КОСМИЧЕСКИЙ АППАРАТ «БИОН-М»

SPACECRAFT «BION-M»

ОКР «Бион-М» выполняется на основании «Федеральной космической программы России на 2006-2015 годы», утвержденной Постановлением Правительства РФ от 22.10.2005 г. № 635. Государственный заказчик ОКР «Бион-М» – Федеральное космическое агентство. Заказчик ОКР «Бион-М» – Российская академия наук.
Космический аппарат «Бион-М» создан во ФГУП ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс» (г.Самара) в рамках Федеральной космической программы и предназначен для проведения в орбитальном полете фундаментальных и прикладных исследований по космической биологии, физиологии и биотехнологии с возвращением результатов экспериментов на Землю.
19 апреля 2013 года в 14 ч. 00 мин. мск со стартового комплекса площадки 31 космодрома Байконур пусковыми расчетами предприятий ракетно-космического отрасли России произведен успешный пуск ракеты космического назначения (РКН) «Союз-2.1.а», предназначенной для выведения на орбиту российского научного космического аппарата (КА) «Бион-М» № 1.
Непосредственная подготовка к запуску ракеты космического назначения «Союз-2.1а» с КА «Бион-М» №1 с момента начала транспортировки из монтажно-испытательного корпуса до пуска составила около двадцати часов.
Интенсивность выполнения графика предпусковых операций была обусловлена необходимостью гарантированного обеспечения жизнедеятельности животных, рыб, насекомых, бактерий и других биообъектов, размещенных в КА «Бион-М» №1.
В соответствии с циклограммой полета в 14.09 мск космический аппарат штатно отделился от третьей ступени ракеты-носителя на целевой орбите и принят управление.
19 мая в соответствии с расчетными данными, после 30-ти суточного полета, в Оренбургской области проведена посадка спускаемого аппарата КА «Бион-М» № 1.
Головная роль в формировании и реализации научной программы полётов «Бион» и «Бион-М» принадлежит Институту медико-биологических проблем Российской академии наук.
Автоматический космический аппарат «Бион-М» является единственным специализированным космическим комплексом в мире, на котором возможно проведение биологических экспериментов с использованием в качестве биообъектов грызунов, что позволяет решать ряд актуальных практических задач по изучению системных реакций организма (скелет, мышцы, сердечно-сосудистая система, нервная система) на действие микрогравитации и искусственной силы тяжести, а также совместного действия на организм радиации и микрогравитации. Подобные эксперименты с использованием грызунов на пилотируемых объектах недопустимы по санитарным нормам.
Комплекс научной аппаратуры КА «Бион-М» № 1 включает 24 комплекта научных приборов, устанавливаемых как внутри, так и снаружи спускаемого аппарата КА «Бион-М» № 1.
Конструкция космического аппарата «Бион-М» № 1 создана с использованием отработанных на КА «Бион» конструкторских и технологических решений, а также с применением современных технических решений, отработанных на других типах космических аппаратов разработки ФГУП ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс».

Конструктивно космический аппарат «Бион-М» состоит из следующих основных частей:
• спускаемого аппарата, предназначенного для размещения научной аппаратуры (в том числе – в контейнерах с открывающимися и закрывающимися крышками) и последующего возвращения её на Землю;
• приборного и агрегатного отсеков, предназначенных для размещения обеспечивающих полёт систем, устройств и аппаратуры.

Вместе с КА «Бион-М» № 1 были запущены и выведены на орбиты попутные полезные нагрузки – малые космические аппараты (МКА) стандарта «CubeSat»:
- МКА «АИСТ» (ГНП РКЦ «ЦСКБ-Прогресс», Российская Федерация);
- МКА «BeeSat-2», «ВееSat-З», «SOMP» (Германия);
- МКА «DOVE-2» (Соединенные Штаты Америки);
- МКА «G.O.D. Sat» (Южная Корея).

