Программа "Одиссей"

18 апреля 2002 года между Российским авиационно-космическим агентством, Ракетно-космической корпорацией "Энергия" имени С.П. Королева и Европейским космическим агентством (European Space Agency, ESA), Управлением Премьер-министра по научным, техническим и культурным делам Королевства Бельгии (УНТК) был заключен контракт на осуществление полета бельгийского астронавта Франка Де Винна (Frank De Winne), члена отряда европейских астронавтов, в качестве бортинженера транспортного корабля "Союз ТМА-1" в составе экипажа посещения ЭП-4 на Международную космическую станцию (МКС) и выполнение научной программы исследований по проекту "Odyssey".
По информации, предоставленной РКК "Энергия", в рамках проекта предусматривается реализация 17 экспериментов.
Ниже приводится краткая информация о всех экспериментах.

Биотехнологические исследования (6).

"VITAMIN-D".

Цель:
Определение характера влияния условий микрогравитации на механизм действия витамина D в остеобластах млекопитающих.
Задачи:
— Изучение изменений в экспрессии генов, регулируемой витамином D3 1,25(OH)2, вызываемых условиями микрогравитации. В эксперименте будет использоваться клеточная линия остеобласта мыши MC3T3-E1, а экспрессия генов будет определяться в реальном времени;
— Изучение механизмов, лежащих в основе изменений в экспрессии генов в остеобластах, вызываемых условиями микрогравитации.
Результат эксперимента:
Б-Контейнер / VITAMIN-D с 5 плунжерными блоками, содержащими прокультивированные клетки остеобластов мышей и карта памяти блока ECU.

"RHOSIGNAL".

Цель:
Изучение функциональных изменений молекул GTPases семейств RHOSIG и молекулярных переключений в межклеточных путях распространения сигналов в человеческих фибробластах, подвергающихся воздействию условий микрогравитации.
Задача:
Изучение функциональных изменений в фибробластах, подвергающихся воздействию условий микрогравитации, с помощью иммуноморфологических процедур.
Результат эксперимента:
Контейнер / RHOSIG с 6 плунжерными блоками с прокультивированными человеческими фибробластами и карта памяти блока ECU.

"RAMIROS".

Цель:
Анализ биологических воздействий излучения тяжёлых заряженных частиц на основные ткани млекопитающих в условиях космического полета. Изучение реакции одиночных клеток и окружающей их среды на воздействие излучения тяжёлых заряженных частиц для выработки рекомендаций по радиационной безопасности человека при выполнении работ в условиях космоса.
Задача:
Обнаружение и исследование различных повреждений ДНК клеток млекопитающих (признаки рака и старения), возникающих в условиях космического полета.
Результат эксперимента: Б-Контейнер / RAMIROS с 5 плунжерными блоками, содержащих прокультивированные клетки млекопитающих и карта памяти блока ECU.

"MESSAGE".

Цель:
Исследование воздействия условий космической среды на микробиологическую подвижность и генетические процессы (такие как, экспрессия генов, мутация, репарация и перестройка ДНК, передача генов, повышение патогенности и т.д.).
Задача:
Выращивание биологического штамма Ralstonia metallidurans CH34.
Результаты эксперимента:
инкубированная бактериальная культура в Укладках MSS-1, MSS-2 и MSS-3 (12 капилляров, 12 микропробирок и 8 чашек Петри).

"GCF-B".

Цель:
Выращивание кристаллов биологических макромолекул методом встречной диффузии в условиях космического полета. Сравнение качества кристаллов, выращенных в космосе и на Земле.
Задача:
Проверка результатов первого летного эксперимента GCF, который был проведен во время второй российской экспедиции посещения ЭП-2 в октябре 2001 года в рамках проекта "Andromeda".

"PROMISS"

Цель:
Исследование процессов роста протеинов в условиях микрогравитации с использованием метода обратной диффузии.
Задачи:
— Измерение параметров выращиваемых кристаллов;
— Измерение изменений состава (зона истощения) жидкости вокруг выращиваемых кристаллов протеинов;
— Использование голографического микроскопа для оптического исследования механизмов роста кристаллов в условиях микрогравитации;
— Проведение подробного анализа и количественное объяснение зависимости между количеством полученных кристаллов и условиями их выращивания методом цифровой голографии.
Результаты эксперимента:
выращенные кристаллы протеина (6 шт.), размещенные в Колесе PROMISS, а также видеокассеты (7 шт.) и карта PCMCIA (PROMISS Набор 2).

