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
