Кубанские ученые запустили в стратосферу микроспутники с бактериями

Подобные проекты в России только начинают реализовываться.

Ближний космос

ЦМИТ «Перспектива» и Кубанский государственный университет запустили в «ближайший космос» микроспутники с биологической нагрузкой. На высоту свыше 24 км подняли аэростат, к которому было прикреплено четыре кубсата с живыми микроорганизмами.

Кубсаты – это современные микроспутники размером 10х10х11,3 см, напоминающие куб.

— Вообще CubeSat от слов cube – куб, и sattelite – спутник. Кубический спутник. А название наших аппаратов – от слов Kuban sattellite, то есть кубанский спутник. Небольшая игра слов, – поясняет руководитель программы ЦМИТ «Перспектива» Кирилл Попко.

Целью исследования было проанализировать воздействие агрессивной космической среды на живые организмы. Необходимо было понять, как они себя ведут под влиянием радиации, низких температур и давления.

Поехали!

— Изначально планировалось запустить два зонда с двумя аппаратами на каждом. И чтобы один зонд догонял другой. Но сделать так не удалось: был сильный ветер, и некоторые элементы зондов оторвались. Решили провести запуск в другом месте. Нашли подходящую, защищенную холмами, территорию недалеко от станицы Отрадной. В этот раз на один зонд поставили все четыре кубсата. Аппараты успешно поднялись в ближний космос на 24, 6 км. Кстати, во время запуска аппараты двигались вслед за садящимся солнцем. Невероятно красивое зрелище, — рассказывает эксперт.

Для реализации проекта было задействовано множество специалистов различных направлений. Команда ЦМИТ «Перспектива» занималась инженерной частью. Разработчики не только построили аппарат, но и обеспечили финансирование инженерных работ, испытания и подготовку стратосферной платформы. Биологи КубГУ занимались подготовкой микроорганизмов и обработкой полученных результатов. Команда робототехников КубГУ создавала управляющую электронику биологической нагрузки, которую после установили в кубсат.

Биология кубсата

Перед биологами стояла непростая, но интересная задача: как разместить все необходимое биологическое наполнение в небольшом устройстве.

Первым делом в спутник поместили микробно-топливный элемент. Это устройство, которое преобразует энергию органических веществ в электричество с помощью микроорганизмов. Микробный топливный элемент является самостоятельной живой системой, ведь он может существовать пока у бактерий есть еда, а расходуют пищу они достаточно медленно.

Помимо микробного топливного элемента были погружены и другие микроорганизмы: кишечная палочка, бактериофаг и хлорелла. Так, например, в ночь перед запуском студентки биофака в полевых условиях, при свете фонарика наносили микроорганизмы и подселяли к ним бактериофаг.

Вместить невместимое

Помимо биологического наполнения важной частью стала техническая составляющая. Необходимо было в ограниченные размеры кубсата поместить необходимую электронику и создать для микроспутника программное обеспечение.

— Мы взяли на себя техническую реализацию обеспечения работы полезной нагрузки, а также «логирование» жизни бактерий. Изготовили необходимую электронику и оснастку. После запуска нашей задачей было получение, обработка и передача информации о полете, — рассказывает Алексей Прутский заведующий лабораторией робототехники и механотроники КубГУ.

Что с бактериями?

Несмотря на немалые сложности, запуск прошел успешно, ребята смогли получили необходимую информацию для исследований.

Эксперимент показал, что бактерии могут выживать в агрессивной среде. Подтвердился и факт, что в этих условиях они способны вырабатывать энергию.

— Бактерии выжили в агрессивной среде, как будто впав в спячку. Есть мнение, что некоторые из них погибли. Но это не стыкуется с тем фактом, что их активность по возвращении полностью восстановилась. Так что если часть и погибла, то другая, выжившая, работала с удвоенной энергией – как будто чувствуя, что среда изменяется и необходимо потрудиться ради выживаемости вида. Но эту гипотезу еще стоит проверить в длительном полете, – делится результатами эксперимента руководитель ЦМИТ «Перспектива» Кирилл Попко. – Также мы сделали выводы, что бактерии вырабатывают электрическую энергию. Тем самым подтвердилась возможность использования их в качестве биобатареек. Пока они низкоэффективны, но работы продолжаются.

Команда планирует новые запуски кубсатов. Ближайший состоится в июле, предстоит многочасовой запуск, в ходе которого будут испытываться новые системы и методы работы по сопровождению. Если ранее полеты были неуправляемы, то на этот раз команда будет его контролировать.