Результаты экспедиции 38 - Координационный научно

Источник:
http://www.federalspace.ru/20808/
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ЭКСПЕРИМЕНТОВ
ПРОВЕДЕННЫХ В ПЕРИОД ТРИДЦАТЬ ВОСЬМОЙ ПИЛОТИРУЕМОЙ
ЭКСПЕДИЦИИ МКС-38
Настоящий отчет разработан в соответствии с Решением Коллегии
Федерального космического агентства от 01 июня 2010 г. № 4 (п. 9) и в
рамках государственного контракта по теме СЧ ОКР «МКС» (НадежностьНаука).
В отчете кратко рассмотрены основные результаты выполнения
программы научно-прикладных исследований и экспериментов (НПИ),
реализованной на российском сегменте Международной космической
станции (РС МКС) в период тридцать восьмой пилотируемой экспедиции
МКС-38.
Более подробно рассмотрены космические эксперименты (КЭ)
«Обстановка (1 этап)», «Сейнер», «Экон-М» и «SPHERES-Zero Robotics»,
результаты которых могут рассматриваться как наиболее интересные и
значимые для целей информирования общественности.
При разработке настоящего отчета использованы материалы этапных отчетов
по космическим экспериментам «Обстановка (1 этап)», «Сейнер», «Экон-М».
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ПО РЕАЛИЗАЦИИ ПРОГРАММЫ НПИ В
ПЕРИОД МКС-38
Общая продолжительность экспедиции МКС-38 составила 120 суток.
Начало экспедиции МКС-38Ж
11 ноября 2013 г.
Завершение экспедиции МКС-38: 11 марта 2014 г.
Программа НПИ в период МКС-38 выполнена космонавтами:
О.В.Котов – командир МКС-38;
С.Н.Рязанский – бортинженер-2 МКС-38;
М.В.Тюрин – бортинженер-4 МКС-38.
Объем космических экспериментов, запланированных для проведения в
период МКС-38, определялся «Программой реализации научно-прикладных
1
исследований (НПИ), планируемых в период тридцать седьмой и тридцать
восьмой пилотируемых экспедиций МКС-37 и МКС-38», а также
извещениями РКК «Энергия» об изменениях и дополнениях к упомянутой
программе.
В процессе полета экспедиции МКС-38 выполнено 369 сеансов по 40
космическим экспериментам в рамках шести направлений исследований, из
которых 287 сеансов прошли с участием экипажа, а 82 – в автоматическом
режиме. Распределение экспериментов и сеансов КЭ, проведённых в период
экспедиции МКС-38, по направлениям исследований представлено в
Таблице 1.
Направление исследований
Количество
КЭ
Количество
сеансов КЭ
Исследование Земли и Космоса
10
155
Человек в Космосе
6
63
Космическая биология и биотехнология
9
10
Технологии освоения космического пространства
11
114
Образование и популяризация космических исследований
4
26
Эксперименты, выполняемые на американском сегменте
МКС в интересах российских ученых
1
1
Итого:
40
369
Таблица 1 – Распределение экспериментов и сеансов КЭ, проведённых в период пилотируемой экспедиции
МКС-38, по направлениям исследований
Всего в обеспечение программы НПИ МКС-38 на борт МКС на кораблях
«Прогресс М-21М» и «Прогресс М-22М» доставлено 309 кг научного
оборудования для экспериментов по направлениям: «Исследование Земли и
космоса», «Человек в космосе», «Космическая биология и биотехнология»,
«Технологии освоения космического пространства» и «Образование и
популяризация космических исследований».
В период МКС-38 были успешно проведены: запуск и стыковка
транспортных грузовых кораблей «Прогресс М-21М» (по 4-х суточной схеме
сближения для проведения тестов и летных испытаний аппаратуры «КурсНА» ТГК «Прогресс М-21М») и «Прогресс М-22М» по «быстрой» 4-х
витковой схеме сближения и стыковки.
Особенностью полета ТПК «Союз ТМА-10М» явилась циклограмма
сближения корабля с МКС по сокращенной 4-х витковой схеме (через 5 ч 47
мин).
2
В период экспедиции МКС-38 полноценно использовался Российский
высокоскоростной канал передачи информации РСПИ, через который
передано 93 Гб информации, из них: 32,28 Гб видео для Роскосмоса; 17,25 Гб
видео по экспериментам «Капля-2», «Кулоновский кристалл», «НАПОРмини РСА»; 10,29 Гб информации по экспериментам «Экон-М», «Ураган»,
«Сейнер», «Альбедо»; 33,18 Гб фотографий и сопроводительной информации
по космическим экспериментам и служебным системам.
