Shopping Cart
The organic foods products are limited
Sub Total:
$240.00
Total:
$240.00
The organic foods products are limited
Изучению влияния микрогравитации на температурные характеристики фазовых переходов низкотемпературных эвтектических сплавов (в готовящемся космическом эксперименте - чистого галлия) посвящена экспериментальная программа «Калибр» из двух космических экспериментов (КЭ) на основе научной аппаратуры КАЛИБР. В ходе космического эксперимента будет выполняться циклический процесс «плавление – кристаллизация» галлия (Тпл.=29,75 ºС) с повтором не менее 10 раз. Результаты экспериментальной программы «Калибр» - прецизионно измеренные характеристики фазовых переходов плавления/кристаллизации галлия – необходимы для бортовых устройств калибровки высокоточных радиометров теплового ИК-диапазона, которые нужны в создаваемой в настоящее время Глобальной Системе Наблюдения Земли (GEOSS). Постановщиком КЭ является ФГУП «ВНИИ оптико-физических измерений» Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии РФ, в подготовке и реализации КЭ участвуют специалисты ФГУП ЦНИИмаш.
В тепловом блоке (ТБ) научной аппаратуры КАЛИБР осуществляется термоциклирование, обеспечивающее последовательную кристаллизацию и плавление находящегося в нём галлия. В ходе космического эксперимента производится управление режимом работы ТБ (нагревом, охлаждением, термостабилизацией) и выполняются прецизионные измерения температуры в окружённой галлием полости ТБ.
Способ возвращения результатов космических экспериментов
Результаты КЭ возвращаются на Землю вместе с научной аппаратурой – это видеозапись наблюдаемых процессов, а также информация о характеристиках процессов в запоминающем устройстве. В полёте на Землю передаётся краткая телеметрическая информация о состоянии работы научной аппаратуры.
Научная аппаратура ВИБРОЗАЩИТА предназначена для изоляции установленной на ней научной аппаратуры от фоновых вибраций внутри спускаемого аппарата КА «Фотон-М» №4 во время его орбитального полета. Постановщиками КЭ «Виброзащита» являются ФГУП ЦНИИмаш и ФГБУН Институт проблем механики РАН имени А.Ю.Ишлинского.
На виброзащитной платформе монтируются акселерометры. Собственно в составе НА ВИБРОЗАЩИТА находятся два блока и кабель:
Как уже упоминалось выше (в описании состава технических устройств научной аппаратуры ИМ-ФМ), для решения целевой задачи КЭ «Виброзащита» - определения эффективности разработанной пассивной виброзащитной платформы - используется блок ИМ-ФМ-СТ, функционально входящий в состав научной аппаратуры ИМ-ФМ.
КЭ «Виброзащита» проводится c целью изучения функциональных возможностей разработанной пассивной виброзащитной платформы для обеспечения защиты работы научной аппаратуры от фоновых бортовых вибраций. Задачами КЭ является снятие и последующий анализ вибрационных характеристик платформы, данных акселерометров для оценки эффективности работы используемых в научной аппаратуре Виброзащита виброизолирующих узлов, выполненных по схеме «пружинный крест».
Научная аппаратура ВИБРОЗАЩИТА имеет два режима работы:
Виброзащитная платформа состоит из:
Подвижная платформа соединена с основанием с помощью виброизолирующих узлов, выполненных по схеме «пружинный крест». Для жёсткой фиксации подвижной платформы во втором режиме работы платформы служит система арретиров, состоящая из четырёх моторов с фиксаторами.
Полученные результаты космического эксперимента будут использованы при разработке виброизолируемых бортовых технологических установок следующего поколения, предназначенных для проведения экспериментов по космическому материаловедению.
Способ возвращения результатов космических экспериментов
Результаты КЭ возвращаются на Землю вместе с научной аппаратурой – это данные наблюдаемых процессов, а также информация об их характеристиках в запоминающем устройстве. В полёте на Землю передаётся краткая телеметрическая информация о состоянии работы научной аппаратуры.
