Симуляторы ГНСС компании Spirent

GSS8000

Имитатор Spirent серии GSS8000 был разработан с целью удовлетворения всех потребностей исследователей и разработчиков, вовлеченных в спутниковые навигационные системы. 

Симуляторы ГНСС компании LabMate

LabMate L1 CA

ГНСС симулятор, обладающий: 14 каналами код L1 C/A, система GPS. Симулятор обладает возможностью задания сценариев и т.д.

Симуляторы ГНСС компании LabSat

ГК-04

Научная аппаратура ГК-04 предназначена для проведения биомедицинских исследований на гекконах Phelsuma ornata с целевой задачей изучения влияния микрогравитации на организм взрослых животных, половое поведение и эмбриональное развитие геконов Phelsuma ornata в двухмесячном орбитальном эксперименте. Этот космический эксперимент получил наименование «Размножение» (ранее, на этапе подготовки он назывался «Геккон-Ф4»), его постановщики – Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Научно-Исследовательский Институт Морфологии Человека РАМН (ФГБУ «НИИМЧ» РАМН) и ФГБУН ГНЦ РФ ИМБП РАН. Малые размеры, выносливость и относительная неприхотливость к условиям содержания делают гекконов очень привлекательным объектом для орбитальных исследований, а их биологические особенности позволяют адекватно оценить влияние факторов космического полета на организм и поведение позвоночных животных, но задача осуществить в космосе их размножение привела к тому, что из всего многообразия их видов был выбран вид Phelsuma ornata (Mauritius ornate day gecko, фелзума украшенная). Гекконы «украшенные фелзумы» в природе живут в стеблях бамбука, на поверхность которых изнутри приклеивают яйца. Они впервые успешно летали в одномесячном орбитальном эксперименте на КА «Бион-М» №1 в мае-июне 2013 года. И с точки зрения условий двухмесячного полёта на борту КА «Фотон-М» №4 избранный вид гекконов имеет ряд преимуществ сравнительно с другими видами, а именно:

• небольшие размеры и вес (10÷12 см и примерно 5 граммов),  
• способность прикрепляться к стенкам террариума;
• способность питаться в течение нескольких поколений пастообразными питательными искусственными смесями на основе фруктов и злаков, при этом отклонений от нормы не возникает, а способность к размножению сохраняется  в течение нескольких поколений;
• они требуют для размножения условий, которые можно воссоздать в эксперименте на борту КА;
• приклеивание отложенных яиц;
• продолжительность их инкубационного периода при оптимальных условиях составляет – 60÷65 дней;
• невысокая агрессивность, которая может быть сведена к минимуму тщательным подбором группы и условий содержания.

В полёт должны отправиться один самец и от трех до пяти самок гекконов. Полётный контейнер изнутри обшит картоном, внутри него расположены бамбуковые трубки-укрытия для прикрепления яиц и для сведения к минимуму возможных агрессивных проявлений. В соответствии с биологическими особенностями гекконов этого вида контейнер оснащен кормушкой и поилкой для гекконов. Средний температурный режим в контейнере должен поддерживаться на уровне 28-30°, не опускаясь ниже 26°, при этом необходимая влажность не должна быть ниже 70%. Кроме того, для успешного спаривания животных необходимо достаточное освещение, которое в норме составляет 1000 лк (причём освещённость является принципиальным условием, поскольку при недостатке света фелзумы темнеют, становятся малоподвижны и, по наземным наблюдениям, сексуальное поведение животных в таком состоянии невозможно). Для проведения цветной видеосъемки в контейнере установлена видеокамера. Планируемый режим видеосъёмки:

• в течение всех первых 48 часов после начала полёта,
• затем – на каждые третьи сутки (что отвечает времени открывания кормушки) – на протяжении 12 часов. Аналогичные условия - с отсрочкой на согласованное с постановщиками космического эксперимента время - создаются в контейнерах для группы отложенного синхронного контроля, которая будет наблюдаться  на базе ГНЦ РФ ИМБП РАН.

Научная аппаратура ГК-04  разработана и изготовлена в  виде единого блока «БИОС ГК-04» – блока исследования и обеспечения содержания гекконов.

Эта аппаратура обеспечивает:

• шестичасовое кормление гекконов в суммарном объеме 5 мл один раз в трое суток эксперимента (что достаточно для этих животных),
• принудительную вентиляцию постоянным направленным воздушным потоком клетки БИОС ГК-04;
• хранение отходов жизнедеятельности шести гекконов в общем объёме камеры и двух сборников отходов БИОС ГК-04;
• освещенность белым светом камеры БИОС ГК-04 в режиме «день» - на уровне пола не менее 1000 лк,
• освещённость белым светом камеры БИОС ГК-04 в режиме «ночь» - на уровне пола – 5 лк;
• две комфортные температурные зоны, размещённые в противоположных углах пола камеры БИОС ГК-04 (температура радиаторов комфортных зон в камере БИОС ГК-04 находится в диапазоне от 31 до 32°С только в дневное время,  в ночное время нагреватель радиаторов комфортных зон выключен);
• размещение пяти укрытий с длиной (100±5) мм и диаметром (28±2) мм, выполненных из дуба, в камере содержания гекконов на боковых стенках и на полу.