В составе спускаемого аппарата «Союз ТМА-10М» на Землю
возвращено 10,3 кг с результатами экспериментов. На месте посадки
извлечено 5,9 кг укладок со срочными грузами - результатами
биотехнологических исследований.
Полученные на Земле материалы и информация с результатами
экспериментов переданы постановщикам экспериментов для последующей
обработки и анализа.
В следующих разделах настоящего отчета приведены результаты
выполнения программы НПИ экспедиции по направлениям исследований, а
также отдельные значимые результаты, полученные при выполнении
научных программ космических экспериментов из числа тех, которые были
проведены в экспедиции МКС-38.
РЕЗУЛЬТАТЫ ПО НАПРАВЛЕНИЯМ
В период пилотируемой экспедиции МКС-38 было выполнено 40
экспериментов по следующим 6 направлениям исследований:






Исследование Земли и Космоса;
Человек в Космосе;
Космическая биология и биотехнология;
Технологии освоения космического пространства;
Образование и популяризация космических исследований;
Эксперименты, выполняемые на АС в интересах российских ученых.
«ИССЛЕДОВАНИЕ ЗЕМЛИ И КОСМОСА»
По направлению «Исследование Земли и Космоса» проводились сеансы
следующих космических экспериментов: «БТН-Нейтрон», «Всплеск»,
«Микроспутник», «Напор-миниРСА», «Обстановка (1 этап)», «Релаксация»,
«Сейнер», «Сейсмопрогноз», «Ураган» и «Экон-М».
Космический эксперимент «БТН-Нейтрон»
С помощью бортового телескопа нейтронов БТН-М1 аппаратуры
3
«БТН-Нейтрон», размещенной на внешней поверхности служебного модуля,
осуществлялся непрерывный мониторинг потоков нейтронов и жесткого
Рис. 1. Аппаратура БТН-М1 на внешней поверхности СМ
электромагнитного излучения в широком энергетическом диапазоне.
Измерения проводятся активным детектором на основе газовых счетчиков и
сцинтилляционного детектора. Эксперимент выполняется в автоматическом
режиме. Аппаратура работает непрерывно, передача информации на Землю
осуществляется один раз в сутки.
В период МКС-38 было продолжено проведение измерений:
- прямого и рассеянного в атмосфере потоков высокоэнергичных
нейтронов солнечных вспышек;
- тепловых (0,001–0,1 эВ), эпитепловых (0,1–1,0 эВ), резонансных (1 эВ
– 0,3 МэВ) и быстрых (0,3-10 МэВ) нейтронов от наведенных космическими
лучами ядерных реакций в верхней атмосфере Земли;
- жесткого ионизирующего излучения в диапазоне энергий 30 кэВ – 10
МэВ.
Полученные к настоящему времени результаты совместно с данными
будущих измерений позволят полностью выполнить поставленные задачи по
построению радиационной обстановки вне КА для периодов активного и
пассивного Солнца и построению инженерной модели нейтронного альбедо
Земли. Результаты эксперимента также могут применяться для построения
модели нейтронной радиационной обстановки на околоземных и
межпланетных космических пилотируемых комплексах.
Космический эксперимент «Всплеск»
Для реализации эксперимента используется аппаратурный комплекс
«Всплеск», который находится на внешней поверхности модуля «Звезда». В
период МКС-38 в непрерывном автоматическом режиме были продолжены
работы по измерению потоков частиц вдоль орбиты МКС (частицы
радиационного пояса, галактические космические лучи, частицы
атмосферного альбедо) с целью уточнения составленной модели
4
стационарных (фоновых) потоков частиц и дальнейшего набора
статистических данных для обработки и анализа результатов эксперимента.
Рис. 2. Аппаратура «Всплеск» на внешней
поверхности СМ
На Землю передано около 210 Мбайт информации, которая будет
использована для изучения связи сейсмических процессов и явлений в
земной коре, магнитосфере, ионосфере и радиационном поясе, изучения
физической природы сейсмических эффектов в околоземном космическом
пространстве, а также прогностических возможностей нового предвестника
землетрясений - всплесков высокоэнергичных заряженных частиц в
околоземном космическом пространстве.
