Реклама

новият руски научен спътник бион-1м в средата на миналия месец
Мисия: Bион-1М


Новият руски научен спътник "Бион-1М."

В средата на миналия месец, Русия успешно изведе в орбита нов научен спътник. Този сателит не е предназначен да изучава обектите на астрономията, астрофизиката или планетарните науки, каквито са повечето научни апарати изстреляни от космическите агенции, а вместо това неговата цел е съвсем друга. Новата руска мисия е предназначена, да изследва организми, поставени в условията на космоса. Веднага трябва да споменем, че подобен тип мисии са изключително важни, защото резултатите които генерират, в крайна сметка са ключови за много аспекти от пилотираната космонавтика и съвременната медицина. Именно затова, големите космически агенции през историята на цялата космонавтика, традиционно отделят ресурси изпращайки най-разнообразни биоексперименти в космоса.
Увеличаване Общ изглед на космическия апарат "Бион-1М". Фотография Роскосмос



Руската космическа програма, наследявайки мощната съветска такава, също не прави изключение. Новата мисия "Бион-1М" е част от цяла серия подобни космически експерименти "Бион", които са изстреляни през отминалите десетилетия. Тук е публикувана хронологията на всички мисии с кратка справка на организмите които са извели в космоса.

Експерименталните проучвания с животни са важен и често единствен метод за получаване на множество биологични отговори възникващи при излагане на човешкия организъм на екстремни фактори, които често се срещат в практиката на авиацията, космическите изследвания или изобщо по този начин се изучава екстремната физиология и медицина. Такива изследвания допринасят за установяване на опасностите и спомагат за разработването на предпазни мерки.

Въпросите които възникват са изключително разнообразни, заради което биоекипажите на тези мисии също са разнообразни. Бион-1М също не прави изключение и на борда на апарата се намира истинска зоологическа градина - специална порода мишки, гущери, риби и други безгръбначни. Освен това на борда се возят богата гама от бактерии, микроорганизми, мъхове, лишеи и други по-висши растения.

Научната програма се състои от четири основни части. Първата част е посветена на влиянието безтегловността върху физиологията на животните. Въз основа на резултатите ще се разработят нови технологии относно човешкия живот при нулева гравитация. Втората част е посветена на изучаването на влиянието на космоса върху биологията на микроорганизмите и растенията, както и техните общности. Тези данни ще са много интересни, защото те ще разкрият възможността за съществуване на организми в най-различни места из Вселената, като Марс, ледените луни в слънчевата система или на далечни екзопланети. Третата част се състои от най-разнообразни биотехнологични експерименти. Четвъртата част е набор от експерименти, необходими за решаването на радиационната безопасност на новите пилотирани космически кораби.

Всеизвестно е, че характерната черта на дългосрочните космически мисии са неблагоприятните физиологични ефекти на дългия престой на човешкия организъм в условията на безтегловност. В тази насока, биомедицинската наука която се прави на борда на "Бион-1М" е насочена към клетъчните и молекулярните механизми, като и изучаване мозъчната дейност на бозайниците при отсъствие на гравитация.

Оказва се, че липсата на гравитация засяга почти всички части на човешкия организъм. Въпреки това, най-чувствителни към този фактор са четири физиологични системи, в които за съжаление възникват драматични промени, които влошават поведението, здравето и функционалността на астронавтите след завръщането им на Земята. Това са промените в централната нервна система заедно със сензорните апарати, сърдечно-съдовата система, опорно-двигателната система и общи промени които се изразяват най-вече с влошаване на водния и минералния метаболизъм.

