Выбор языка |
Главная О КНТС Новости Программы Направления исследований Эксперименты Результаты Информационные ресурсы Приём заявок
Шифр эксперимента: Аквасфера
Направление НПИ: 6. Образование и популяризация космических исследований
Секция КНТС: 10. Космическое образование
Наименование эксперимента: Демонстрация формирования и развития замкнутой экологической микросистемы в условиях космического полета
Цель эксперимента:

Целью космического эксперимента является демонстрация формирования и организации симбиоза различных водных животных организмов и растений в условиях космического полета и изучение их развития в замкнутой экологической микросистеме.

Описание эксперимента:

Устройство для проведения эксперимента представляет собой герметичный сосуд, наполненный водой с небольшим количеством воздуха, куда помещаются различные семейства живых организмов и водных растений, адаптировавшиеся к взаимному существованию в замкнутой водной питательной среде. Учитывая относительную простоту конструкции, техническая возможность создания НА с заданными свойствами не является проблематичной. При этом, конструктивное исполнение гермососуда (с соблюдением требований безопасности) обеспечит отсутствие рисков и дискомфорта для экипажа, но будет способствовать созданию благоприятной психологической обстановки в экипаже.

Сеанс эксперимента заключается в размещении сосуда на рабочем месте в обитаемом отсеке РС МКС, в котором имеются наименьшие перепады температур, а герметичность экспериментального сосуда будет обеспечивать постоянное внутреннее давление в жидкой среде. Затем производится установка вспомогательного средства освещения содержимого сосуда и настройка циклограммы его работы для создания светотеневой обстановки в среде сосуда «Аквасфера» с развивающимися животными и растениями. Светотеневая обстановка в сосуде «Аквасфера» должна обеспечиваться функциями циклического автоматического включения и отключения освещения осветителя. В качестве вспомогательной осветительной аппаратуры предусматривается использование из состава НА «Система локального освещения» устройств «Светодиодный осветитель» и «Преобразователь питания».

В ходе сеанса - инкубирования микросистемы в течение от 100 до 200 суток - необходимо начать наблюдение за поведением экологического состояния микросистемы в несвойственных ей условиях, периодически производить фото - и видеосъемку сосуда и изменений, происходящих в водной среде экологической микросистемы, отмечая изменения в развитии и общее состояние микросистемы.

В условиях невесомости живые организмы, находящиеся в сосуде, начнут адаптироваться к изменившимся внешним условиям, друг к другу, и возможно с появлением нового «космического» потомства биообъектов. После завершения сеанса эксперимента гермососуд с экосистемой, фото и видеоматериалы возвращаются на Землю для анализа.

Новизна эксперимента:

В эксперименте «Аквасфера» предполагается не только продемонстрировать, а также исследовать процесс адаптации живых организмов и изменения в экосистеме вследствие воздействия космических факторов, но и дать возможность учащимся провести их сравнительный анализ с состоянием экосистемы в наземных условиях с использованием фотоснимков, видеоматериалов и образцов возвращенных из космоса биообъектов.

Новизна эксперимента заключается в том, что прежде в космических условиях не проводились эксперименты, исследующие или демонстрирующие многомесячное инкубирование водных живых организмов в их среде обитания с возвращением на Землю для лабораторных исследований «космических долгожителей» или их потомства. С этой точки зрения эксперимент «Аквасфера» отличается от предыдущих образовательных космических экспериментов новизной и высоким экспериментальным уровнем.

Научная аппаратура:

В эксперименте используются:

- НА «Аквасфера» в укладке, которая содержит прозрачный герметичный сосуд «Аквасфера» с водой и небольшим количеством воздуха, с находящимися в нем водными животными и водными растениями, ложемент для размещения и фиксации сосуда «Аквасфера» во время проведения КЭ на борту, а также светоотражающие экраны, обеспечивающие поддержание необходимой световой обстановки в сосуде;

- из состава НА «Система локального освещения» две укладки - «Светодиодный осветитель» и «Преобразователь питания», для создания светотеневой обстановки в среде сосуда «Аквасфера» с развивающимися животными и растениями. Светотеневая обстановка в сосуде «Аквасфера» обеспечивается осветителем, включение и выключение которого осуществляется в автоматическом режиме.