Научная аппаратура КСКМ решает задачи мониторинга поля бортовых микроускорений и исследования возможности их снижения системой электромагнитов во время всего орбитального полета КА «Фотон-М» №4 (для проведения оперативного расчета низкочастотной составляющей микроускорения в диапазоне значений от 10-4gо до 10-7gо на текущий момент времени по измерениям вектора магнитной индукции геомагнитного поля и данным состояния кинематических параметров КА - вектора угловой скорости вращения, вектора местоположения и вектора скорости - и формирования компенсирующего момента на уровне 1% от расчетного), а также вести слежение за магнитной обстановкой внутри спускаемого аппарата КА «Фотон-М» №4.
Для решения этих задач разработаны программно-аппаратные средства контроля состояния и компенсации микроускорений (КСКМ), в состав которых входят:
В состав НА КСКМ входят:
В состав программной телеметрической информации включены данные, необходимые для мониторинга поля бортовых остаточных микроускорений на борту КА, а также параметры для анализа работоспособности НА.
Сформированная телеметрическая информация передается каждые сутки на Землю по каналам и обрабатывается средствами АРМ КСКМ, которые входят в состав аппаратуры, которой располагает группа обеспечения экспериментов на территории ЦУП ЦНИИмаш.
На средствах АРМ КСКМ устанавливается специальное программно-математическое обеспечение, позволяющее:
Способ возвращения результатов космических экспериментов
По радиоканалу в сеансах передачи телеметрической информации, а также в виде записей в запоминающем устройстве, возвращённом на Землю в составе научной аппаратуры внутри спускаемого аппарата.
Научная аппаратура БЕЛКА предназначена для получения совершенных по структуре монокристаллов белков, пригодных для рентгеноструктурного анализа, получения биокристаллических пленок из объемного раствора на подложках с использованием эффекта искусственной эпитаксии. В результате проведения полёта должна получить дополнительную квалификацию На БЕЛКА и должны быть отработаны в условиях космического полёта методики кристаллизации большого количества (по наименованиям) белков в интересах фундаментальной и прикладной биологии, медицины, фармакологии и микроэлектроники.
Эта научная аппаратура представляет собой автоматическую установку, обеспечивающую проведение исследований по выращиванию кристаллов белков методами жидкостной диффузии и диффузии из газовой среды при прецизионном поддержании заданных температурных условий кристаллизации.
Она делится на две составляющих, в свою очередь включающих следующие основные части:
В научной аппаратуре БЕЛКА обеспечивается постоянная температура термостатирования модулей кристаллизации во время хранения и на всех фазах проведения эксперимента в диапазоне температур от +4°С до +20оС.
В космических экспериментах на борту КА «Фотон-М» №4 будут кристаллизоваться в общей сложности тридцать белков – то есть запланировано проведение тридцати космических экспериментов научной программы «БЕЛКА». Примеры изучаемых белков:
Постановщиками космических экспериментов являются Институт кристаллографии РАН/Филиал ИК РАН – НИЦ КМ и НИЦ «Курчатовский институт», в эксперименте принимают участие специалисты ФГУП «ЦЭНКИ»-НИИСК.
Способ возвращения результатов космических экспериментов
Результаты КЭ возвращаются на Землю вместе с научной аппаратурой – это данные наблюдаемых процессов кристаллизации белков, а также информация о характеристиках процессов в запоминающем устройстве. В полёте на Землю передаётся краткая телеметрическая информация о состоянии работы научной аппаратуры.
