Российский биоспутник «Бион-М» № 2 успешно стартовал с космодрома Байконур 20 августа в 20:13 по московскому времени с помощью ракеты-носителя «Союз-2.1б». На его борту в далёкое космическое путешествие отправились разнообразные живые организмы: мыши, мухи, муравьи, различные растения и микроорганизмы. Аппарат направляется на рабочую орбиту высотой 370-380 километров над Землёй, что немного ниже Международной космической станции (МКС).
Основная цель этого уникального эксперимента — изучение воздействия невесомости и повышенного уровня космической радиации на живые организмы. Важной особенностью миссии является выбор полярной орбиты с наклонением 96.62 градуса, где, по расчётам, доза радиации может быть на 30 процентов выше, чем на орбите МКС. Как отметил глава Роскосмоса Дмитрий Баканов, одной из ключевых задач является проверка условий околополярной орбиты, которая может быть использована для будущей Российской орбитальной станции (РОС).
История отправки биоспутников в космос началась в конце 1950-х годов, когда учёным потребовалось оценить влияние космических условий на живые организмы перед полётами человека. Первым биоспутником стал советский «Спутник-2» в 1957 году с собакой Лайкой на борту. Позднее, 19 августа 1960 года, на «Спутнике-5» совершили знаменитый полёт собаки Белка и Стрелка, вместе с которыми летели 40 мышей, 2 крысы и растения.
В 70-е годы XX века Советский Союз запустил новую серию биоспутников под названием «Бион». На них в космос отправлялись обезьяны (макаки-резусы), крысы, мыши, черепахи, песчанки, ящерицы-гекконы, улитки, бабочки, тараканы и огромное количество микроорганизмов. К настоящему моменту было реализовано 11 таких миссий. Также в 2007 году был запущен биоспутник «Фотон». Помимо России, лишь США имеют опыт запуска биоспутников, хотя их было всего три.
Данные, полученные от миссий биоспутников, были тщательно проанализированы в Институте медико-биологических проблем РАН и других научных учреждениях, что позволило значительно улучшить условия полётов для космонавтов.
Новая миссия «Бион-М» № 2 готовилась более десяти лет после полёта «Биона-М» № 1 в 2013 году. У биологов накопилось много новых вопросов, особенно касающихся повышенной космической радиации во время полётов в дальний космос, например, к Луне. Именно поэтому для данной миссии была выбрана полярная орбита.
Космический «Ноев ковчег»
Сам аппарат, который иногда в шутку называют «Ноевым ковчегом», был разработан и создан в самарском РКЦ «Прогресс», а научное оборудование и программу исследований подготовили в Институте медико-биологических проблем РАН.
В качестве «космонавтов» были выбраны 75 лабораторных мышей, 1,5 тысячи мух-дрозофил, образцы мхов, культуры клеток животных и человека, различные микроорганизмы и семена растений. Среди дикорастущих растений в полёт на «Бионе-М» № 2 отправились семена видов, занесённых в Красные книги России: володушка золотистая, тюльпан Шренка, пион тонколистный, лазурник трёхлопастной, мак прицветниковый и другие. Их подготовкой занимались специалисты Ботанического сада Самарского университета им. С. П. Королева. Цель — изучить влияние космических условий на растения и оценить их безопасность для будущей Российской орбитальной станции. Существует предположение, что пребывание на орбите может благоприятно влиять на всхожесть семян и дальнейшее развитие всходов после полёта.
Кроме того, на орбиту отправились перец, помидоры, пшеница, листовые культуры и арабидопсис, подготовленные специалистами Института медико-биологических проблем РАН. Впервые на «Бионе-М» № 2 в космос полетят семена яблонь.
Один из экспериментов, получивший название «Метеорит-2», будет имитировать полёт метеорита в космосе и его падение на Землю. Учёные вмонтировали в теплозащиту спускаемого аппарата фрагменты базальтовой породы со штаммами различных микроорганизмов. После прохождения аппарата через плотные слои земной атмосферы будет оценено, выживут ли эти микроорганизмы после приземления. Таким образом учёные надеются проверить гипотезу панспермии — распространения жизни в космосе с помощью комет и метеоритов.
Помимо экспериментов с животными, растениями и «метеоритами», на борту биоспутника запланирован эксперимент по утилизации отходов. Внутри «Биона-М» № 2 будет установлен инновационный биореактор с микроорганизмами, способными разлагать использованные салфетки, полотенца и другой мусор. Всего на биоспутнике запланировано 30 видов исследований.
Также нашлось место и для детского эксперимента «Экосистема на орбите», подготовленного российскими школьниками. Он представляет собой небольшой прозрачный контейнер из оргстекла с муравьями. В рамках российско-белорусского эксперимента «В космос со своим помидором» на орбиту отправятся семена помидоров.
Главная миссия у грызунов
Все же, ключевыми членами экипажа, которым будет уделено особое внимание, стали мыши. По словам заведующего лабораторией фенотипирования животных ИМБП РАН Александра Андреева-Андриевского, для них в новом спутнике созданы более комфортные условия по сравнению с предыдущим «Бионом-М» № 1. Их цилиндрические «жилые отсеки», вмещающие по три мышонка, были увеличены до 16 сантиметров в диаметре и 12 сантиметров в высоту. Также была добавлена автоматически меняющаяся подсветка, имитирующая смену дня и ночи.
Интересно, что мышей в каютах ничем не закрепляли. Специалисты отмечают, что со временем в условиях невесомости они сами находят способы зацепиться за небольшие выступы и сохранять статичное положение даже во сне.
Учёные используют самцов наиболее распространённой линии грызунов — С57BL/6, доставленных из новосибирского питомника. Перед стартом их разделили на группы: обычные мыши и нокаутные, у которых изменена работа генов, отвечающих за защитные системы организма, особенно в отношении радиации. При этом одни «нокаутные» мыши были генетически модифицированы для большей чувствительности к радиации, другие — для меньшей. Это позволит специалистам проанализировать полный спектр влияния космической радиации на различные типы живых существ. Для регистрации радиационной нагрузки на борту «Биона-М» № 2 установлено несколько специальных дозиметрических приборов как внутри аппарата, так и снаружи.
В течение всех 30 суток полёта мышей будут кормить питательной пастой, содержащей сухой корм (комбикорм с необходимыми витаминами и микроэлементами) и воду. Дозирующее устройство будет выдавать пасту шесть раз в день.
Ещё одна важная деталь: мышата-космонавты, размещённые в специальных «каютах»-биосах шарообразного аппарата за 2-3 дня до старта, имеют возраст всего около 4 месяцев (что эквивалентно 20-25 годам для человека). Почти всем перед полётом под кожу были вживлены датчики для регистрации физиологических показателей: температуры тела и частоты сердечных сокращений. После возвращения на Землю эти данные позволят учёным получить обширную информацию об уровне метаболизма, работе сердца и поведении животных (например, изменение температуры при стрессе).
Поведение животных будет постоянно записываться на видеокамеры, которых в «Бионе» более двух десятков. Полные записи станут доступны после приземления «Биона-М» № 2, однако короткие видео будут передаваться и во время полёта для оперативной оценки благополучия мышей.
