Потомки семян-космонавтов из самарского Ботанического сада, полупроводниковый "спецназ", готовый к самым суровым испытаниям в открытом космосе, и экспериментальная научная аппаратура, созданная учеными Самарского университета им. Королева, успешно выведены в космос на борту орбитальной лаборатории "Бион-М" № 2.
Напомним, ракета-носитель "Союз-2.1б" с научным космическим аппаратом стартовала с площадки космодрома Байконур вечером 20 августа в 20:13 по московскому времени.
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 поддержка 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 университете им. Королева.
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 Самарском университете им. Королева 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 Самарского университета им. Королева 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 градусов. 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 Самарском университете им. Королева 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 Самарском университете им. Королева 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 пленок 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) Самарского университета им. Королева.
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.