнью бренные тела (некоторые уже в 20 лет себя так чувствуют) гораздо сильнее подвержены заражению вирусной инфекцией? Оказалось, что быстрые изменения, которые происходят с человеческим организмом после адаптации к невесомости, представляют собой уникальную модель для изучения процессов старения. Космонавты теряют в массе, изнашиваются их костные ткани, происходит сердечно-сосудистая дегенерация, а бывает и изменения состояния кожи, нашего самого большого органа. Исследования, которые проводились для поддержания здоровья обитателей космической станции, уже привели к разработке нового препарата для лечения остеопороза (ProliaTM от Amgen), и в настоящее время многие эксперименты МКС ориентированы на эту область исследований.
А вот следующее слово поражает даже меня своим строением и смыслом: микрокапсуляция… Что же это за фрукт такой и для чего его исследовать, да ещё и в микрогравитации? Представьте, что вы заполняете крошечный биоразлагаемый микробаллон (размером с эритроцит содержащийся в вашей крови) различными лекарственными растворами, которые можно вводить в кровоток для борьбы с болезнью, вдыхать для лечения бактериальных инфекций легких или доставлять непосредственно в место развития злокачественных опухолей. Так вот именно этот процесс получил название «микрокапсуляция»; разработанный на базе космических исследований, впоследствии он показал потрясающие результаты. Тесты говорят, что несколько доз лекарства, введенного способом микрокапсуляции непосредственно в опухоль предстательной железы, замедлили рост опухоли на 51% в течение трех недель. В другом исследовании было показано, что достаточно двух доз микрокапсул, чтобы уменьшить размер опухоли легких в 43% случаев. После 26 дней снижение размера опухоли было отмечено в 82% случаев, а 28% опухолей полностью исчезли. Столь многообещающие результаты с использованием низких доз лекарства дают этому методу несомненные преимущества в сравнении с традиционными методами терапии рака, такими как химиотерапия. Данные, полученные на МКС, были жизненно важны для разработки технологии создания этих капсул, поскольку под действием микрогравитации разные жидкости (например, масло и вода) распределяются равномерно по всей капсуле. Таким образом, можно получить капсулы высочайшего качества!
Чтобы вам, да и мне было проще понять смысл данных исследований в оригинальной статье, доступной по ссылке: https://naukatv.ru/articles/385, приводят следующий пример, понятный в основном кулинарам или людям, хотя бы немного разбирающимся в плотности жидкостей. Если кто-нибудь из вас хоть раз готовил салат с добавлением масла и уксуса, то он, конечно, знает, что эти жидкости не смешиваются. Масло обладает меньшей плотностью, поэтому находится на поверхности. Чтобы в салате было одинаковое количество обеих жидкостей, надо предварительно встряхнуть бутылку с уксусом и маслом. В скором времени, однако, эти жидкости вновь разделятся из-за действия гравитации Земли. В космосе все не так. Две жидкости по-прежнему не смешиваются полностью, но в отсутствии гравитации маленькие глобулы масла и уксуса равномерно распределяются внутри одной, более крупной глобулы. Это и есть основной принцип микрокапсуляции в условиях микрогравитации.
Что же мешает наладить целое производство полезных медикаментов прямо на орбите?
Можно было бы привести здесь ещё примеры о пользе микрогравитации (невесомости) для изготовления уникальных сплавов металлов или создания низкотемпературной плазмы, однако это вы прочитаете по второй ссылке, либо можете спросить у меня в личных сообщениях! А так же спросите себя о том, какие изобретения перешли из повседневной жизни в космонавтику?
Ответы можете написать в комментариях, а я вам расскажу всего пару слов о моём изобретении: Зонтичном орбитальном модуле. Почему пару слов? Да, потому что и так вам должно было быть понятно, что для такого большого количества исследований, проводимых на МКС, а уж тем более для создания производства, способного в кратчайшие сроки создать вакцину от нового вируса или микрокапсуляционное лечение необходимо избыточное пространство, которого сейчас нет! Все космические агенства мира ломают головы как сделать надувной модуль побольше, я просто предложил создать огромный автоматический зонтик с дополнительным нижним для герметичности, чтобы в пространстве между куполами можно было не только космическую акустику исследовать, но и размещать орбитальные заводы для стольких полезных производств, которым необходима невесомость для достижения лучших результатов и применения их для решения насущных человеческих проблем! Так что всем миром давайте укроемся под моим зонтичным орбитальным модулем, чтобы ни одна новая пандемия не была нам страшна, друзья!
Искренне ваш,
Шалевич (в прошлом Федотов) Дмитрий Вячеславович
Что дальше?
Можете поддержать мои разработки, позвонить или написать в социальных сетях!
https://www.vk.com/dmitriyshalevich
https://www.facebook.com/punk26fun
Сбербанк: привязан к телефону: 89055867492, номер карты: 4276380077039043
Реквизиты ИП ШАЛЕВИЧ ДМИТРИЙ ВЯЧЕСЛАВОВИЧ:
Телефон: 89055867492
Карта: 5534 2000 2098 4217
ИНН: 771477408057,
ОГРН: 317774600383890,
КПП ,
Р/С: 40802810400000226966,
Банк: АО "ТИНЬКОФФ БАНК",
БИК: 044525974,
К/С: 30101810145250000974
Реквизиты Альфа-Банка (на QR-коде):
ЛАБОРАТОРИЯ БАРЬЕР НЕИЗВЕСТНОСТИ
Номер счёта: 40702810501600012675
Валюта: Рубли
ИНН: 5044118601
Банк: АО «АЛЬФА-БАНК»
КПП: 504401001
БИК: 044525593
Кор. счёт: 30101810200000000593