Таким образом, в результате выполнения КЭ «Размножение» должны быть решены задачи:

• создание условий для полового поведения, копуляции и размножения гекконов в орбитальном эксперименте;
• видеорегистрация  полового поведения гекконов этого вида в условиях космического полёта и возможной откладки яиц, обеспечение максимальной вероятности выживания яиц, которые могут быть отложены в ходе эксперимента;
• проведение послеполётных гистологических и иммуногистохимических исследований, которые позволят выявить возможные структурные и метаболические изменения в организме взрослых животных, а также особенности отложенных яиц и онтогенеза зародышей;
• проведение микротомографических исследований проксимальных хвостовых позвонков совершивших космический полёт гекконов;
• проведение анализа поведения гекконов по материалам видеорегистрации;
• оценка возможности использования и разведения гекконов вида Phelsuma ornata в многолетних космических экспериментах.

Основной целью этой программы является совершенствование научного обоснования новых подходов к медицинскому контролю, медицинскому обеспечению, профилактике неблагоприятных изменений в человеческом организме, происходящих во время космического полета. 

Способ возвращения результатов космических экспериментов

Результаты КЭ возвращаются на Землю вместе с научной аппаратурой – это лабораторные животные (гекконы) и отложенные ими яйца, а также видеозапись их поведения. В полёте на Землю передаётся краткая телеметрическая информация о состоянии работы научной аппаратуры.

БИОКУЛЬТИВАТОР

Научная аппаратура БИОКУЛЬТИВАТОР предназначена для изучения процесса биодеградации полиэтиленовой пленки микроорганизмами без внесения дополнительных ингредиентов и принудительного удаления продуктов метаболизма в условиях космического полета (КЭ «Биотрансформация»). Постановщиком КЭ «Биотрансформация» является ФГБУН ГНЦ РФ ИМБП РАН, участие в эксперименте принимают ОАО Институт «Прикладной биохимии и машиностроения» (ОАО "Биохиммаш") и специалисты ООО НПП «БиоТехСис». В результате эксперимента будет дана оценка эффективности микробной декомпозиции биодеградируемого полимера в условиях космического полета, определён химический состав продуктов биодеградации и сделаны предварительные выводы о возможности микробной доочистки жидких продуктов первичной биотрансформации.

Научная аппаратура БИОКУЛЬТИВАТОР представляет собой емкость со штуцерами (биореактор), встроенную в корпус-термостат. Для перемешивания используется магнитная мешалка. Для стабилизации температуры в процессе эксперимента используется встроенный термостат. Управление процессом осуществляется при помощи блока управления и питания, встроенного в корпус-термостат. Объем камеры биореактора составляет 180 мл. НА БИОКУЛЬТИВАТОР функционирует в автоматическом режиме после установки на борт. После подключения к бортовой сети научная аппаратура работает в «спящем» режиме, а после выведения спутника на рабочую орбиту происходит запуск по установленной дате и времени режима термостатирования, периодически включается режим перемешивания; а через 60 суток полёта установка переходит в «спящий» режим. (Режим перемешивания должен включаться на 1 час каждые сутки полёта. Скорость перемешивания равна 1 обороту в секунду. Термостат стабилизирует температуру биореактора при +26°С и выключается при превышении указанной величины.)

В настоящее время отсутствуют технологии утилизации отходов в пилотируемых космических средствах. А эта задача вскоре приобретёт особенную актуальность при начале создания цикла технологий, предназначенных для пилотируемых межпланетных полетов. В ходе этих полётов количество отходов будет накапливаться в линейной прогрессии из-за отсутствия возможности их утилизации (существуют определённые ограничения по вопросам «космического мусора» на межпланетных траекториях). Поэтому необходимо создание надежных технологий по утилизации этих отходов на борту с образованием продуктов утилизации, дополняющих возможности применяемых в настоящее время регенеративных и физико-химических систем жизнеобеспечения. Приоритетными технологиями в данном направлении является аэробная или анаэробная термо - и мезофильная микробная деградация и последующая аэробная или анаэробная доочистка жидких продуктов биодеградации. Объектом исследований в эксперименте «Биотрансформация» являются культуры аэробных бактерий, осуществляющие микробную декомпозицию биодеградируемого полимерного материала, используемого в качестве упаковочного средства. Результатом ферментации биодеградируемого полимерного материала должно быть уменьшение сухой массы субстрата, прирост биомассы и наличие жидких продуктов биотрансформации в составе культуральной жидкости. Под влиянием микрогравитации и космического излучения микроорганизмы-биодеструкторы с высокой вероятностью изменят свои ферментационные свойства, соответственно, вероятны изменения в динамике процессов декомпозиции, качественного и количественного состава метаболитов микробных культур. Исходя из данных, полученных в ходе предложенного эксперимента, можно будет судить о возможности и эффективности микробной декомпозиции полимерного упаковочного материала в условиях будущих пилотируемых полётов.

