Проведение экспериментов на орбитальной станции "Мир"

Экспериментальная база станции "Мир". Научно-технические исследования.

На станции до затопления находилось и надежно функционировало 241 единица уникальной научной аппаратуры единичного производства специального назначения. Для того, чтобы создать аналогичный экспериментальный комплекс, потребуется, по подсчетам РКК "Энергия", минимум 10 лет и 500 - 600 миллионов долларов, в которые включена стоимость отработки, подготовки, запуска оборудования и сопровождения проведения экспериментов.

В настоящее время идет строительство новой международной станции (МКС), партнером по которой является и Россия. Однако, предполагаемый срок службы Международной космической станции, составляющий по расчетам 15 лет, ранее ничем не был подтвержден. Теперь, после успешной эксплуатации станции "Мир" в течении 15 лет, он может быть подтвержден российскими учеными. И кроме того, специалисты "Энергии" по составленной матрице отказов по каждой системе, по изменению свойств конструктивных узлов и покрытий могут совершенно по-другому построить график регламентных работ и сопровождения полета МКС при обеспечении ее надежного функционирования. За время существования станции "Мир" на сегодня на ней были выполнены 27 международных программ. Она была востребована всем мировым сообществом. Таким образом, в последние годы российская станция "Мир" уже фактически была международной. В составе орбитальной станции "Мир" с 1990 года функционировал

технологический модуль "Кристалл", который был оснащен большой гаммой установок, позволяющих проводить в автоматическом и ручном режимах фундаментальные научные исследования, имеющие громадное практическое значение в части получения новых материалов с уникальными свойствами, сверхчистых металлов, лекарств, отработки перспективных технологий и методик. Модуль работал с постоянной загрузкой, в круглосуточном режиме и потреблял серьезную долю энергии всей станции. С этой целью модуль был оснащен двумя мощными солнечными батареями, вырабатывающими 13% всей электроэнергии станции. В 1995 году на станцию было доставлено еще две аналогичных батареи, что позволило "освежить" энергетику и поддерживать ее на необходимом уровне.

Более пяти лет назад на орбиту был выведен модуль "Природа", уникальный по составу своей аппаратуры. Однако, из-за целой вереницы внештатных ситуаций, которые происходили на станции "Мир", регулярные научные работы на его базе были начаты только в 1998 году. Осуществлялась систематическая работа по съемке различных участков земной поверхности, и происходил процесс накопления данных. Научная программа была довольно широка, она касалась и исследования поверхности суши, и исследования океана и атмосферы, и экологических проблем. В этой программе участвовали также такие страны, как Болгария, Германия, Италия, Франция, Соединенные Штаты Америки, Украина и Казахстан.

Модуль "Природа" располагал набором микроволновых радиометров (СВЧ-радиометров), которые позволяли наблюдать состояние земных покровов, независимо от погоды и освещения, в любое время суток. Для России, надо отметить, это крайне важный вопрос, так как ее территория зачастую густо покрыта облаками. На борту модуля находилась немецкая камера "Момс" с пространственным разрешением пять метров. Подобных камер на тот момент не было установлено ни на одном гражданском спутнике в мире. Поэтому собираемая им информация имела очень большую ценность. Далее, модуль "Природа" был оснащен космическим лидаром, который позволял получать данные с достаточно высоким разрешением как по высоте, так и по пространству. "Природа" имела спектрометрические приборы, необходимые для изучения малых газовых компонентов. В то время у России ни на одном спутнике таких приборов не было. Программа изучения состояния малых газов и компонентов имеет огромное экологическое и климатическое значения. Например, много идет разговоров о том, что происходит потепление климата из-за выбросов разного типа газов, и это требует своего изучения. В рамках этой программы, были получены первые данные по влажности почв, что имеет и хозяйственное и климатическое значение. Однако подобные исследования требуют систематических наблюдений в разные сезоны года одних и тех же территорий, а, следовательно, необходим достаточно длительный период времени.

Медико-биологические исследования.

На станции традиционно очень большой объем времени занимали медико-биологические исследования. И понятно почему. Ведь речь идет о тех знаниях, которые получают для обеспечения безопасности человека, для сохранения его здоровья. Россия имеет здесь пока лидирующие позиции. На станции МКС медико-биологические исследования у всех государств будут также занимать очень большую роль. Это делается для того, чтобы понять влияние факторов космического полета на отдельные процессы, протекающие в организме человека, и разработать меры, способствующие сохранению здоровья человека в длительном космическом полете. Помимо получения фундаментальных знаний о влиянии измененной гравитации на протекание различных биологических процессов, в настоящее время много усилий направлено на заимствование технологий космической медицины в земную, включая и методы диагностики, и методы лечения, и методы профилактики и реабилитации.

Вот хотя бы одна технология - телемедицина. Фактически вся диагностика в космосе строится именно на этой технологии, когда врач и пациент находятся на большом расстоянии в 300-400 километров. Эта технология, кстати, уже была использована при катастрофах в Армении и в Уфе, когда нужно было с места катастрофы передать медицинскую информацию в ведущие клиники страны. И это было успешно сделано. Сейчас такая технология начинает активно развиваться.

