Спутник «Бион-1М» — первый с 2007 года российский биоспутник — будет запущен с космодрома Байконур в 14.00 мск пятницы. Ракета «Союз-2.1а» выведет аппарат на круговую орбиту высотой 575 километров. Вместе с «Бионом» в космос отправятся спутник «Аист», созданный студентами Самарского аэрокосмического университета, космические аппараты Beesat-2, Beesat-3 и SOMP, разработанные в Берлинском техническом университете, а также американский спутник DOV-2 для отработки технологий дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ). Через месяц после старта спускаемый аппарат «Биона» с животными и оборудованием приземлится в Казахстане.

На молекулярном уровне

Советские ученые отправляли в космос животных с самого начала космической эры — собака Лайка полетела на орбиту уже на втором в истории искусственном спутнике Земли. Однако, как говорит Ильин, у исследователей остается множество вопросов о влиянии невесомости на живые организмы.

«Мы запустили 11 биологических спутников с 1973 года по 1996 год. Мы запускали и крыс, и рыб, и обезьян, насекомых, растения, микроорганизмы, проводили самые разные исследования. Внешне может показаться, что мы повторяемся, зачем-то опять запускаем грызунов — крыс, а теперь мышей, как перед полетом Гагарина. Но наука не стоит на месте, и сейчас очень широко используются методы молекулярной биологии и генетики», — сказал Ильин, который был одним из руководителей всех 11 программ.

По его словам, раньше ученые не «опускались» ниже клеточного уровня, изучали различные ткани и органы — сердце, мышцы, кости, мозг. В результате было обнаружено, что необратимых патологических изменений в организмах не происходит.

«Но эти исследования проводились с использованием тех методов, которые были доступны тогда. Теперь наша задача — максимально использовать методы молекулярной биологии. С развитием технологий мы можем оценить влияние факторов полета на уровне отдельных молекул и генов. Это то принципиально новое, что отличает эту программу от предшествовавшей программы исследований», — сказал ученый.

Почему не МКС?

На орбите уже много лет работает Международная космическая станция, ранее в космосе была советская станция «Мир», однако российские ученые строят и запускают сложные и дорогие специализированные космические аппараты, вместо того, чтобы просто возить животных на «рейсовых» «Прогрессах» на орбитальные станции. Ильин объясняет это сложностями в совместном проживании космонавтов и подопытных животных, а также тем, что их просто не на чем возвращать на Землю.

«Эксперименты на млекопитающих — на крысах, мышах — требуют сложных систем очистки воздуха от разнообразных микропримесей, чтобы не загрязнять среду обитания человека. Мы делали такие попытки, но системы получались очень громоздкие, занимали бы много места на МКС. Кроме того, их просто нельзя было бы просунуть через переходной люк “Прогресса”, — сказал Ильин.

Кроме того, отметил ученый, все основные исследования делаются уже после полета. “Поэтому для нас главное — вернуть живых животных на Землю, и здесь уже, с использованием дорогостоящей громоздкой аппаратуры их вдоль и поперек исследовать. И тут проблема возврата животных с МКС или с „Мира“. Союз — тесный аппарат, там места просто нет”, — сказал он.

“Для российской космической биологии пока единственным способом проведения исследований на млекопитающих остается создание отдельных аппаратов. Это может быть даже дешевле, чем такой эксперимент на МКС — рабочее время космонавтов очень дорого стоит”, — добавил ученый. Однако он добавил, что проведение биологических исследований на российском сегменте может стать реальным после появления новых модулей — многофункционального лабораторного (МЛМ) и научно-энергетического (НЭМ).

Невесомость на генетическом уровне

Люди летают в космос более 40 лет, проводили на орбите больше года, однако ученые пока не получили достаточно данных, чтобы до конца понять, как влияет на живые организмы жизнь без тяжести. Но Ильин говорит, что человек — неудобный объект для исследования: с людьми можно проводить не все типы исследований, а кроме того, космонавты сопротивляются невесомости.

“После коротких космических полетов космонавты иногда возвращаются в худшей форме, чем после длительных. В коротких полетах космонавты не всегда строго следуют рекомендациям врачей, думая, что серьезные изменения в организме не успеют произойти. А в длительном полете человек рассуждает иначе, он всерьез занимается поддержанием формы. Космонавт Валерий Поляков вернулся из 114-суточного полета в лучшей форме, чем до полета”, — сказал ученый.

“В экспериментах с животными мы можем изучать воздействие невесомости в чистом виде. Именно на это направлен эксперимент с песчанками”, — добавил он.

В космическое путешествие на “Бионе” продолжительностью 30 суток отправятся, в частности, восемь монгольских песчанок. Эти животные уже провели в космосе две недели на аппарате “Фотон-М3” в 2007 году. Теперь ученые, по словам Ильина, смогут оценить эффект более продолжительного воздействия невесомости, оценить, продолжает ли состояние организма ухудшаться под ее влиянием, или происходит стабилизация.

Кроме того, в космос впервые отправятся 45 “генетически чистых” мышей — это так называемые “линейные мыши”. Их геном тщательно контролируется, благодаря чему ученые смогут обнаружить любые генетические изменения. На “Бионе” также полетят ящерицы-гекконы, рыбы, микроорганизмы и растения.

Споры в метеорите

Российские ученые намерены также отправить в космос искусственные метеориты — специальные пластины из базальта с маленькими отверстиями-туннелями, куда помещены споры бактерий. “Метеориты” помещены на наружную поверхность спускаемого аппарата, будут подвергаться воздействию космической радиации и вакуума, а при возвращении на Землю испытают все, что приходится на долю настоящих метеоритов — рост температуры до тысяч градусов, перепады давления, перегрузки.

“Это проверка гипотезы панспермии — могли ли микроорганизмы, споры и лишайники быть занесены на Землю с микрометеоритами и вообще с метеоритами. За рубежом пришли к выводу, работая с лишайниками в открытом космосе, что в принципе лишайники могли быть занесены на Землю откуда-то из космоса”, — сказал Ильин.

Кроме того, в полете на борту “Биона” будет проводиться биотехнологические эксперименты: это, в частности, выращивание кристаллов белка, а также эксперимент по биодеградации. “Это эксперимент „Фрагментер“, он должен ответить на вопрос о том, как избавляться от отходов, которые неизбежно накапливаются в пилотируемых полетах — салфеток, бинтов, одежды. Будет попытка с помощью микроорганизмов эти материалы попытаться как бы растворить, это позволит килограммы и большие объемы приводить в маленькие объемы и маленькие веса”, — сказал ученый.

До радиации очередь не дошла

В экспериментах на борту “Биона” ученые будут исследовать воздействие невесомости, для изучения влияния космической радиации понадобятся другие аппараты.

“Бион” будет работать на орбите высотой 575 километров, здесь уровень радиации примерно в 1,5 раза выше, чем на высоте орбиты МКС — около 400 километров. Но все равно он недостаточен, чтобы вызвать серьезные изменения в организме. Это такой уровень, которым при анализе результатов ученые будут пренебрегать», — сказал Ильин.

По его словам, для серьезных радиобиологических экспериментов понадобится выводить космические аппараты за пределы магнитосферы Земли, на высоты в десятки тысяч километров.