Работа объединенной жидкостной двигательной установки позволила КА выйти на рабочую круговую орбиту со средней высотой 575 километров. Новая система жизнеобеспечения была рассчитана на надёжную работу в течение полёта до 45 суток. Система электропитания КА использовала солнечные батареи.
Во время орбитального полета крышки контейнеров с научной аппаратуры для экспонирования образцов биоматериалов были открыты и закрылись перед спуском на Землю. Внутри спускаемого аппарата температура газовой среды поддерживалась в диапазоне от 18°С до 28°С при относительной влажности не более 80%. Система электропитания снабжала бортовую аппаратуру электроэнергией во время предстартовой подготовки, при выведении, в орбитальном полете и в течение суток после приземления. Снаряжение научной аппаратуры и подготовка ее к работе осуществлялась заказчиком научной аппаратуры на космодроме. Информация с научной аппаратуры передавалась на Землю по телеметрической системе.
После выполнения намеченной программы научных исследований была осуществлена подготовка космического аппарата к возвращению на Землю. После включения системы управления движением для ориентации космического аппарата, было производено отделение контейнера с источниками питания. Затем включилась тормозная двигательная установка, которая уменьшила скорость движения космического аппарата до требуемой величины. После отработки тормозного импульса спускаемый аппарат отделился от приборного отсека.
Доставка научной аппаратуры и результатов экспериментов на Землю была осуществлена в спускаемом аппарате с использованием системы мягкой посадки. Вертикальная составляющая вектора скорости при приземлении составила не более 3 м/с.
Поиск спускаемого аппарата производился с помощью радиопеленгационных средств, работающих на участке спуска и после приземления.
После посадки на Землю космического аппарата, на борту которого проводились биологические эксперименты, основной задачей являлось скорейшее извлечение биообъектов, проведение первичного обследования, объем которого зависит от конкретной научной программы исследований, подготовка биообъектов к транспортировке и их сохранная доставка в лаборатории научных институтов. Причем эти работы проводились на месте приземления.
Для обеспечения указанных требований была разработана специальная полевая лаборатория, которая в короткий срок развертывается непосредственно на месте посадки. В рабочих помещениях лаборатории обеспечивается необходимая температура воздуха и состав атмосферы для комфортного содержания животных и работы персонала.
Обследование животных сразу после полета позволяет получать уникальный материал, необходимый для оценки и понимания процессов, происходящих в различных системах организма.
Программа экспериментов на КА «Бион-М» № 1 является уникальной – впервые в мировой практике осуществлены физиологические исследования не только во время орбитального полета, но и на самых критических и сложных этапах — во время пуска и посадки.
На борту космического аппарата находилось 45 мышей и 8 монгольских мышей-песчанок, а также 15 тритонов и улиток. Кроме того, на «Бион-М» № 1 находилось около 40 контейнеров с различными микроорганизмами, а также контейнеры с высшими растениями. Продолжительность полёта составила около 30 суток.
В программу научных экспериментов входили основные направления исследований, такие как биомедицина, гравитационная биология, радиационно-физические и радиобиологические исследования, экзобиология и биотехнология.
Комплекс научной аппаратуры, установленный на КА «Бион-М» № 1, предназначен для изучения фундаментальных закономерностей воздействия факторов космического полета и, прежде всего, микрогравитации и космической радиации на биологические системы.
Исходя из целей и задач экспериментов, весь комплекс научной аппаратуры разбит на три группы:
• научная аппаратура, предназначенная для проведения биомедицинских экспериментов;
• научная аппаратура, предназначенная для проведения экспериментов по гравитационной биологии и биотехнологии;
• научная аппаратура, предназначенная для радиационно-физических и радиобиологических экспериментов.
Биомедицинские эксперименты проводились на мелких лабораторных животных – мышах и гекконах.
Программа «Бион-М» открыла широкие возможности для того, чтобы российский биоспутник вновь стал международной биологической лабораторией в космосе.
К участию в программе «Бион-М» № 1 привлечены зарубежные специалисты, что позволяет в ходе совместной деятельности освоить новые методики исследований и работу на современном научном оборудовании.