Научная аппаратура КРИСТАЛЛ предназначена для получения высокосовершенных кристаллов белков способом температурного управления процессом кристаллизации. Постановщиком шести планируемых КЭ является Научно-исследовательский центр «Космического материаловедения» - филиал Института кристаллографии РАН (г. Калуга). Эта научная аппаратура реализует способ температурного управления процессами кристаллизации белка. Управление температурой влияет на растворимость белка и скорость роста кристаллов, оставляя другие параметры кристаллизации (концентрацию белка и осадителя, объём) неизменными. При этом с помощью локального понижения температуры в объеме раствора белка можно регулировать количество зародышей и скорость роста кристаллов, и тем самым сделать процесс кристаллизации белков управляемым и воспроизводимым. В земных условиях этот метод обеспечивает приближение к диффузионному массопереносу, а в условиях невесомости – чисто диффузионный механизм массопереноса при исключении конвекций любого вида с прецизионной ±(0,1–0,2)°C локальной стабилизацией температуры и управлением ею в ходе процесса кристаллизации, что создаёт условия самоорганизации молекул белка при встраивании их в кристаллическую решетку и позволяет реализовать высокое совершенство выращиваемых кристаллов. При этом в невесомости появляется возможность оптимизировать массоперенос, обусловленный возникновением концентрационной неоднородности вокруг растущего кристалла. Отсутствие конвекции в процессе кристаллизации позволяет также минимизировать влияние вибраций на процессы кристаллизации.
Научная аппаратура КРИСТАЛЛ выполнена в виде моноблока, состоящего из трех функциональных блоков:
Научная аппаратура КРИСТАЛЛ обеспечивает заданную температуру всего раствора капилляра и в локальной точке в диапазоне (4 ¸ 40)о С, при этом точность поддержания заданного значения температуры составляет ±0,1оС. Научная аппаратура обеспечивает регулируемый нагрев и охлаждение с необходимой в данных экспериментах скоростью, в диапазоне (1¸1,5)о С/мин. Продолжительность непрерывной работы установки при проведении одного эксперимента не превышает 1000 часов. Эксперименты проводятся полностью в автоматическом режиме. Запуск научной аппаратуры производится путем передачи управляющих команд из бортового компьютера или по командам с Земли, предусмотрена возможность накопления и передачи информации по телеметрии на Землю.
Для проведения шести космических экспериментов программы «Кристалл» в качестве объекта исследований выбраны кристаллы белка лизоцима – фермента, разлагающего бактериальные стенки, реализующего таким образом иммунные функции живых организмов. Этот белок часто используется в качестве модельного материала для изучения процессов выращивания кристаллов белков, поскольку условия его кристаллизации хорошо изучены в наземных лабораториях.
Таким образом, в полёте КА «Фотон-М» №4 будут проведены эксперименты по получению в космосе кристаллов белков высокого структурного совершенства методами жидкостной диффузии, диффузии из газовой среды и новым для получения белков в космосе методом «направленной кристаллизации». Полученные в космосе кристаллы белков предполагается использовать для фундаментальных исследований, которые могут стать основой будущей разработки лекарственных препаратов методом так называемого «драг-дизайна», а также найти применение в интенсивно развивающейся биоэлектронике и молекулярной медицине.
Научная аппаратура КРИСТАЛЛ обеспечивает заданную температуру всего раствора капилляра и в локальной точке в диапазоне (4 ¸ 40)о С, при этом точность поддержания заданного значения температуры составляет ±0,1оС. Научная аппаратура обеспечивает регулируемый нагрев и охлаждение с необходимой в данных экспериментах скоростью, в диапазоне (1¸1,5)о С/мин. Продолжительность непрерывной работы установки при проведении одного эксперимента не превышает 1000 часов. Эксперименты проводятся полностью в автоматическом режиме. Запуск научной аппаратуры производится путем передачи управляющих команд из бортового компьютера или по командам с Земли, предусмотрена возможность накопления и передачи информации по телеметрии на Землю.
Для проведения шести космических экспериментов программы «Кристалл» в качестве объекта исследований выбраны кристаллы белка лизоцима – фермента, разлагающего бактериальные стенки, реализующего таким образом иммунные функции живых организмов. Этот белок часто используется в качестве модельного материала для изучения процессов выращивания кристаллов белков, поскольку условия его кристаллизации хорошо изучены в наземных лабораториях.
Таким образом, в полёте КА «Фотон-М» №4 будут проведены эксперименты по получению в космосе кристаллов белков высокого структурного совершенства методами жидкостной диффузии, диффузии из газовой среды и новым для получения белков в космосе методом «направленной кристаллизации». Полученные в космосе кристаллы белков предполагается использовать для фундаментальных исследований, которые могут стать основой будущей разработки лекарственных препаратов методом так называемого «драг-дизайна», а также найти применение в интенсивно развивающейся биоэлектронике и молекулярной медицине.