Есть, например, и такая проблема. Выявлено, что магнитные бури влияют на деятельность сердечно-сосудистой системы. Большинство людей старше 55 лет страдают нарушением сердечно-сосудистой системы в той или иной мере. На всех наблюдаемых на станции космонавтах магнитные бури также оказывали большое влияние. В связи с этим, специалисты проводили на станции исследования характера таких бурь и их поведения. Головной организацией по медицинским исследованиям на станции являлся Институт медико-биологических проблем. В ее арсенале на станции имелась уникальная медицинская лаборатория, которая включала в себя более полутора тонн современнейшей аппаратуры, имеющейся на то время в единственном экземпляре. ИМБП отвечала, и за гигиенический надзор за станцией. После проведения всех необходимых замеров на "Мире" было констатировано, что станция до последнего момента находилась по гигиеническим параметрам в очень хорошем состоянии.

Исследования, проводимые ведущими образовательными организациями России.

Есть категория исследований, которая проводилась организациями, основная задача которых - давать образование молодежи страны. Еще на заре пилотируемых полетов вскоре после того, как в космосе было открыто существование мощнейших полей радиации, встал вопрос о радиационной безопасности полетов. С первых полетов, сначала беспилотных, а затем пилотируемых, стали проводить эксперименты по изучению радиации в космосе. Они привели к важным для фундаментальной науки результатам.

А начаты были первые такие исследования в Московском государственном университете. С начала работы станции "Мир" и до последнего момента на ней непрерывно проводились все радиационные исследования. Конечно, это связано в первую очередь с воздействием этого неблагоприятного фактора на здоровье человека, но не маловажным здесь является и изучение влияния радиации на электронику и бортовые системы, а также на конструкционные материалы космических аппаратов. Явление воздействия космической радиации многообразно вследствие сложности самого этого феномена. И на борту "Мира" проводились многочисленные эксперименты, давшие науке много важнейших результатов.

Вот лишь несколько примеров. Благодаря аппаратуре, созданной в Московском государственном инженерно-физическом институте, удалось понять природу электронных радиационных поясов в космосе, обнаружить их связь с такими глобальными изменениями в природе, как землетрясения. Радиационные исследования на станции "Мир", проводимые МГУ, дали начало построению динамической картины изменения радиационных полей в течение цикла солнечной активности. Именно эти результаты послужили основой прогностической модели для международной станции МКС. Теперь стали известны годы наибольшей радиационной опасности для будущих космических полетов. Важнейшая работа по анализу результатов космической фотосъемки, производимой со станции "Мир", и изучению экологической обстановки проводилась Московским государственным институтом геодезии и картографии, Рязанской радиотехнической академией, а также МГУ. Под эгидой Московского государственного авиационного института осуществлялась программа запуска с борта станции "Мир" миниспутников, предназначенных для радиосвязи и исследования окружающего пространства.

Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана в течение многих лет проводил на "Мире" исследования электрофореза, прецизионного разделения по массам биологических клеток в условиях невесомости. Это только несколько примеров того огромного вклада вузов страны в развитие пилотируемой космонавтики. Поэтому важно подчеркнуть, что с самого начала развертывания "Мира" ведущие вузы страны имели прекрасную возможность проведения экспериментальных работ на борту станции. За эти годы в вузах созданы новые кафедры, получили развитие новые специальности и специализации, сформировались группы профессоров и преподавателей, базирующих обучение, научную работу студентов и аспирантов на работах, связанных с орбитальной станцией. За это время были подготовлены десятки специалистов, кандидатов и докторов наук, ключевые исследования которых связаны с "Миром".

Станция "Мир" - представляла собой уникальный объект, предназначенный для выполнения обширной научно-прикладной программы. Сегодня ученых и инженеров волнуют вопросы типа: "А что же будет с оставшейся (и немалой) невыполненной частью программы научных и технических исследований и экспериментов, запланированных к проведению на станции "Мир"? Ведь практически все оборудование, необходимое для проведения этих работ, изготовлено, испытано, а также уже "привязано" электрически, механически и информационно к борту "Мира"! У многих единиц этого оборудования, ожидающего своей очереди для доставки на станцию, пошел отсчет гарантийного срока. То есть оно будет уже не пригодно для проведения исследовательских работ на российском сегменте МКС. Значит, постановщикам этих экспериментов, имеющих фундаментальное научное значение и представляющих огромный практический интерес, остается в ближайшие 7-10 лет теоретизировать, строить научные гипотезы и быть лишенными важнейшей составляющей науки - экспериментального подтверждения своих поисков.

Чтобы не утратить полученные наработки и предотвратить потерю первенства России во многих направлениях, связанных с космическими исследованиями, необходимо использовать опыт, полученный в результате многолетней эксплуатации станции "Мир", при строительстве и вводе в эксплуатацию российского сегмента МКС.

Copyrigth ї CosmoWorld, 2001