В МКС-38 эксперимент «Всплеск» завершен. 27 декабря 2013 года во
время ВКД-37 С.Н. Рязанским были проведены работы по отключению
моноблока «Всплеск» от бортовых систем и его демонтажу. Моноблок был
утилизирован путем отброса от МКС по направлению против вектора
скорости.
Космический эксперимент «Микроспутник»
В период МКС-38 были продолжены исследования физических
процессов при атмосферных грозовых разрядах по программе автономного
полета микроспутника «Чибис-М», имеющего круговую орбиту высотой ~
500 км, с установленным на нем комплексом научной аппаратуры (КНА)
«Гроза».
Микроспутник «Чибис-М» был выведен на орбиту с помощью
транспортно-грузового корабля «Прогресс М-13М» 25 января 2012 года.
5
Рис. 3. Рабочая группа по обработке
результатов, полученных с микроспутника «Чибис-М»
Комплекс научной аппаратуры «Гроза» в ходе проведения измерений на
орбите решает научные задачи по изучению:
а) ступенчатого лидера высотных молний;
б) высотного распределения разрядов облако – поверхность Земли и
облако – облако;
в) узких биполярных радио-импульсов (NBP);
г) фона радиоизлучений в дипазоне 20-50 МГц;
д) всплесков УФ излучения;
е) электромагнитных параметров космической погоды в диапазоне 10-2
– 2*104 Гц.
Основным методом исследования физических процессов при высотных
атмосферных разрядах является детальное количественное сопоставление
предсказаний различных теорий с результатами одновременной регистрации
вспышек оптического, рентгеновского и гамма-излучений в области
грозовых центров на спутниках и в наземных обсерваториях.
Управление аппаратом производится с двух пунктов – наземного
комплекса в Калуге и дистанционно управляемого из Калуги наземного
комплекса в Красноярске, разнесенных на расстояние около 4 000 км (по
условиям радиовидимости покрывается практически вся территория России).
К концу октября «Чибис-М» совершил более 12 300 витков на орбите.
Передача информации осуществляется на основе международных
стандартов CCSDS (Консультативного комитета космических
информационных систем), что обеспечивает возможность ее приема на
различных пунктах космической связи как в России, так и за рубежом.
6
Космический эксперимент «Напор-миниРСА»
Новый технический эксперимент «Напор-миниРСА», одной из задач
которого является получение радиолокационных изображений природных
объектов на трассе полета МКС с помощью системы оптических телескопов,
заключается в экспериментальной отработке записи и передачи
видеоизображения подстилающей поверхности Земли с борта СМ РС МКС
через радиотехническую систему передачи информации (РСПИ) на наземные
приемные станции для обеспечения потребностей российских и зарубежных
организаций.
Целью КЭ является проведение на РС МКС отработки в условиях
космического пространства и экспериментальной отработки малогабаритного
радиолокатора с синтезированной апертурой на основе микрополосковых
активных фазированных антенных решёток (АФАР) в интересах решения
задач природопользования, экологического контроля и мониторинга ЧС.
Космический радиолокатор с синтезированной апертурой антенны
(РСА) относится к эффективному средству дистанционного зондирования
Земли.
Система оптических телескопов включает в себя камеру среднего
разрешения (MRC) и камеру высокого разрешения (HRC). Камеры MRC и
HRC были доставлены на борт МКС кораблем ТГК «Прогресс М-21М».
Работой автоматической системы обеспечения теплового режима
(АСОТР) обеспечивалось поддержание в работоспособном состоянии
оборудования КЭ «Напор-миниРСА», расположенного на внешней
поверхности станции. Кроме того, космонавты Олег Котов и Сергей
Рязанский проводили работу с оборудованием по данному эксперименту
(монтаж кабелей, стыковка телеметрических разъемов, тестовая проверка и
т.п.), итогом которой стала установка блока БЗУ-М на панели 104 в модуле
СМ. 12 декабря 2013 года была выполнена тестовая проверка.
Рис. 4. Камера HRC на ДПН
(вид со стороны универсального рабочего места)
Рис. 5. Камера HRC на ДПН
(вид со стороны объектива)
7
Во время выхода в открытый космос экипажа МКС-38 (ВКД-37А,
участники – Олег Котов и Сергей Рязанский) проведена установка камер
среднего и высокого разрешения (MRC и HRC), стыковка разъемов к
камерам и выполнен телеметрический контроль камер. В последующие дни,
в рамках работ по данному эксперименту, по заявке постановщиков было
проведено тестирование блока запоминающего устройства БЗУ-М. Кроме
того, проводилось тестирование моноблока MRC и моноблока HRC
оптических телескопов.