Медико-биологические исследования (5).

"CARDIOLOG".

Цель:
Изучение изменений сердечно-сосудистой системы человека в условиях невесомости, проявляющихся на уровне периферийных артерий, и вегетативной регуляции артериального давления и частоты сердечных сокращений.
Задачи:
— Исследование воздействия невесомости на сердечно-сосудистую систему и взаимодействия между сердечно-сосудистой и дыхательной системами;
— Исследование изменений когнитивной системы и стрессовых реакций, вызванных условиями космического полета.
Результаты эксперимента:
информация о состоянии сердечно-сосудистой системы (электрокардиограммы, артериальное давление, частота дыхания), записанная на жестком диске, карте PCMCIA (резервная копия), листах бортжурнала и запись хода эксперимента на видеокассете mini DV.

"NEUROCOG".

Цель:
Изучение интеграции зрительной, вестибулярной и проприоцептивной информации для восприятия ориентации в пространстве.
Задача:
Оценка воздействия условий космического полета на восприятие и процесс запоминания космонавтом ориентации и месторасположения при выполнении исследований "Виртуальные повороты" и "Ориентация".
Результаты эксперимента:
записи электроэнцефалограмм и электроокулограмм обследуемых на PCMCIA картах и информация о скорости и точности восприятия информации, записанная на жестком диске и карте PCMCIA (резервная копия) и видеокассета mini DV.

"SYMPATHO".

Цель:
Проверка гипотезы об изменениях симпато-адреналовой активности в условиях космического полета.
Задача:
Изучение активности симпатического отдела нервной системы с помощью лабораторного анализа отобранных во время полета проб венозной крови.
Результаты эксперимента:
Отобранные пробы крови (по 2 пробы на каждого обследуемого).

"VIRUS".

Цель:
Определение частоты индуцированной регенерации и распространения латентных вирусов, а также риска клинических заболеваний после воздействия физических, физиологических и психологических стрессовых факторов, вызванных пребыванием в условиях космического полета.
Задача:
Лабораторный анализ проб слюны, отобранных до-, во время и после полета для исследования изменений в иммунной системе, способности к регенерации и распространению латентных вирусов.
Результаты эксперимента:
отобранные пробы слюны, размещенные в укладках "Салива".

"SLEEP".

Цель:
Изучение влияния условий космического полета на сон и разработка эффективных мер противодействия, как в коротком, так и продолжительном космических полетах.
Задачи:
— Проведение круглосуточного мониторинга двигательной активности космонавта;
— Регистрация освещенности в зоне нахождения космонавта.
Результаты эксперимента: информация, зарегистрированная на часах Actilight (двигательная активность обследуемого и освещенность в зоне нахождения космонавта) и анкеты опросника (ощущения во время сна).

Технические исследования (4).

"DCCO".

Цели:
— Измерение коэффициентов изотермической диффузии.;
— Изучение явления массопереноса;
— Количественное определение коэффициентов диффузии.
Результаты эксперимента:
обработанные образцы (в 9 ячейках), размещенные в экспериментальном контейнере DCCO, видеокассеты и карта PCMCIA.

"ZEOGRID".

Цель:
Исследование индуцированного формирования наноскопических цеолитовых слоев.
Задачи:
— Изучение явления массопереноса;
— Количественное определение коэффициентов диффузии.
Результаты эксперимента:
обработанные образцы (в 21 ячейке), размещенные в сборке ZEOGRID.

"NANOSLAB".

Цель:
Изучение механизма изменения агрегатного состояния и кинетики роста слоев с толщинами порядка нанометра из ZSM-5 и Силикалита-1 в гибридных фазах ZSM-5 / Силикалит-1 в условиях микрогравитации.
Задача:
Получение профилей кинетики образования фаз ZSM-5 / Силикалит-1 в условиях микрогравитации.
Результаты эксперимента:
обработанные образцы (в 30 ячейках), размещенные в сборке NANOSLAB.