Способ возвращения результатов космических экспериментов
Результаты КЭ возвращаются на Землю вместе с научной аппаратурой – это данные наблюдаемых процессов кристаллизации белков, а также информация о характеристиках процессов в запоминающем устройстве. В полёте на Землю передаётся краткая телеметрическая информация о состоянии работы научной аппаратуры.
Научная аппаратура БИОКОНТ-Б2 предназначена для исследования фототропических реакций побегов мха и ростовых паттернов гаметофитов мхов в условиях космического полёта - невесомости, проникающей космической радиации и искусственно создаваемой гипомагнитной обстановки. В ходе экспериментальной программы с использованием научной аппаратуры БИОКОНТ-Б2 будут исследоваться два вида мхов: Physcomitrellapatens и Ceratodonpurpurens. Будут проведены два космических эксперимента - «Грависенсор» и «Фитопротеомика».
КЭ «Грависенсор» посвящен исследованию фототропической реакции на освещение проростков мха белым, дальним красным, красным, синим светом по специальной циклограмме, при этом будет продолжено изучение особенностей реагирования растений на свет разной длины волны для выявления оптимальной чувствительности фототропической реакции.
Задачами проведения КЭ «Фитопротеомика» является продолжение исследований роста растений при отсутствии освещения в условиях микрогравитации, когда грави- и фоточувствительные рецепторы ростовых клеток не возбуждаются. В итоге проведения КЭ «Фитопротеомика» будут определены формы и величины прироста массы мха в зависимости от вида мха.
Постановщиками этих космических экспериментов являются специалисты ФГБУН ГНЦ РФ ИМБП РАН и МГУ совместно со специалистами ФГУП ЦНИИмаш.
Аппаратура представляет собой модернизированные биоконтейнеры НА БИОКОНТ-Б, которые успешно прошли лётные испытания в полёте КА «Бион-М» № 1.
Освещение растений ведётся светодиодами; при этом используются пять боковых базовых светодиодов и три верховых. Вид растений снимается пакетами кадров, включение которых регистрируется телеметрически.
Сигналы с камер записываются поочерёдно двумя видеорегистраторами.
Расшифровка механизма фототропических реакций растений позволит обеспечить оптимальные условия для выращивания растительной продукции в земных и космических оранжереях, а также целенаправленно проводить селекцию сельскохозяйственных культур. Уже полученные в космических экспериментах результаты свидетельствуют о важности данного направления исследований как для фундаментальной, так и практической биологии.
Способ возвращения результатов космических экспериментов
Результаты КЭ возвращаются на Землю вместе с научной аппаратурой – это данные видеонаблюдений за биообъектами, а также информация об их характеристиках в запоминающем устройстве. В полёте на Землю передаётся краткая телеметрическая информация о температуре внутри контейнеров и о состоянии функционирования научной аппаратуры.
Научная аппаратура ФЛЮОР-П предназначена для проведения исследований кинетики внутриклеточных параметров клеток человека и животных в условиях микрогравитации. Целевые задачи экспериментальной программы «Флуотрек» на основе этой аппаратуры: исследование динамики изменения состояния внутриклеточных систем при действии факторов космического полета; многопараметрический флуоресцентный анализ состояния иммунокомпетентных клеток in vitro в условиях микрогравитации. Постановщик шести планируемых экспериментов в рамках программы «Флуотрек» – ГНЦ РФ ИМБП РАН, эксперимент проводится с участием специалистов ЗАО «СКБ ЭО при ИМБП РАН». Актуальность этой космической экспериментальной программы обусловлена тем, что ранее проведённые космические эксперименты позволяли выполнить только послеполетный анализ возвращаемого биологического материала, не проводилась динамическая регистрация каких-либо клеточных параметров в течение длительного периода времени, при этом многие механизмы гравитационной чувствительности клеток остаются неясными. Исследование влияния микрогравитации на внутриклеточные параметры, отражающие интегральные характеристики функционального состояния клетки, такие как состояние митохондрий и система внутриклеточной рН-регуляции, а также анализ влияния температурного режима на динамику функционального состояния клеток при различных гравитационных нагрузках (этапы полета), позволяет приблизиться к более глубокому пониманию процессов, происходящих в клетках, экспонированных в условиях микрогравитации. В качестве объекта исследований в данном эксперименте используется суспензионная культура лимфоцитов человека, выделенных из периферической крови человека непосредственно перед проведением эксперимента.