В ходе МКС-39 запланированы дальнейшие испытания аппаратуры.
Космический эксперимент «Обстановка (1 этап)»
Эксперимент направлен на изучение плазменно-волновых процессов
взаимодействия сверхбольших космических аппаратов с ионосферой.
Рис. 6. Датчики ПВК на фоне Земли моноблока двухосной платформы наведения (ДПН) для
оптического телескопа с фотографированием
В период МКС-38 регулярно - раз в две недели выполнялись операции
по копированию информации из БСПН на лэптоп RSS1. Три сеанса
копирования выполнил бортинженер-2 С.Н. Рязанский и пять сеансов бортинженер-4 М.В. Тюрин.
Используемый в эксперименте плазменно-волновой комплекс (ПВК)
обеспечивает физические измерения параметров плазмы, электрических и
магнитных полей, спектров электронов (от 10 эВ до 10 кэВ) и
электромагнитных волн в ближней зоне (не далее трех метров от
поверхности), а также вариаций потенциала МКС.
В период МКС-38 функционирование аппаратуры ПВК в режиме
измерений параметров «Мониторинг» проходило автономно.
8
В результате выполнения эксперимента будет создана база
экспериментальных данных по электромагнитному состоянию ионосферы
Земли для выявления и предотвращения ее катастрофических изменений.
Использование на орбитальных станциях активных источников
(своеобразными активными источниками являются, например, двигатели
МКС) и соответствующего бортового плазменно-волнового
диагностического комплекса научной аппаратуры дает возможность для
решения качественно новых задач в рамках международных проектов по
одновременному изучению на ряде космических аппаратов процессов
воздействия орбитальных станций на окружающее космическое
пространство.
Космический эксперимент «Релаксация»
Выполнение эксперимента осуществлялось с использованием
комплекса научной аппаратуры «Фиалка-МВ-Космос». Для каждой
конкретной задачи эксперимента в зависимости от условий наблюдения
использовались различные виды оборудования из состава комплекса:
спектрометр № 1 или № 2, специальные объективы и режимы работы НА
«Фиалка-МВ-Космос» (количество спектров, используемые фильтры для
УФ-камеры и др.).
В период МКС-38 проведено шесть сеансов эксперимента: один сеанс спектральные наблюдения солнечного излучения при переходе в теневую
зону и пять сеансов по наблюдению гроз на острове Ява.
Результаты эксперимента уже внедряются в космическую
промышленность:
• разработана схема перспективного гиперспектрального
метеорологического комплекса для определения газового состава атмосферы
с учетом современных требований глобального мониторинга системы
атмосфера–поверхность Земли для КА «МЕТЕОР-МП»;
• разработана технология создания высокочувствительных
многоканальных систем ультрафиолетового и вакуумного
ультрафиолетового диапазонов спектра для обнаружения сверхслабых
излучений объектов ракетно-космической техники.
9
Рис. 7. Бортинженер-2 С.Н.Рязанский выполняет эксперимент «Релаксация»
Эти данные необходимы как для развития теоретических моделей, так и
развития прикладных методов прогнозирования. Наблюдение выхлопов
двигательной установки и искусственных космических объектов на орбите
МКС представляет практический интерес для безопасной эксплуатации
МКС, работы ее экипажа, космической навигации, а также могут быть
практически использованы экипажем для контроля состояния окружающей
космической среды.
Космический эксперимент «Сейнер»
Задачи космического эксперимента «Сейнер» ориентированы на
получение экспериментальных данных, необходимых для решения основных
научно-методических вопросов, определяющих повышение
информационного потенциала пилотируемых орбитальных средств,
используемого в интересах рыбной промышленности. Эксперимент
проводится с использованием фото- и видеоаппаратуры из комплекса средств
поддержки экипажа. Объектами исследований являются акватории
территориальных морей, исключительных экономических зон,
континентального шельфа и открытых вод Мирового океана в широтном
поясе ±54°.
10
Рис. 8. Командир экипажа МКС-38 О.В.Котов выполняет монтаж
аппаратуры на иллюминатор
В период МКС-38 проведено 14 сеансов эксперимента по фотосъемке
цветоконтрастных образований в Юго-Восточной части Тихого океана и
Юго-Западной части Атлантического океана: шесть сеансов - командиром
экипажа МКС-38 О.В. Котовым, один сеанс - бортинженером-2 МКС-38 С.Н.
