Проверка полярной орбиты: в космос стартовал российский биоспутник «Бион-М» № 2

Проверка полярной орбиты: в космос стартовал российский биоспутник «Бион-М» № 2

Российский биоспутник «Бион-М» № 2 успешно стартовал на полярную орбиту Земли

Мыши, мухи, муравьи, растения, микроорганизмы – отправились в далекое космическое путешествие на биоспутнике «Бион-М» № 2. Его вывела туда ракета-носитель «Союз-2.1б», стартовавшая 20 августа в 20:13 по московскому времени с космодрома Байконур. На момент написания заметки аппарат еще был на пути к своей рабочей орбите – 370-380 километров над Землей, которая расположена чуть ниже МКС. Главная цель этого эксперимента — проверка влияния на живые организмы невесомости и повышенной космической радиации на орбите с полярным наклонением 96.62 градуса.

История отправки в космос биоспутников тянется с конца 1950-х годов, когда ученым потребовалось испытать параметры нахождения живых организмов в космосе перед отправкой туда людей. Первым в мире биоспутником стал советский «Спутник-2», на котором в 1957 году в космос была отправлена собака Лайка. Затем 19 августа 1960-го года на «Спутнике-5» состоялся полет знаменитых собак Белки и Стрелки (с ними путешествовали 40 мышей, 2 крысы и растения).

В 70-е годы XX века наша страна запустила новую программу биоспутников – «Бион». На них в космос летали обезьяны – макаки-резусы, крысы, мыши, черепахи, песчанки, ящерицы-гекконы, улитки, бабочки, тараканы и несчётное число микроорганизмов. К настоящему времени реализовано 11 миссий. Был еще у нас биоспутник «Фотон», запущенный в космос в 2007 году. К слову, из других стран запуском биоспутников могут похвастаться только США, да и то их было всего три.

В Институте медико-биологических проблем РАН и других научных организациях суммировали полученные от биоспутников данные, анализировали их, улучшали, благодаря им условия полета космонавтов.

Новая, только что стартовавшая миссия – «Бион-М» № 2 готовилась к старту более 10 лет, после слетавшего в 2013 году «Биона-М» № 1. К ней у биологов накопилось множество новых вопросов, самый главным из которых связан с повышенной космической радиацией при полете в дальний космос, к Луне. Поэтому и наклонение для него было выбрано полярное, на котором, по некоторым расчетам, доза радиации может быть на 30 процентов выше, чем на МКС. Как сказал на днях в интервью телеканалу глава Роскосмоса Дмитрий Баканов, основная цель эксперимента – проверить условия околополярной орбиты, на которой в будущем, возможно, будет летать наша новая Российская орбитальная станция (РОС). 

                                                  Космический «Ноев ковчег»

Сам аппарат (в шутку его еще называют «Ноев ковчег») разработали и создали в самарском РКЦ «Прогресс», а научную аппаратуру и программу исследований – в Институте медико-биологических проблем РАН.

В качестве «космонавтов» были отобраны 75 лабораторных мышей, 1,5 тысячи мух-дрозофил, мхи, культуры клеток животных и человека, микроорганизмы и семена растений. В частности, из дикоросов полет на «Бионе-М» № 2 совершат семена растений, занесенных в Красные книги России: володушка золотистая, тюльпан Шренка, пион тонколистный, лазурник трехлопастной, мак прицветниковый и другие. Их подготовили специалисты Ботанического сада Самарского университета им. С. П. Королева. Цель – изучить воздействия условий космоса на растения и оценить их безопасность для будущей Российской орбитальной станции. Есть версия, что  пребывание на орбите благотворно влияет на всхожесть семян и послеполетное развитие всходов. 

Кроме того, на орбиту отправятся перец, помидоры, пшеница, листовые культуры, арабидопсис, подготовленные специалистами Института медико-биологических проблем РАН. Впервые на «Бионе-М» № 2» в космос полетят семена яблонь. 