Оценка влияния микрогравитации и других факторов космического полёта на состояние исследуемого биоматериала осуществляется с помощью метода флуоресцентных зондов. В эксперименте регистрируются интенсивность флуоресценции объектов и температура в измерительной камере. Научная аппаратура «ФЛЮОР-П» - это прецизионный малогабаритный, автономный, многоканальный флуориметр с программируемым алгоритмом работы, предназначенный для регистрации динамики дифференциального флуоресцентного сигнала нано- и микрообъектов органической и неорганической природы (суспензированные клеточные органелы, клетки человека и животных, одноклеточные водоросли, бактерии, флуоресцирующие коллоидные растворы различной природы) в малых объемах. Кроме этого, прибор позволяет регистрировать синхронно с основными измерениями температуру, а также данные о пространственном положении и об уровне остаточного ускорения как основные физические факторы, влияющие на анализируемый объект.
Прибор конструктивно выполнен в виде моноблока, имеющего в своем составе:
Основным элементом блока регистрации является измерительная ячейка. Измерительная ячейка имеет герметичное кюветное отделение, в котором размещается герметичная кювета с анализируемой суспензией микрообъектов. Измерительная ячейка обладает тремя оптическими каналами:
Электронная плата управления светодиодной матрицей, входящая в состав блока регистрации, обеспечивает управление источником возбуждающего излучения. Конструктивно плата размещается на корпусе измерительной ячейки. Регистрация сигнала, его усиление и измерение производится электронной платой фотодиода, которая также входит в состав блока измерения и размещается на корпусе измерительной ячейки. На этой же плате размещен датчик температуры, обеспечивающий измерение температуры.
Для экранирования электромагнитного излучения, возникающего при работе электроники блока регистрации, и для обеспечения защиты его электронных элементов от возможного случайного механического воздействия обслуживающего персонала во время подготовки прибора к эксплуатации, блок регистрации имеет жесткий тонкостенный цилиндрический корпус из алюминиевого сплава. Все блоки регистрации, входящие в состав прибора, распределены на две группы - по четыре блока в каждую группу. Каждая группа закреплена на внутренних поверхностях противоположных боковых стенок корпуса прибора, что обеспечивает симметричное расположение его центра массы. Плата микропроцессора прибора с разъемом для подключения контрольно-испытательной аппаратуры (КИА) предназначена для обеспечения:
Плата микропроцессора прибора имеет в своем составе датчик измерения величины и направления воздействия на прибор статического ускорения. Плата микропроцессора конструктивно расположена на внутренней поверхности основания корпуса прибора. Блок питания платы микропроцессора состоит из трех ячеек, в каждой из которых размещены два элемента питания LR6(AA) соединенных последовательно.
Научная аппаратура ФЛЮОР-П является автономным прибором, не имеющим электрических связей с системами КА. Прибор разработан для проведения продолжительных программируемых автономных экспериментов в условиях космического полета на автоматических КА. Программно-математическое обеспечение прибора позволит осуществить комплексные эксперименты с использованием культуры клеток в суспензии, а постоянная регистрация данных на встроенную флэш-карту даст возможность проанализировать динамику выбранных параметров.
Предполагается провести полномасштабный анализ динамики изменений важнейших внутриклеточных параметров (энергетическое состояние митохондрий и уровень внутриклеточного водородного показателя рН) при действии факторов космического полета и оценить возможный вклад температурных влияний на эффекты микрогравитации.