Рязанским и семь сеансов - бортинженером-4 МКС-38 М.В. Тюриным.
Результаты эксперимента, содержащиеся на жестком диске, в составе
возвращаемого груза доставлены на Землю на пилотируемом транспортном
корабле «Союз ТМА-10М» и переданы постановщику эксперимента ФГУП
«ВНИРО» для обработки и анализа.
Космический эксперимент «Сейсмопрогноз»
В задачи эксперимента входит поиск и установление закономерностей
ионосферных откликов на сейсмические события с целью краткосрочного
прогнозирования землетрясений по данным измерений на борту МКС.
Объектами исследования в КЭ «Сейсмопрогноз» являются:
• электромагнитные высокочастотные колебания в околоземной плазме;
• характеристики распространения УКВ – радиосигналов;
• характеристики распространения радиосигналов спутниковых систем
GPS.
В эксперименте используется научная аппаратура «Сейсмопрогноз»,
состоящая из моноблока «Сейсмопрогноз», устанавливаемого вне ГО, и двух
модулей контроля, размещенных внутри ГО. НА «Сейсмопрогноз» была
доставлена на борт МКС кораблем ТГК «Прогресс М-21М».
11
В период МКС-38 в круглосуточном автоматическом режиме
осуществлялось получение целевой информации моноблоком
«Сейсмопрогноз», установленном на внешней поверхности станции,
накопление информации в модуле контроля и сбора данных (МКСД) и
последующая передача ее на Землю. Сергей Рязанский и Михаил Тюрин
осуществляли резервное копирование файлов данных на Flash-диск для его
последующей транспортировки на Землю на ТПК «Союз». Периодически
пропадала связь между моноблоком «Сейсмопрогноз» и модулем МКСД, но
связь удавалось восстановить после выдачи пакета команд по командной
радиолинии (КРЛ) на перезагрузку аппаратуры.
Космический эксперимент «Ураган»
В эксперименте продолжается отработка технических средств и методов
наблюдения поверхности Земли с борта РС МКС в условиях ограничений
реального космического полета (по освещенности объекта наблюдения,
наличия облачности, планирования в рабочей зоне т.д.).
В ходе экспедиции экипаж выполнял визуальные наблюдения и съемку
заданных районов Земли фотоаппаратурой с разными уровнями разрешения:
полноформатные зеркальные цифровые фотокамеры Nikon D3 и Nikon D3X с
эффективным числом пикселей ПЗС-матрицы 12,1 млн. и 24,5 млн. пикселей
соответственно. Объектами наблюдений являлись районы потенциально
опасных явлений. Проводился мониторинг состояния природной среды в
районах исследований, имеющих заповедники, национальные парки и другие
природные объекты.
Передача информации осуществлялась в оперативном режиме по
каналам ОСА и РСПИ.
В период МКС-38 выполнено 44 сеанса эксперимента «Ураган», из них
17 - с использованием аппаратуры ФСС. 26 сеансов проведены в дни отдыха
и в личное время, как работа из списка задач, выполняемых в свободное
время (Task List). 12 сеансов выполнил командир экипажа МКС-38
О.В.Котов, 20 сеансов - бортинженер-2 С.Н. Рязанский, 12 сеансов бортинженер-4 М.В.Тюрин.
12
Рис. 9. Остров Дарвин, съемка 25.11.2013 г.
Рис. 10. Река в Южной Америке, съемка 12.12.2013 г.
Результаты эксперимента доставлены на Землю на жестких дисках в
составе возвращаемого груза на корабле «Союз ТМА-10М».
Космический эксперимент «Экон-М»
Постоянно меняющаяся экологическая обстановка на Земле требует
регулярного контроля среды обитания и принятия мер по её улучшению.
Рис. 11. Промышленный район г. Благовещенска
Космическая фотосъёмка позволяет получать не только информацию об
обстановке на стационарных объектах наблюдения, но и проводить как
частную целенаправленную, так и комплексную оценку влияния их
деятельности на природную среду, оценивать и прогнозировать
экологические последствия жизнедеятельности объектов. Достоинством
является многократная фотосъёмка (регистрация) одного и того же объекта
при разных условиях наблюдения.
В экспедиции МКС-38 экипаж продолжил работы по реализации
эксперимента «Экон-М». Визуальные наблюдения с помощью фото- и
видеоаппаратуры с разными уровнями пространственного разрешения и
запись изображений заданных районов Земли выполнялись в целях
экологического обследования районов деятельности различных объектов.