"COSMIC".

Цель:
Исследование процесса образования микроструктуры в образцах прессованного порошка из Ti-Al-B во время синтеза при самораспространяющемся высокотемпературном горении.
Задача:
Изучение микроструктур, получаемых в образцах прессованного порошка Ti-Al-B, в процессе самораспространяющегося высокотемпературного синтеза.
Результаты эксперимента:
обработанные образцы (в 6 реакторах), размещенные в контейнере с образцами, видеокассеты и карта PCMCIA.

Геофизические исследования (1).

"LSO-B".

Цель:
Исследование оптических излучений в атмосфере и ионосфере Земли, связанных с грозовой активностью и сейсмическими процессами (оптические свечения в верхней атмосфере и ионосфере, сопутствующие грозовым явлениям, получили наименования "спрайты" и "эльфы").
Задачи:
— Измерения пространственного и спектрального распределения интенсивности свечения "спрайтов" и "эльфов" и сопоставление этих данных с интенсивностью излучения молний;
— Отработка новой методики проведения измерений в надир из космоса;
— Статистическое исследование частоты появления "спрайтов" и изучение их происхождения по наблюдениям продолжительностью в несколько десятков часов.
Результаты эксперимента:
научная информация, записанная на съемный жесткий диск, возвращаемый на Землю.

Образовательные проекты (1).

"EDUCATION".

Цели:
— Демонстрация некоторых физических явлений в орбитальном полете в образовательных целях (VIDEO):
— Осуществление деятельности общества ARISS, направленной на создание, разработку и поддержание радиолюбительской связи с использованием радиостанции на борту МКС (ARISS).
Задачи:
— Проведение видеосъемки бельгийского астронавта, демонстрирующего различные физические явления: поведение жидкости в невесомости (воздушный пузырек в капле жидкости, капля жидкости на твердой поверхности), поведение тел в отсутствие гравитации (на примере самолетика и твердого тела, "падения" твердого тела) (VIDEO);
— Проведение радиопередач в реальном времени с МКС, во время которых школьники и студенты в выбранных школах Бельгии будут задавать вопросы бельгийскому астронавту (ARISS).
Результаты эксперимента:
видеокассета mini DV (PDVM-40ME).

В рамках проекта "Odyssey" также предусмотрены работы по информированию общественности и символической деятельности.
Тринадцать экспериментов по проекту "Odyssey" будут проведены на российском сегменте МКС. По четырем экспериментам "PROMISS", "DСCO", "NANOSLAB", "COSMIC" работы будут вестись в главном боксе MSG на американском сегменте МКС.
Три эксперимента VITAMIN D, RHOSIGNAL, RAMIROS проводятся на одной аппаратуре "Аквариус-Б".
Ввиду отсутствия орбитальной ориентации станции в период ЭП-4 эксперимент "LSO-В" проводится экипажем МКС-5 до начала ЭП-4.
В экспериментах по проекту "Odyssey" используется как доставляемая по данному проекту аппаратура, так и уже находящаяся на борту РС МКС. При этом из аппаратуры, находящейся на борту РС МКС, используется штатная, а также научная российская и оставшаяся после завершения проектов "Andromeda" и "Marco Polo" аппаратура.
В основном вся программа экспериментов выполняется бортинженером экспедиции посещения ЭП-4 — бельгийским астронавтом ЕКА. Однако медицинские эксперименты ("CARDIOCOG", "NEUROCOG", "SYMPATHO", "VIRUS", "SLEEP") выполняют два члена экипажа ЭП-4 (командир и бортинженер — бельгийский астронавт ЕКА). Эти эксперименты предполагают также проведение до- и послеполетных медицинских исследований.
Работы с аппаратурой "Аквариус-Б" по трем экспериментам "VITAMIN D", "RHOSIGNAL", "RAMIROS" проводит командир ЭП-4.
В экспериментах "GCF-В", "ZEOGRID" и "NEUROCOG" требуется задействование членов экипажа пятой основной экспедиции МКС-5.

РисунокESA.