Заправка сосуда «Аквасфера» водой, водными животными и водными растениями, а также его герметизация осуществляются на этапе наземной предполетной подготовки. Внутренний объем герметичного сосуда «Аквасфера» должен составлять от 0,5 до 1,0 л. Необходимость использования ложемента определяется на этапе Эскизного проекта.

В эксперименте необходимо использование привлекаемого оборудования, имеющегося на РС МКС, из состава КСПЭ: цифрового фотоаппарата NIKON D3X, камкордера Sony HVR-Z7Е, универсального переносного кронштейна (УПК) LIV/106/20 для размещения НА на поручне в отсеке, и из состава СУБА - переносного светильника рабочего освещения ССД 307 (при необходимости, для дополнительной подсветки при фотосъемке и видеосъемке).

Также используется вспомогательное оборудование – штатив №1 из состава НА «Физика-Образование», в качестве опорной площадки для сосуда. На борту РС МКС в начале сеанса, на заданном (по Р/Г) рабочем месте, на кронштейне УПК экипаж должен разместить штатив №1 из укладки «Комплект принадлежностей» (из состава НА «Физика-Образование»). Затем на штатив №1 устанавливают ложемент для сосуда «Аквасфера», зафиксировав его с помощью велькро. В ложементе размещают и фиксируют сосуд «Аквасфера». На ложемент с сосудом «Аквасфера» также устанавливают светоотражающие экраны и светодиодную панель из состава НА «Система локального освещения». Питание светодиодной панели осуществляется от преобразователя питания из состава НА «Система локального освещения», который подсоединяется к сети первичного бортового питания (с напряжением постоянного тока в пределах от 23 до 29 В). Преобразователь питания размещают непосредственно на панели интерьера рядом с сосудом.

Для создания благоприятных условий развития водных животных и растений наиболее предпочтительным рабочим местом размещения сосуда «Аквасфера» является зона отсека одного из модулей РС МКС с наименьшими перепадами температуры.

Условия освещенности среды в сосуде должны поддерживаться с помощью светодиодной панели в режиме циклического автоматического включения и отключения освещения. Характеристики режимов и цикличности освещения должны обеспечиваться преобразователем питания. Циклы включения и отключения питания выставляются вручную для значений 6, 12 и 18 ч с точностью 30 мин и уточняются на этапе отработки методики проведения КЭ. С первых суток начала КЭ экипаж должен приступить к периодической фотосъемке и видеосъемке среды в сосуде. Циклограмма фото и видеосъемок приведена в подразделе 2.4. Режимы и объекты фотографирования определяются на этапе наземной отработки.

После завершения сеанса сосуд «Аквасфера» (по УЗ) помещается в укладку «Аквасфера» для возвращения на Землю.

Ожидаемые результаты:

В эксперименте ожидается получение информации о наглядном наблюдении в различные этапы времени процесса изменений экологического состояния микросистемы в водно - воздушной среде в космических условиях. Также будут получены данные сравнительного анализа характеристик состояния микросистемы, находившейся в невесомости и содержащейся в земных условиях.

Предполагается получить также информацию о биологических особенностях формирования и сохранения водной экосистемы в условиях космического полета.

В эксперименте «Аквасфера» помимо регистрации качественной картины визуальных изменений развития и симбиоза внутри экосистемы в условиях невесомости, предполагается получить также информацию для понимания вопросов об адаптации, как водных растений, так и водных животных к условиям невесомости, их взаимодействию, развитию, изменению жизнеспособности в условиях длительного воздействия невесомости.

По результатам эксперимента предусматривается выпуск научно– образовательного методического пособия для учащихся и презентационного материала по теме «Демонстрация формирования и организации симбиоза различных водных животных организмов и растений в условиях космического полета и изучение их развития в замкнутой экологической микросистеме». Полученный экспериментальный материал с результатами эксперимента предполагается использовать в научно - образовательных целях курсов экологии и биологии в учебном процессе учащихся средней и высшей школы.

 

Полученные результаты:

 

Сроки проведения: 2017 - 19 гг.
Состояние эксперимента: Готовится
Организация постановщик: ПАО РКК «Энергия» им. С.П. Королева
Организации участники: ГНЦ ИМБП РАН; Международный учебно-научный центр «Космос»
Научный руководитель: Сычев В. Н., Государственный научный центр РФ – Институт медико-биологических проблем РАН, Заместитель директора, д.б.н.,
Публикации по эксперименту:

 

Последнее обновление: 14.11.2017

Информационная справка

Программы

Изображения