Один из экспериментов должен будет имитировать… полет метеорита в космосе и падение его на Землю. Он так и называется – «Метеорит-2». Ученые вмонтировали в теплозащиту спускаемого аппарата кусочки базальтовой породы со штаммами разных микроорганизмов, чтобы потом, после прохождения спускаемого аппарата сквозь плотные слои земной атмосферы оценить, переживут эти микроорганизмы приземление или нет. Так ученые надеются проверить гипотезу панспермии –  распространения жизни в космосе при помощи комет и метеоритов.

Кроме экспериментов с животными, растениями и «метеоритами», на борту биоспутника планируется провести эксперимент по… утилизации отходов. Внутри «Биона-М» № 2 установят инновационный биореактор с микроорганизмами, которые могут разлагать вышедшие из употребления салфетки, полотенца и прочий мусор. Всего на биоспутнике запланировано 30 (!) видов исследований.

Однако, несмотря на изрядную загруженность, нашлось в нем место и детскому эксперименту «Экосистема на орбите», подготовленному российскими школьниками. Это небольшой прозрачный контейнер из оргстекла с подсаженными в него муравьями. Есть также российско-белорусский эксперимент по отправке в космос семян помидоров «В космос со своим помидором».

                                           Главная миссия у грызунов 

И все-таки главными членами экипажа, которым будет уделено особое внимание, стали мыши. По словам заведующего лабораторией фенотипирования животных ИМБП РАН Александра Андреева-Андриевского, в новом спутнике для них подготовлены более комфортные условия, чем в предыдущем «Бионе-М» № 1. В частности, их цилиндрические «жилые отсеки», в которых разместились по три мышонка, увеличились на несколько квадратных сантиметров, их диаметр теперь составляет 16 сантиметров, а высота – 12 сантиметров. В них также появилась автоматически меняющаяся подсветка, создающая мышам иллюзию дня и ночи.

Любопытно, что мышей в каютах ничем не закрепили. По словам специалистов, замечено, что со временем они сами стремятся зацепиться за какие-нибудь небольшие выступы, даже во сне в условиях невесомости они находят возможность обрести статичное положение.

Ученые используют самцов наиболее распространенной линии грызунов – С57BL/6, доставленных в Москву из новосибирского питомника. Перед стартом их разделили на разные группы: в одну входят обычные мыши, в другую – нокаутные, у которых изменена работа генов, определяющих работу защитных систем организма, в первую очередь в отношении радиации. Причем одних «нокаутировали» при помощи генной инженерии в сторону большей чувствительности к радиации, других – в меньшую. После специалисты смогут проанализировать весь спектр влияния космической радиации на разные типы живых существ. Для регистрации радиационной нагрузки на борту «Биона-М» № 2 будет установлено несколько специальных дозиметрических приборов, причем, не только внутри аппарата, но и снаружи.

Все 30 суток полета мышей будут кормить питательной пастой, совмещающей в себе и сухой корм (его основу составляет комбикорм с полным набором необходимых витаминов и микроэлементов), и воду. Дозирующее устройство будет выдавать пасту 6 раз в день.

Еще одна тонкость. Мышатам-космонавтам, которых рассадили в специальные «каюты»-биосы шарообразного аппарата примерно за 2-3 дня до старта ракеты, всего по 4 месяца от роду (в пересчете на человеческие года это примерно 20-25 летние юноши). Почти всем перед полетом были вживлены под кожу датчики для регистрации физиологических показателей: температуры тела и частоты сердечных сокращений. После возвращения благодаря им ученые будут иметь большой объём данных по этим показателям: от уровня метаболизма и работы сердца до поведения (когда живые существа нервничают, их температура, как правило, растет).

Во время полета поведение животных будут обязательно записывать на видеокамеры, которых в «Бионе» – больше двух десятков. Полные записи с них ученые получат только после приземления «Биона-М» № 2 на Землю, но и во время полета у них будет возможность получать короткие видео, которые позволят оценить все ли у мышей благополучно.