Изучаването на тези промени е цел номер едно на "Бион-1М", а насочените експерименти са върху специална порода мишки. Целта е да се изучат физиологичните адаптации на тези животни за един продължителен 30-дневен космически полет. Това от човешка гледна точка може да изглежда малко, но от "миша" не е. 30 дни е значителен период от техния живот, което ще окаже драматично влияние върху техните невронни и молекулни механизми управляващи различни физиологични системи. Освен това, е предвидено изследването на клетъчните и молекулярните промени които ще настъпят в различни техни органи и тъкани (включително промени в вътреклетъчни сигнални пътища, промени в модела на гените, обмена на протеините и др. хранителни вещества), което ще стане с най-новите технологии. Обект на изучаване също са поведението и двигателната активност на останалата разнообразна гама от животни в условията на безтегловност.

Монголските мишки са малки животинки, затова не са толкова взискателни по отношение на жизнено място. Това позволява да се сведат до минимум животоподдържащите системи. Те са много по-устойчиви в сравнение с обикновените мишки и плъхове поставени при неблагоприятни условия на околната среда. Ако притежават постоянен достъп до храна, те могат да останат дълго време и без вода. Това ги прави добра цел при провеждане на морфологични изследвания, определяне метаболизма на водата, солите, физиологични изследвания на рецепторните системи и т.н.

Опитите с тези мишки на борда на "Бион-1М" включват общо 79 научни експерименти, разработени от учени от Руската академия на науките и Академията на медицинските науки, институти, университети и други висши учебни заведения. Освен това участие са взели и специалисти от Украйна, САЩ, Франция, Италия и Германия. Програмата също така включва един експеримент, предложен от учени от Института за атомна енергия на Република Корея.

Освен общата физиология, Бион-1М изучава и промените които настъпват на клетъчно и молекулно ниво в следствие липсата на гравитация. Важно е да се спомене, че засилването на тези изследвания допринася за появата на модерни молекулярни биологични техники. За да изпълни тази научна задача, разработената програма предвижда експерименти върху култури от микроорганизми и микробни асоциации, както и върху по-висши растения. Благодарение на това, очакванията са нови научни области като планетарната карантина, астробиологията, космическите биотехнологии, регенеративните животоподдържащи системи и физиология да напреднат значително следващите години.

Заради това, на Бион-1М се провеждат редица микробиологични експерименти, целящи определянето на възможността за оцеляване на различни микроорганизми и лишеи при излагане на открито пространство. Освен това, обект на изучаване е и степента на оцеляване на различни топлолюбиви култури, когато са изложени на открития космос или преминават през високите слоеве на атмосферата. Може би най-интересния експеримент ще бъде така наречените "изкуствени метеорити". Това са специални парчета от базалт прикрепени към корпуса на апарата. Между слоевете на камъка живеят спори и бактерии, които ще преминат през огнените условия при навлизането в атмосферата. При завръщането им на земята ще бъде проверено как им е въздействала космическата радиация и вакуумът. Освен това те ще дадат информация за случващото се с истинските метеорити при преминаване през земната атмосфера.

Освен това се изучава и въздействието на космическите полети върху свойствата на висшите растения. Изобщо микробилогичните изследвания са много и ако трябва да ги разгледаме всички, просто няма да можем, част от тях са строго научни и изискват специализирани знания по биохимия и др. природни науки. Достатъчно е да споменем, че голям интерес за научната общност представляват абиотичните проучвания, това е синтез на органични вещества при отсъствие на организми. Синтеза на комплексните съединения, включително природни полипептиди и нуклеотиди са сред най-важните резултати. Това са основните връзки към по-сложните молекули, като аминокиселинните мономери, които са предвестниците на аминокиселините. Оказва се, че сложността на изходните съединения нараства, когато са подложени на космическата радиация, което доказва положителния ефект на космическа енергия върху био-органичните молекули. Тези резултати са ключови за всички, които искат да знаят как се е зародил животът на Земята и може ли това да стане на останалите космически тела, които познаваме.

