Исследования на МКС

МКС — научный центр на орбите, в котором исследования проводятся в неповторимых условиях. Полученные результаты помогают не только изучать космос, но и решать земные проблемы.

Чтобы преодолевать земное тяготение, 418-тонная конструкция орбитальной станции летает вокруг Земли со скоростью, которая в десять раз больше скорости пули. И на таких скоростях пилотируемые и грузовые транспортные корабли пристыковываются к станции, чтобы доставить на МКС все необходимое — от топлива, воздуха и воды до научного оборудования и материалов, а также чтобы сменить экипаж.

Российский сегмент МКС (PC МКС) еще находится на стадии строительства. Тем не менее для него сформирована большая экспериментальная программа: сейчас в Долгосрочную программу научно-прикладных исследований и экспериментов, планируемых на российском сегменте МКС, включено свыше 280 экспериментов, из которых завершено только 80. Еще большее количество экспериментов находится в стадии наземной подготовки. Для их реализации запланировано выведение на орбиту новых модулей PC МКС.

Реализация проектов, входящих в Долгосрочную программу, осуществляется на основе этапной программы, разрабатываемой на срок от трех до пяти лет. По сути это среднесрочная программа, в которую из состава долгосрочной включаются наиболее подготовленные эксперименты.

Многие исследования на МКС имеют не только чисто научное значение. Зачастую они носят ярко выраженный прикладной характер. К таким проектам, безусловно, относятся работы, предлагаемые в интересах отработки передовых космических технологий и технологий, необходимых в обычной земной жизни. Этот факт отражает и общемировую тенденцию, позволяющую рассматривать МКС не только как уникальную платформу для научных исследований, но и как испытательный стенд для создания перспективных технологий, в том числе технологий дальнейшего освоения космического пространства.

С МКС неразрывно связаны достижения в изучении физических процессов в пылевой плазме в условиях микрогравитации (проект «Плазменный кристалл»), исследования процессов кристаллизации белков для получения совершенных по структуре монокристаллов (проект «Кристаллизатор»). На основе данных о химическом составе мелкодисперсного осадка на поверхности МКС, полученного входе выполнения эксперимента «Тест», определены новая граница биосферы Земли и состав космической пыли на высоте 400 километров.

Абсолютный приоритет пилотируемой космонавтики — здоровье космонавтов и безопасность космических полетов, поэтому значительное количество экспериментов посвящено вопросам космической медицины. Прежде всего — влиянию факторов космического полета (продолжительная микрогравитация, радиация, гиподинамия) на здоровье человека. Наиболее обсуждаемым в научном мире в этой области исследований является эксперимент «Матрешка-Р», посвященный дозиметрическим исследованиям.

МКС позволяет решать исследовательские задачи в самых разных областях — от астрофизики и медицины до технологий освоения космического пространства и развития технологий для «наземных» нужд.

В программу российских научных медико-физиологических исследований экспедиции МКС-50/51 включены 36 исследований и экспериментов. Из них 17 — полетные.

Биологи и медики в космосе исследуют, как реагирует живой организм и его отдельные системы на факторы длительного космического полета — невесомость и гипокинезию, радиацию. Это помогает разрабатывать системы профилактики, которые применяются в земной медицине. Например, для лечения и реабилитации лежачих больных, так как они испытывают схожую с космонавтами проблему — гипокинезию.

Наиболее крупный совместный российско-американский эксперимент — «Перемещение жидкостей». Цель проекта — исследовать перемещение жидкостей в организме до, после и во время космического полета. И связь данного феномена с внутричерепным давлением и нарушением зрения.

Полученные знания предполагается использовать при лечении больных, страдающих внутричерепной гипертензией, — тяжелым заболеванием, некоторые характеристики которого схожи с тем, что беспокоит астронавтов.

Среди других важных экспериментов — «Спланх», в ходе которого изучаются особенности структурно-функционального состояния различных отделов желудочно-кишечного тракта. Он поможет исследовать изменения пищеварительной системы в условиях космоса.

Еще один проект, «Взаимодействие-2», затрагивает психологические аспекты. Его цель — изучить, как многонациональный состав экипажей Международной космической станции влияет на межличностное и межгрупповое взаимодействие.

А в ходе эксперимента «Нейроиммунитет» ученые исследуют влияние стресса на иммунитет и системы стресс-реактивности в космосе. МКС позволяет проводить длительные эксперименты в условиях открытого космоса и микрогравитации. Это невозможно повторить на Земле. В научных кругах сегодня особенно ценятся эксперименты на МКС, связанные с изучением земной поверхности, мониторингом экосистем, климата и запасов полезных ископаемых.

В Долгосрочную программу вошел проект «3D-печать», созданный при участии ученых Томского политехнического университета. Мы разработали принтер трехмерной печати для работы на космических кораблях и в открытом космосе. Пока он печатает только полимерами, но в будущем будут использоваться и другие материалы. Экспериментальный прибор планируется доставить на МКС в конце 2018 года.

На МКС проводится множество исследований, которые требуют оперативного создания новых элементов конструкции. А их порой просто не оказывается на борту! При исправной работе 3D-принтера отпадет необходимость в доставке готовых деталей грузовыми кораблями — они будут снабжать станцию лишь картриджами с расходными материалами, а сами детали будет создавать 3D-принтер.

Отработка технологии 3D-печати в условиях низкой гравитации открывает целое направление, связанное с освоением Луны. При помощи 3D-печати можно будет создавать станции или жилые комплексы из лунного грунта.