В соответствии с «Федеральной космической программой России на 2016-2025 годы» запуск космического аппарата для биологических исследований «Бион-М» №2 запланирован в 2019 году.
Запуск на орбиту российского биоспутника «Бион-М» №2 планируют на 2020 год, сообщил генеральный директор самарского Ракетно-космического центра «Прогресс» Александр Кирилин. Ранее сообщалось, что биоспутник «Бион-М» №2 планируется отправить на орбиту в 2019 году, позже сообщалось о плане на 2022 год.
«В июне 2015 года между Роскосмосом и АО «РКЦ «Прогресс» был заключен государственный контракт на разработку дополнения к эскизному проекту космического комплекса «Бион-М» с космическим аппаратом «Бион-М» №2, предназначенного для проведения фундаментальных исследований в области космической биологии и медицины. В проекте Федеральный космической программы 2016-2025 годы предусмотрено изготовление и запуск космического аппарата «Бион-М» №2 в 2020 году», — сказал Кирилин. Он пояснил, что в настоящее время работает Межведомственная комиссия (при головной научной организации ГНЦ РФ ИМБП РАН) по отбору экспериментов и исследований в проекте космического аппарата «Бион-М» №2.

ХАРАКТЕРИСТИКИ КА «БИОН-М» №1

Масса Ка, кг до 6840
Масса НА, кг (из них возвращаемой НА, кг) до 900 (до 650)
Среднесуточное потребление НА, Вт до 450
Параметры рабочей орбиты, км
Околокруговая со средней высотой 575
Наклонение 64,9°
Время существования на орбите, сут. 30
Уровень микроускорений, g 10-5 – 10-6
Ракета-носитель «Союз-2.1а»
Космодром Байконур

НАУЧНАЯ АППАРАТУРА, УСТАНАВЛИВАЕМАЯ В КА «БИОН-М» № 1:

КОНТУР-БМ Проведение физиологических и биологических исследований на песчанках в условиях космического полета СКБ ЭО при ИМБП РАН
МЛЖ-01 (№ 1, №2, №3) Проведение биомедицинских исследований на мелких лабораторных животных и гекконах с целью научного обоснования новых подходов к медицинскому контролю, медицинскому обеспечению, профилактике неблагоприятных изменений в их организме в космическом полете Санкт-Петербургский филиал «ЭПМ» ФМБА России – СКТБ Биофизприбор
ФРАГМЕНТЁР Проведение исследования процессов микробиологической утилизации органических материалов в условиях космического полета. НПП «БиоТехСис»
Автономные эксперименты (внутри и снаружи СА) Проведение автономных биологических, радиационно-физических и радиобиологических экспериментов в условиях космического полета ГНЦ РФ – ИМБП РАН ОАО «Биохиммаш» БИОКОНТ–Б
Проведение экспериментов по гравитационной биологии и биотехнологии ФГУП ЦНИИмаш
БЕЛКА Проведение экспериментов по выращиванию кристаллов протеина Филиал ФГУП «ЦЭНКИ» – НИИ СК
БИОИМПЕДАНС Получение научных данных о морфофункциональном состоянии культур клеток в условиях космического полета путем мониторинга биоимпедансных характеристик пробы культур клеток СГАУ
ГРАВИТОН Решение задачи оперативного анализа микрогравитационной обстановки на борту КА СГАУ
RIBES Проведение биологических исследований Кайзер-Италия
ОМЕГАХАБ Проведение биологических экспериментов в водной среде Кайзер-Треде

Источники: www.federalspace.ru, samspace.ru , РИА Новости и др.

ГНПРКЦ «ЦСКБ-ПРОГРЕСС»