За следващата серия експерименти, нивото вече става академично, но изглежда че обект на изследването ще са специална порода мъхове, които имат потенциала да виреят в извънземна среда, може би на Марс. Освен това се изследват растежа и делението на клетки на висшите растения в условия на безтегловност. Освен мъховете ще се изследват и свойствата на по-полезни растения като плодовия бял трън, маточината, китайската магнолия и др. От тези растения се правят множество лекарства и обекта на проучванията са изменението степента на синтез на активната съставка в условията на космоса. Преди всичко, от новите биотехнологични изследвания на Бион-1М ще се разработят технологии за рециклиране, които са необходими за дългосрочните космически полети.

Освен микробиологията, новата руска мисия е посветена и на биотехнологията. Това е една от най-бързо развиващата се индустрия, която до голяма степен зависи от космическите изследвания. Това се дължи на няколко причини. Опитите в космоса се извършват под влиянието на различни фактори които на земята не съществуват. Това са микрогравитацията, йонизиращите лъчения, множеството електромагнитни лъчения, както и самия вакуум, които позволяват по-дълбоко разбиране на фундаменталните физични процеси, които влияят върху ефективността на биотехнологиите, прилагани на Земята. Като правило, по време на биотехнологичните процедури се използват материали, които са значително различни по плътност и в гравитационното поле на Земята се наблюдават ефекти като утаяване или плавателност.

В космоса, тези ефекти се премахват и там намаля броя на факторите, влияещи върху работата на процесите и качеството на продуктите. Това позволява уникалната възможност да се изследват механизмите на биотехнологичните процеси. Ролята на биотехнологиите в различните сектори на икономиката, в частност здравеопазването, селското стопанство и околната среда е огромно.

Последната, но не маловажна цел на руския биосателит е изучаването на космическото йонизиращо лъчение и последиците от него върху организмите. Космическия кораб се движи по почти кръгова орбита около Земята с наклон 62.8 º и височина 595 km. В следствие повишената активност на Слънцето през 30 дневния полет, организмите ще получат десетки и стотици пъти радиация повече от обикновената дневна доза на Земята.

Инсталираното оборудване предоставя изключително добри възможности за следене на радиационната физика. По този начин могат да се изучат в подробности първичните космически лъчения и вторичната радиация която поражда, когато ускорените частици взаимодействат с материала изграждащ кораба. Тука вече можем да се похвалим. На борда на апарата работи и българския инструмент "РДЗ Б3-Бион-М", предназначен да следи радиационните нива в космоса. Ето тук е публикувана таблица с пълния набор от научни инструменти и експерименти, които в момента работят в космоса.

Високия наклон на орбитата означава повишена радиация спрямо предходните подобни мисии. Новите данни ще покажат влиянието на тази радиация върху живите организми. Това ще предостави допълнителна информация за разработване защитите на космическите кораби, както и повишаване сигурността на астронавтите по време на открити дейности.

Стартовата маса на космическия кораб е 6840 кг и той ще прекара в орбита 30 дни. Стартът беше осъществен на 19-ти април от космодрума в Казахстан с ракетата носител "Съюз 2". Това означава, че съвсем скоро спускаемата почти кръгла капсула се очаква да се приземи и съответно всичките организми да бъдат подложени на щателни изследвания, което както стана ясно е изключително важно за съвременната бионаука и медицина.

Любопитното е че, освен Бион, ракетата носител е извела в космоса още 6 космически апарата: "Аист", създаден от студентите на аерокосмическия университет в гр. Самара; германските сателити "G.O.D.Sat", "Beesat-2", "Beesat-3" и "SOMP", както и американския спътник "DOV-2".

През следващите години, Русия ще осъществи още няколко подобни мисии. Дори съществува проект за един наистина междупланетен полет "Возврат-МК", който се очаква да транспортира животни на 200 000 км от Земята. Този биоапарат ще пресече почти цялата магнитосфера на Земята.

Накрая тук е поместена красива галерия от снимки и сайтът на биосателитът, където съществува много богата и специализирана информация за мисията.


  • 2845
  • 0
  • May 15, 2013

Коментар
Подобни публикации