Полученные результаты позволят разработать дальнейшую методологию исследования состояния внутриклеточных систем в условиях микрогравитации, разработать скрининговую систему экспресс-тестов для оценки функционального состояния клеток на различных этапах космического полета, которая в первую очередь будет ориентирована для расширения экспериментальных возможностей космических медицины и биологии. Кроме того, данные эксперимента впервые позволят в условиях всех фаз космического полета проанализировать функциональное состояние клетки в динамике.
Способ возвращения результатов космических экспериментов
Результаты КЭ возвращаются на Землю вместе с научной аппаратурой (прибор является автономным).
Научная аппаратура МТЭ предназначена для проведения исследований процесса получения электричества с помощью микроорганизмов-электрогенов и для отработки этого процесса в условиях невесомости (два космических эксперимента в рамках экспериментальной программы «Биоэлектричество»).Эта экспериментальная программа продолжает и развивает проблематику одного из цитированных выше КЭ на основе научной аппаратуры БИОКОНТ-ФЭ. Постановщиком программы «Биоэлектричество» является ГНЦ РФ ИМБП РАН при участии ГНЦ РФ ФГУП Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов (ГосНИИгенетика) и специалистов ООО НПП «БиоТехСис». В ходе КЭ будут решаться следующие задачи:
По результатам наземных экспериментов, а также экспериментов на борту КА «Фотон-М» №3 и «Бион-М» №1 для использования в КЭ «Биоэлектричество» была отобрана наиболее активная бактерия Shewanella oneidensis, обеспечивающая наибольший ток в МТЭ. В ранее проведённых космических экспериментах было показано, что при продолжительности полета 30 суток выживаемость штамма этих бактерий в условиях космического полета выше, чем в лабораторных условиях на Земле. Перспектива использования бактерии Shewanella oneidensis в космических проектах связана с потенциальной возможностью создания систем пилотируемых космических кораблей, обеспечивающих утилизацию бытовых отходов и выработку дополнительной электроэнергии в систему электроснабжения корабля.
Объектами исследований в экспериментальной программе «Биоэлектричество» являются электроды (аноды и катоды) и катионообменные мембраны, образующие микробный топливный элемент, а также микробные ассоциации и чистые культуры микроорганизмов – электрогенов.
Конструктивно научная аппаратура МТЭ представляет собой две камеры — анодную и катодную, разделенные ионоселективной мембраной. Органическое вещество и бактерии находятся в анодной камере в анаэробных условиях. Катод находится в аэробных условиях. Мембрана пропускает протоны из анодной (анаэробной) камеры в катодную (аэробную) и препятствует попаданию кислорода в анодную камеру. Анод соединен с катодом электрической цепью с определенной резистивной нагрузкой. Электроны проходят к конечному акцептору — протонам в катодной камере – через анод и электрическую цепь, создавая, таким образом, электрический ток. В состав научной аппаратуры МТЭ входят две ячейки («МТЭ» №1, «МТЭ» №2), каждая из которых состоит из корпуса, разделенного протонопроводящей мембраной на две электродные камеры: анодную и катодную. Катодная камера, в свою очередь, разделена полимерной газопроницаемой мембраной на жидкостную и газовоздушную части для подвода кислорода из окружающего воздуха в католит. Каждая камера снабжена штуцерами и кранами для обеспечения снаряжения аппаратуры.
Межэлектродный потенциал и температура корпуса ячейки измеряется и записывается автономным регистратором. Выполнение экспериментов происходит автономно в автоматическом режиме в течение всего полёта КА «Фотон-М» №4 (включая пребывание в снаряженном состоянии на космодроме). Научная аппаратура является автономной и размещается внутри СА.
В результате космических экспериментов с электрогенными бактериями впервые будут исследованы в комплексе как интегральная реакция электрогенных бактерий на космический полёт, так и процессы получения микробиологического электричества в условиях этого полёта. В КЭ «Биоэлектричество» будут изучены электрокинетические явления «космического» микробиологического электричества. Полученные результаты должны помочь созданию возобновляемых источников энергии как в космосе, так и на Земле, могут привести к формированию новых методов решения ряда экологических проблем.
Способ возвращения результатов космических экспериментов
Результаты КЭ возвращаются на Землю вместе с научной аппаратурой (прибор является автономным).