Эксперимент «Перепел»: четыре корабля и два космонавта для космических яиц
Завтра к МКС стартует грузовой корабль «Прогресс МС-25». В составе груза — 48 яиц японского перепела, аппарат «Инкубатор-3» для выращивания птенцов и центрифуга для создания искусственной гравитации. Все это необходимо российским космонавтам для проведения очередного этапа эксперимента «Перепел», который должен обеспечить участников будущих длительных экспедиций (например, на Марс) возобновляемым запасом белковых продуктов питания. Сегодня о нем наш подробный рассказ.
Первый эксперимент провели, но яйца разбились
Проблему с развитием и жизнью перепелов на орбите ученые Института медико-биологических проблем РАН пытаются решить давно.
Первая попытка посмотреть, как развиваются зародыши в перепелиных яйцах в условиях космического полета закончилось неудачно. Оплодотворенные перепелиные яйца разметили в установке «Инкубатор» и запустили на околоземную орбиту на биоспутнике «Космос-1129». Установка работала нормально, но приземление спускаемого аппарата оказалось слишком жестким. Почти все яйца разбились.
Тем не менее некоторые сохранившиеся эмбрионы в руки ученых попали. Стало ясно: зарождение и развитие перепелов в космосе возможно.
Первые роды в космосе
В период с 1990 по 1999 год на борту орбитального комплекса «Мир» было проведено восемь экспериментов на установке «Инкубатор-2» по изучению эмбрионального развития японского перепела и выведению птенцов.
«Результаты исследований показали, что птенцы выводятся, но долго жить не могут, поскольку не чувствуют опоры. У перепелов это основной фактор: если они не чувствуют опоры, то не будут питаться. Птенцы погибали из-за того, что не ели. Космонавты их кормили, пытались носить в кармане, оборачивая в плёнку [чтобы создать опору для лап], но и это ни к чему хорошему не привело», — рассказала в беседе с ТАСС ведущий научный сотрудник ИМБП РАН, кандидат биологических наук Тамара Гурьева.
Кроме того, при изучении законсервированных в космосе на разных стадиях яиц с эмбрионами перепелов ученые обнаружили патологии: аномальное развитие некоторых органов. Тогда было решено провести вторую версию эксперимента, на этот раз с центрифугой, которая создавала бы для птенцов искусственную силу тяжести.
Птенцов заставили есть
В 1999 году удача улыбнулась экипажу Виктора Афанасьева. Словацкие специалисты сделали прекрасный «Инкубатор-2». Туда заложили 60 оплодотворенных яиц. Кроме инкубатора на станцию «Мир» доставили специальный "тренажер" для новорожденных перепелов - центрифугу.
Ученые хотели получить птенцов в космосе и постараться живыми доставить на Землю. Живыми в руки ученых попали три птенца, вылупившихся в космосе, остальные погибли, так как в спускаемом аппарате оказалась слишком низкая температура. Тем не менее ученые получили уникальный результат: впервые в истории живые существа не только родились в космосе, но и, прожив там несколько дней (в условиях искусственной гравитации, созданной центрифугой), нормально питались и вернулись на Землю.
«Птенцы прожили там три дня, нормально питались. Эксперименты показали, что даже незначительная гравитация может способствовать нормальному развитию перепелов, --сказала Тамара Гурьева, - теперь есть все возможности продолжить уникальные исследования».
На МКС сравнят развитие эмбрионов в невесомости и при искусственной гравитации
Специалисты Института медико-биологических проблем, Центра подготовки космонавтов, СКТБ «Биофизприбор» и РКК «Энергия» решили повторить эксперимент с изучением развития перепелов в условиях космического полета на МКС, но совсем на другом уровне, нежели тот, который был на «Мире». Цель нового этапа «Исследование возможности устойчивого существования популяции японского перепела в условиях микрогравитации». Яйца и оборудование для него на МКС должен доставить грузовой корабль "Прогресс МС-25". Его выведет на орбиту ракета «Союз-2.1а», пуск которой запланирован на 1 декабря.
Экипажу МКС-70 не придется кормить вылупившихся птенцов и отправлять их на землю. Эксперимент заключатся в том, чтобы сравнить эмбрионы перепелов, развивающихся в условиях микрогравитации (практически невесомости) и гравитации на уровне земной, создаваемой центрифугой, при прочих равных условиях. Для этого находящиеся сейчас на МКС российские космонавты будут фиксировать яйца с эмбрионами в формальдегиде на 4, 7, 10 и 15 день эксперимента. Затем ученые на Земле будут исследовать их и делать выводы.
Для эксперимента сконструирован новый «Инкубатора-3», конструкция которого позволит исследовать эмбриональное развитие перепела в условиях невесомости и в условиях искусственной гравитации, что в настоящее время не имеет аналогов в отечественной и зарубежной практике.
Четыре космических корабля для путешествия яиц
Оплодотворенные яйца японской перепелки космонавты поместит в комплекс «Инкубатор-3», в котором в течение двух недель в двух отсеках будут поддерживаются два вида условий развития эмбрионов: при искусственной силе тяжести равной земной, создаваемой небольшой центрифугой, и в невесомости.
Согласно жесткому графику, на 4, 7, 10 и 14 сутки часть яиц будет извлекается из обоих отсеков и помещаться для фиксации очередного этапа развития в капсулы с водным раствором параформальдегида. Для обеспечения безопасности экипажа, чтобы исключить попадание паров параформальдегида в атмосферу станции фиксация яиц будет проводиться в перчаточном боксе аппаратуры «Главбокс-С».
Эксперимент будет проходить в российском модуле «Наука». Космонавты Олег Кононенко и Константин Борисов сразу после доставки яиц и аппаратуры приступят к его выполнению. Результаты первого цикла эксперимента с фиксированными в формальдегиде яйцами из обоих блоков в двух контейнерах, весом три с половиной килограмма, а также фотоматериалы и карта памяти с записями параметров среды инкубирования будут доставлены на Землю в марте будущего года на корабле «Союз МС-24». Еще 2 контейнера на «Союзе МС-25» с результатами следующих циклов эксперимента - в сентябре 2024 года, остальные - на «Союзе МС-26» весной 2025 года
Перепелиная ферма для межпланетных перелетов
В результате ученые ИМБП смогут сравнить различия в развитии эмбрионов в невесомости и при искусственной гравитации, равной земной. Благодаря этому эксперименту они надеются оценить степень зависимости основных жизненных процессов живого организма от эволюционно значимого фактора - гравитации, а, возможно и выявить причину отклонений в развитии эмбрионов перепелов в условиях космоса.
Если это удастся, то в ближайшем будущем инкубатор будет доработан чтобы по возможности полностью исключить эти причины. Если и это удастся, то появится возможность создания на космических станциях и межпланетных кораблях ферм для обеспечения космонавтов важнейшими антиоксидантами и источниками высококачественного белкового питания - свежими перепелиными яйцами.
