«Бион-М» №2: от загадки происхождения жизни до помидоров в космосе

История биоспутников «Бион» насчитывает уже более полувека. Она началась тогда, когда в СССР начались работы по созданию долговременных орбитальных станций («Салют-1» – «Салют-7» и «Мир»). Тогда еще почти ничего не было известно о том, как долговременный космический полет влияет на работу всех систем и тканей организме. В 1970 году ЦК КПСС и Совет министров СССР издали Постановление о проведении биологических исследований на спутниках «Бион» для медицинского обеспечения космических полетов разной продолжительности и разного назначения. Головной организацией проекта стал Институт медико-биологических проблем Минздрава СССР (сейчас – ИМБП РАН).

За 23 года – с 1973 по 1996-й – в космос отправилось 11 биоспутников, которые носили название «Космос» или «Бион», каждый из которых осуществлял очень интенсивную программу экспериментов. Эти полеты продолжались от 5 до 22,5 суток, а «пассажирами» спутников стали самые разнообразные организмы – от одноклеточных существ до насекомых, рыб, амфибий, рептилий, крыс и даже макак-резусов. Помимо этого, на спутниках летали клеточные культуры, ткани и даже яйца птиц.

В XXI веке перед учеными встали новые задачи: планируются новые, длительные полеты в других условиях – на Луну, к Марсу, к поясу астероидов), что будет сопровождаться пребыванием в других радиационных и электромагнитных условиях – экипаж МКС все равно находится внутри магнитного поля Земли, которое защищает от большей части частиц космических лучей. Поэтому программа «Бион» возобновилась в новой серии аппаратов – «Бион-М».

Первый «Бион-М» совершил свой полет с 19 апреля по 19 мая 2013 года, став первым в истории космическим аппаратом, совершившим 30-суточный автоматический полет с живыми существами на борту.

Отправившийся в космос «Бион-М» №2 тоже будет летать около 30 суток, однако по совершенно другой орбите, так называемой высокоширотной орбите, почти что над полюсами Земли – с наклонением 96,62 градуса и высотой от 370 до 390 километров, почти как у строящегося «сменщика» МКС – Российской орбитальной станции (РОС).

На высокоширотной орбите не сильно выше общий радиационный фон, по сравнению с МКС, однако иной состав частиц и другой электромагнитный профиль.

Научная программа второго «Биона-М» очень обширна. На борту – 19 единиц научной аппаратуры и множество живых организмов. При этом, едва ли не впервые – «на борту» - отчасти – это и в буквальном смысле. Дело в том, что, помимо всех других экспериментов, в рамках эксперимента «Бион» будет проведена экспериментальная проверка гипотезы панспермии, согласно которой жизнь могла быть занесена на Землю из космоса в метеоритах (эксперимент с шифром «МЕТЕОРИТ» будет изучать возможность выживания биообъектов в минеральной толще имитатора метеорита на обшивке спускаемого аппарата).

Все эксперименты программы, которых будет проведено не один десяток, делятся на десять категорий.

Эксперименты с животными. Космическая «классика»: в космос летят мыши (аппаратура позволяет взять с собой 75 мышей и содержать их в течение 35 суток в пяти блоках с разными вариантами питания), а также дрозофилы – за полет может смениться три поколения насекомых.

Эксперименты с культурами клеток человека, в которых будут изучаться особенности влияния факторов космического полета на рост и дифференцировочный потенциал стволовых клеток, а также на транскриптом стромальных клеток человека.

Эксперименты с растениями, культурами растительных клеток, семенами и водорослями.

Эксперименты с микроорганизмами («космонавтами» станут грибы почвенной ризосферы, энтеробактерии и стафилококки – типичные представители микрофлоры человека).

Экзобиологические эксперименты: помимо уже описанного «МЕТЕОРИТА», будет изучаться влияние космических условий на синтез и устойчивость биоорганических молекул на минеральных подложках (очередная попытка понять, как возникла жизнь), изменения в структуре ДНК чистых культур бактерий и протистов, влияние условий полета на биопрофили грибов и лишайников.

Биотехнологические эксперименты – изучение того, как в космосе бактерии утилизируют органические субстраты, а также влияния космического полета на микробные топливные элементы.

Исследования и эксперименты по космическому материаловедению: выращивание кристаллов белков.

Радиобиологические эксперименты и радиационные исследования – изучение биологически значимых характеристик космического излучения на орбите, на которой будет летать РОС.

Физические и технические эксперименты – испытание высокостабильного бортового источника ИК-излучения на основе сплава висмута и индия, влияние факторов открытого космического пространства на тонкопленочные структуры и другое.

И очень важная десятая группа – четыре школьных эксперимента: российско-белорусский школьный эксперимент «В космос со своим помидором» и российские эксперименты «Экосистема на орбите», «Искусственная замкнутая экосистема в космосе» и «Космические семена».

Редакция благодарит пресс-службы ИМБП РАН и Роскосмоса за помощь в подготовке материала