Капсула W-1 компании Varda Space Industries приземлилась в штате Юта 21 февраля 2024 года после почти восьми месяцев в космосе. А вместе с ней прибыли кристаллы противовирусного препарата, выращенные на орбите. Это лекарство под названием ритонавир используется для лечения ВИЧ и гепатита. Но зачем такие сложности — ведь доставка материала и произведенных в космосе препаратов обратно на Землю стоит немалых денег? Разберемся в статье.
Varda Space Industries
Частная американская космическая исследовательская компания со штаб-квартирой в Эль-Сегундо, Калифорния, основанная в январе 2021 года Уиллом Бруи и Делианом Аспаруховым. Первый — бывший инженер-электрик из SpaceX, второй же — представитель венчурного фонда Founders Fund.
Первое поколение своих космических аппаратов компания начала проектировать еще в 2021 году. Их цель — транспортировка и обработка материалов на орбите в условиях микрогравитации и последующая доставка фармацевтических препаратов обратно на Землю.
«Обработка материалов в условиях, близких к невесомости, характерных для космоса, создает уникальную среду, которую невозможно воспроизвести на Земле», — говорится на сайте Varda. «Гравитация влияет на многие химические процессы, включая то, как мы делаем лекарства. Микрогравитация подавляет конвективные потоки, плавучесть и седиментацию, а полученные кристаллы более однородны по размеру и структуре».
Первый 300-килограммовый космический аппарат Varda стартовал в июне 2023 года, а вернуться должен был в середине августа. Однако Федеральное управление гражданской авиации США — Federal Aviation Administration (FAA) — не согласовало возврат аппарата, и тому пришлось остаться на орбите на восемь месяцев. Наконец, лицензия была получена, и 21 февраля капсула вернулась на Землю.
Зачем делать лекарства в космосе
К середине ХХ века число космических миссий заметно увеличилось, а вместе с ними начала развиваться практика доставки лекарств для астронавтов прямо на орбиту. Проект «Аполлон» в конце 1960-х — начале 1970-х годов начал использовать сумки с лекарствами, в которых находились препараты от укачивания и обезболивания в форме таблеток и капсул, а также назальный спрей.
Сейчас космические аптечки содержат более 190 различных препаратов, а исследование потребления лекарств на МКС показало, что в среднем на каждого члена экипажа приходится по четыре принятых лекарства в неделю, чаще анальгетики, сосудосуживающие средства и снотворные.
Регулярное пополнение медицинских запасов — дело непростое. Шаттлы, доставляющие на МКС запасы и оборудование прибывают в строгой последовательности, поэтому экстренно доставить на орбиту закончившийся препарат не получится. Да и доставочные миссии иногда проваливаются. А что будет, когда пилотируемые корабли полетят на Луну или Марс — туда просто невозможно вовремя доставить медикаменты. Обеспечить запасы на несколько лет вперед — тоже не всегда возможно. У лекарств попросту закончится срок годности. Поэтому тема производства медицинских препаратов прямо на борту очень актуальна.
А что же с точки зрения земной фармакологии
Без гравитации конвекция — подъем более теплой и менее плотной жидкости над более холодной и плотной жидкостью — прекращается. Осаждение, то есть выпадение растворенного вещества в осадок при добавлении определенных реагентов или изменении физико-химических условий — невозможно. Плавучесть становится неважной. Диффузия — единственный способ, которым могут перемещаться молекулярное тепло и вещества. Такие условия просто немыслимы на Земле.
Производство лекарств в космосе даст возможность получить вещества, которые очень сложно или невозможно создавать на нашей планете из-за действия гравитации. Вне земного притяжения частицы в жидкости не образуют комков, что увеличивает срок годности препаратов и повышает их усвояемость организмом.
Еще пример: кристаллизация белка — это сложный процесс, требующий строго контролируемых условий. Перенасыщенный раствор белков медленно превращается в твердые кристаллы, качество и размер которых определяются экспериментальными условиями. Многие белки плохо кристаллизуются в типичной лаборатории.
А благодаря микрогравитации выращенные в космосе кристаллы белка крупнее и имеют меньше дефектов, чем полученные на Земле.
Кроме того, низкая гравитация создает благоприятные условия для производства искусственных органов из «биочернил». На Земле при биопечати необходимо использовать различные добавки, чтобы поддерживать структуру органов, в условиях же невесомости они не требуются. А значит, в космосе проще создавать, например, трубчатые и полые органы: сосуды, мочевой пузырь и сердце.
Когда начнут делать лекарства в космосе
Сейчас в космосе не так много места для экспериментов — по сути только МКС, на борт которой хотят попасть многие, чтобы проводить там исследования.
К тому же, к каждому эксперименту приходится готовиться в течение нескольких лет, пересматривая процедуры, проводя тестовые запуски, уменьшая размер и количество оборудования, чтобы минимизировать вес полезной нагрузки. Ведь доставка одного килограмма груза на аппаратах SpaceX стоит от $6000.
И даже попав на МКС, исследователи часто не находят решения. Каждый эксперимент может оставить после себя больше вопросов, чем ответов. И вновь понадобится несколько лет на доработку и подготовку к новой миссии.
Однозначного ответа на вопрос, когда же заработают фармацевтические фабрики в космосе, пока нет. Но компания Varda не останавливается на достигнутом и 14 января 2025 года запустила вторую капсулу W-2 с полезной нагрузкой на орбиту.