Способ возвращения результатов космических экспериментов

Результаты КЭ возвращаются на Землю вместе с научной аппаратурой – это полученный биоматериал, а также записи данных основных характеристик проведённых в космосе операций (в запоминающем устройстве). В полёте на Землю передаётся краткая телеметрическая информация о температуре внутри контейнеров и о состоянии функционирования научной аппаратуры.

БИОКОНТ-ФЭ

Научная аппаратура БИОКОНТ-ФЭ предназначена для проведения космических экспериментов с микроорганизмами. Постановщиками этих экспериментов являются ОАО «Биохиммаш», ФГБУН ГНЦ РФ ИМБП РАН и ГНЦ РФ ФГУП Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов (ГосНИИгенетика), в экспериментах участвуют специалисты ФГУП ЦНИИмаш.

Комплект НА БИОКОНТ-ФЭ состоит из четырёх блоков, в которых имеются полости для размещения чашек Петри и пробирок Эрлиха с биоматериалами. Размещённый биоматериал находится при стабилизированной температуре 28±0,5 ºС, причём половина каждого вида биоматериала находится в полостях, экранированных от магнитных полей. Для определения поглощённой дозы радиации в аппаратуре размещаются литий-фторные дозиметры ДТГ; а для определения дозы вторичного ионизирующего излучения – нитрат-целлюлозные плёнки марки СН-85 Кодак. Аппаратура размещается внутри спускаемого аппарата КА «Фотон-М» №4.

В полёте будут исследоваться:

• хозяйственно-ценный штамм бактериальной культуры Rhodococcus globerulus, растущий на плотной и жидкой средах, который является продуцентом ферментативного комплекса, расщепляющего углеводороды нефти. Ранее проведённые космические эксперименты показали, что у космических штаммов этой культуры наблюдаются полезные изменения продуктивных характеристик. Ожидается, что будут получены модифицированные, более активные штаммы-деграданты разливов нефтепродуктов. На их основе будут созданы ферментативные комплексы для рассева препарата на разливах нефти и нефтепродуктов. Повышение активности и долгосрочной стабильности свойств штамма позволит улучшить процессы дезактивации загрязнений нефтепродуктами производственных и природных территорий, что способно качественно повысить экологическую защищённость (космический эксперимент «Биодеградация»);
• хозяйственно-ценный штамм грибной культуры Phialocephala fortinii, растущий на плотной и жидкой средах, который является продуцентом биостимуляторов роста растений. Ожидается, что будут получены модифицированные более активные штаммы-продуценты. Повышение активности штамма позволит повысить скорость созревания и урожайность сельскохозяйственных культур, что важно для территорий «областей рискованного земледелия», к которым относятся большинство сельскохозяйственных площадей нашей Родины. Также нужно отметить, что подобные биостимуляторы позволят ускорить рост декоративных растений, в частности – газонов на спортивных площадках (космический эксперимент «Биостимуляция»);
• научно- и практически значимая для сравнительно молодого направления в биотехнологии электрогенная бактерия Shewanella oneidensis MR-1, которая является рабочим телом в микробных источниках электрического тока. Ожидается, что генетически модифицированные мутанты этой бактерии будут иметь повышенный уровень генерации электрического тока, процесс при этом будет более стабилен во времени. Несмотря на то, что такие источники тока пока маломощные (удельная мощность единичной ячейки – 40÷250 Вт/м³), у них есть потенциал развития, что позволяет надеяться на будущее использование результатов планируемого космического эксперимента при подготовке выпуска нового класса серийных источников тока (космический эксперимент «Электроген»);
• актуальная задача совершенствования системы жизнеобеспечения (СЖО) на космических аппаратах, в частности – переработки продуктов метаболизма животных и человека будет решаться в ходе впервые проводимого в космосе эксперимента «Раллстония» - в нём будет экспонироваться в условиях космического полёта и гипомагнитной среды бактериальная культура Rallstonia metallidnеcas, выделенная из объектов окружающей среды, при этом основным компонентом субстрата является мочевина. Есть ожидания, что в результате эксперимента удастся повысить эффективность СЖО. 

