С момента, как с орбиты вернулись первые живые существа Белка и Стрелка, прошло уже 65 лет. Легендарные собаки-космонавты доказали, что полет человека в космос возможен, а люди с тех пор это многократно проверили. Но воздействие невесомости на организмы продолжают изучать до сих пор. Неужели остались неразрешенные вопросы?
Как появился биоспутник «Бион»
В конце 1969 года СССР приступил к созданию долговременных орбитальных станций. Первая — «Салют-1» — отправилась на орбиту спустя два года. К тому моменту Советский Союз уже отметился достижениями в разных областях космонавтики: и в запуске спутников, и в межпланетных миссиях, и в пилотируемых полетах. Тем не менее наши медики не были до конца уверены в том, что люди, которые, казалось бы, уже облетели Землю, провели несколько суток за ее пределами и даже выходили в открытый космос, смогут перенести длительную экспедицию.
Знаний о том, как факторы космического полета влияют на структуры и функции тканей, органов и физиологические системы организма, не хватало. Поэтому в январе 1970 года стартовала программа «Бион» для проведения биологических исследований на специализированных автоматических спутниках. На их борту предлагалось размещать живые организмы.
Создать такой спутник поручили Куйбышевскому филиалу Центрального конструкторского бюро экспериментального машиностроения (ЦКБЭМ). Специалисты предприятия решили использовать для этого автоматический «Ресурс-Ф» — потомок первых пилотируемых кораблей «Восток». Как и его прототип, в котором Гагарин облетел Землю, он состоял из большого сферического спускаемого аппарата и приборно-агрегатного отсека, но был дополнен отсеком с аккумуляторами.
Координировать проект поручили Институту медико-биологических проблем (ИМБП). Он отвечал не только за реализацию программ экспериментов, но и за заказ необходимой бортовой научной аппаратуры. К проекту привлекли десятки отечественных учреждений, а начиная с 1975 года и зарубежных специалистов из США, Канады, Китая, Франции и многих других стран.
«Бион-1» вышел на орбиту 31 октября 1973 года под общим для всех новых советских спутников названием «Космос-605». На его борту отправили белых крыс, черепах, насекомых, бактерий и грибов. Тот же самый набор живых существ оставался на Земля в макете спутника для контрольного эксперимента.
Итоги полета первого «Биона» подвела газета «Правда», где 1 марта 1974 года вышла статья, рассказывающая о предварительных результатах. Специалисты выяснили, что длительная невесомость воздействует на обменные процессы. Кроме того, они впервые получили в космосе второе поколение насекомых.
Вслед за «Бионом-1» запустили еще десять спутников. В качестве подопытных «пассажиров» выступали одноклеточные организмы и растения, улитки и рыбы, амфибии и рептилии, а также крысы и приматы (макаки). Регулярно эксперименты по программе проводились вплоть до 1997 года, когда свой полет завершил «Бион-11». Накопленный опыт оказался бесценным.
Устройство спутника «Бион-М»
Программу исследований на биоспутниках возобновили спустя 16 лет. Аппарат, названный «Бионом-М», разработал тот же ЦСКБ (сейчас РКЦ «Прогресс»), но рассчитывая на значительно большее время работы на орбите по сравнению с предыдущими миссиями, продолжающимися максимум три недели. Увеличить срок существования аппарата помогли модернизация систем и использование солнечных батарей.
«Бион-М» состоит из спускаемого аппарата (того же гагаринского «шарика»), служебного модуля и платформы средств отделения. Научная аппаратура размещается внутри и снаружи спускаемого аппарата в контейнерах; сверху стоит отделяемая попутная полезная нагрузка.
Больше всего из элементов конструкции выделяется спускаемый аппарат. Его сферическая форма легко распознается на снимках. Таким образом, все «Бионы» можно отнести к потомкам гагаринского «Востока».
Поскольку в спускаемом аппарате находятся живые организмы, внутри поддерживается обновляемая атмосфера с температурой от 18 до 28 и влажностью 40−70%. За это отвечает система обеспечения жизнедеятельности, поглощающая вредные примеси из газовой среды.
Полезный объем спускаемого аппарата остался практически неизменным со времен советских биоспутников. В остальном все новое: и служебный модуль, и двигательные установки, и солнечные панели, и большинство бортовых систем.
«Бион-М» оснащен двигателем многократного (до 50 раз) включения, позволяющим запускать спутники на различные орбиты, расширяя спектр исследования радиации, а также корректировать траекторию в длительных полетах. Помимо основного двигателя, есть четыре блока микродвигателей для ориентации.
Еще одно новшество — радиотелеметрическая система: она собирает, преобразует, запоминает и передает научную информацию на Землю. Причем во второй «Бион-М» дополнительно встроили модуль «Теленаука» для сбора данных о состоянии биообъектов. В него входят 25 цифровых камер для съемки в видимом и инфракрасном диапазонах, а также пять блоков видеорегистрации.
Эксперименты на спутнике «Бион-М» № 2
19 апреля 2013 года в космос отправился «Бион-М» № 1, первым среди всех автоматических аппаратов выполнивший 30-суточный полет с биообъектами на борту. Эксперименты помогли продвинуть исследования основ жизни во Вселенной, но породили новые вопросы. Это стало основанием для подготовки второго спутника — «Биона-М» № 2.
«Бион-М» № 2, как и его предшественник, проведет в космосе 30 суток, только на этот раз на высокоширотной орбите с наклонением 97−98°. Именно здесь в будущем планируют развернуть Российскую орбитальную станцию. В этой области космоса живых объектов еще не было, а радиация тут выше на 30%.
Научная программа полета «Биона-М» № 2 включает 30 научных экспериментов по 10 разделам, хотя в ее основе — комплексное исследование комбинированного биологического действия невесомости и космической радиации на организмы.
На борту спутника проведут опыты с мышами, мухами, клеточными культурами, растениями, семенами, водорослями и микроорганизмами.
Мыши (почти целая колония — 75 особей) размещены в пяти блоках исследования и обеспечения содержания (БИОС), этаких мини-гостиницах. В одном БИОСе — пять трехместных «номеров» с системами кормления, вентиляции, освещения и утилизации отходов. По сравнению с первым «Бионом-М» блоки стали более просторными.
В отдельном контейнере полетит порядка 1500 плодовых мушек-дрозофил. Они плодовиты, быстро развиваются (за месяц можно получить несколько их поколений) и просто разводятся. Сходство генов и молекулярных механизмов с человеческими делает дрозофил полезными для оценки воздействия факторов полета на системы организма на генном уровне.
Для измерения радиации внутри и снаружи спутника установили дозиметры. А в рамках эксперимента «Метеорит-2» в теплозащиту спускаемого аппарата вмонтировали базальтовые камни со штаммами микроорганизмов: они проверят теорию панспермии — возможное занесение жизни на нашу планету из космоса.
На орбиту отправят и эксперименты школьников с муравьями и семенами различных культур — их потом посеют и сравнят с контрольными образцами.
Где смотреть трансляцию запуска
Наблюдать за трансляцией запуска спутника можно в сообществе Роскосмоса в VK.