Способ возвращения результатов космических экспериментов

Результаты КЭ возвращаются на Землю вместе с научной аппаратурой – это прошедшие экспонирование в специальных условиях образцы биологических объектов. В полёте на Землю передаётся краткая телеметрическая информация о состоянии работы научной аппаратуры.

ИМ-ФМ

Научная аппаратура ИМ-ФМ предназначена для регистрации микроускорений внутри спускаемого аппарата во время орбитального полета. Проводимые с помощью этой научной аппаратуры измерения получили то же наименование, что и сама научная аппаратура - КЭ «ИМ-ФМ». В ходе этого эксперимента будут проведены измерения как методом прямого видеонаблюдения – регистрацией траектории движения и взаимодействия со стенками кюветы трёх твёрдых пробных частиц из латуни диаметром 5 мм, находящихся в свободном движении внутри ограниченного объёма кюветы при воздействии на стенки корпуса кюветы (с закреплёнными на общем с ним основании записывающими камерами) остаточного ускорения уровня не более 10^-2g, так и измерения с традиционно используемых комплектов трёхосных датчиков микроускорений (прецизионные ёмкостные акселерометры), установленных на неподвижной и подвижной частях научной аппаратуры ВИБРОЗАЩИТА. Постановщиками КЭ являются ФГУП ЦНИИмаш и ФГБУН Институт прикладной математики РАН имени М.В.Келдыша.

Научная аппаратура ИМ-ФМ состоит из:

• акселерометра на платформе ИМ-ФМ-ПЛ;
• акселерометра на стойке ИМ-ФМ-СТ;
• блока управления и регистрации БПУ ИМ-ФМ.

При включении научной аппаратуры ИМ-ФМ начинает работать система измерения микроускорений, располагающаяся в блоке ИМ-ФМ-ПЛ, и система управления и регистрации БПУ ИМ-ФМ. Одновременно включается система регистрации микроускорений, располагающаяся в блоке ИМ-ФМ-СТ.

Блок ИМ-ФМ-ПЛ фактически является акселерометром, который представляет собой модель свободно движущегося тела и состоит из:

• кубической кюветы из органического стекла с пробными телами,
• системы освещения и видеорегистрации,
• системы инициирования свободного полёта пробных тел.

Для измерения микрогравитации в течение полета была выбрана схема со свободным полетом пробного тела и измерения отклонения его движения от прямолинейного и равномерного относительно борта КА. Система регистрации на протяжении всех циклов включения НА записывает видеоинформацию со свободным перемещением пробных тел сферической формы, когда они свободно двигаются внутри кюветы без контакта со стенками. С помощью электродвигателя происходит инициирование свободного полета пробных тел через механическое воздействие на кювету, встряхивающее её через определенные промежутки времени. Система видеорегистрации позволяет получать изображение в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, что является достаточным для последующего восстановления трехмерного движения конкретного пробного тела.

Блок ИМ-ФМ-СТ – это «виртуальный» акселерометр на стойке, а фактически - блок записи информации из научной аппаратуры ВИБРОЗАЩИТА по двум каналам одновременно. По первому каналу с этой научной аппаратуры поступает информация из трёхосного комплекта датчиков виброускорений (ёмкостные акселерометры), установленного на подвижной части виброзащитной платформы, изолированной от прямого действия бортовых вибраций, по второму каналу – с аналогичного комплекта датчиков на неподвижной части виброзащитной платформы. Таким образом, в энергонезависимой внутренней памяти блока ИМ-ФМ-СТ сохраняется информация об уровне вибрационного фона на борту космического аппарата, а также о работе научной аппаратуры ВИБРОЗАЩИТА и самого блока ИМ-ФМ-СТ.

В результате выполнения КЭ «ИМ-ФМ» ожидается получить сведения об уровне вибрационного фона на борту космического аппарата, полученные стандартным средством измерения (ёмкостным акселерометром) и методом наблюдения траектории перемещения свободных пробных тел, а также сделать выводы об эффективности работы НА ВИБРОЗАЩИТА. В ходе полёта будут определены вектора остаточного ускорения и угловой скорости в месте крепления НА, будут собраны исходные данные для разработки методики калибровки на борту КА низкочастотных высокоточных акселерометров и датчиков угловых скоростей, материалы эксперимента могут использоваться как учебно-демонстрационный материал.

Способ возвращения результатов космических экспериментов

Результаты измерений остаточных микроускорений в запоминающем устройстве возвращаются на Землю вместе с научной аппаратурой. В полёте на Землю передаётся краткая телеметрическая информация о состоянии работы научной аппаратуры.