13
При этом объектами наблюдений являлись районы на территории РФ и
зарубежных государств. Конкретные сюжеты съемок определялись на этапе
полета экспедиции.
По списку Task List (в личное время экипажа) в период МКС-38
выполнено 82 сеанса эксперимента, из них командиром экипажа О.В.
Котовым было выполнено 45 сеансов эксперимента, бортинженером-2 С.Н.
Рязанским - 37 сеансов.
В спускаемом аппарате ТПК «Союз ТМА-10М» на Землю возвращены
отснятые материалы с различными объектами на территории РФ и
зарубежных государств.
14
ЧЕЛОВЕК В КОСМОСЕ
В рамках направления «Человек в Космосе» выполнялись работы по
следующим экспериментам: «Виртуал», «Взаимодействие», «Матрешка-Р»,
«Мотокард», «Спланх» и «Хроматомасс-спектр М».
Космический эксперимент «Виртуал»
Космический эксперимент «Виртуал» направлен на получение новых
данных о механизмах сенсорных взаимодействий и сенсорных адаптации,
динамики устойчивости адаптивных сдвигов в коротких и длительных
космических полетах.
Рис. 12. М.В.Тюрин выполняет сеанс КЭ «Виртуал» с использованием головного блока ETD
В ходе эксперимента решаются вопросы по разработке методологии
прогноза надежности зрительного слежения в сложных динамических и
визуальных условиях, вызывающих дезориентацию и иллюзии
пространственного положения.
При проведении эксперимента используется оборудование ETD,
предназначенное для регистрации видеоокулограммы (ВОГ) и движений
головы, а также комплект «Виртуал-1».
Комплект «Виртуал-1» был доставлен на борт МКС кораблем «Союз
ТМА-10М». Укладки «Виртуал-1. Маска» и «Виртуал-1. Данные» для
выполнения эксперимента М.В.Тюриным были доставлены на борт МКС
кораблем «Союз ТМА-11М». В период МКС-38 было выполнено 14 сеансов
эксперимента, из них командиром экипажа МКС-38 О.В. Котовым - 4 сеанса,
бортинженером-2 С.Н.Рязанским - 4 сеанса и бортинженером-4 МКС-38
М.В.Тюриным - 6 сеансов.
15
Выполнение эксперимента позволит выявить индивидуальные
особенности и характер взаимосвязи между перцептивными,
сенсомоторными и вегетативными реакциями в невесомости. Полученные на
борту РС МКС результаты будут способствовать разработке методологии
прогноза надежности пространственной ориентации в сложных
динамических и визуальных условиях, вызывающих дезориентацию и
иллюзии пространственного положения.
Космический эксперимент «Взаимодействие»
Увеличение продолжительности космических полетов и рост
численности экипажа, а также повышение гетерогенности его состава МКС
(по национальным, культуральным, личностным и профессиональным
особенностям), существенно повышают вероятность возникновения
конфликтов, как на борту космического корабля, так и в контуре «Борт МКС
– ЦУП».
Проведение КЭ
осуществляется с помощью
программы-опросника,
записанной на индивидуальной
флэш-карте. В ходе проведения
КЭ решаются следующие
задачи: изучение влияния
Рис. 13. Вид экрана для этапа оценки персонажей
личностных, культуральных и
национальных различий на взаимное восприятие членов экипажа, структуры
группы; исследование динамики самовосприятия и восприятия членами
экипажа друг друга под влиянием стресса на различных стадиях
долговременного полета; изучение групповой динамики в долговременном
полете. В сеансе эксперимента проводится оценка персонажей (членов
экипажа и операторов ЦУП) по биполярным шкалам, образованным
двенадцатью парами оценочных критериев, сформированных при
проведении наземных фоновых занятий. Все получаемые в ходе полета
данные регистрируются также на индивидуальной карте памяти. Это вызвано
необходимостью строгого соблюдения норм медицинской этики.
В период МКС-38 было проведено 18 сеансов эксперимента: по 9
сеансов с участием бортинженера-2 С.Н. Рязанского и бортинженера-4
М.В.Тюрина.
Укладка «Взаимодействие» с результатами эксперимента возвращена на
Землю в спускаемом аппарате ТПК «СоюзТМА-10М».
16
Регулярное тестирование в ходе полета позволит выявить изменения
взаимоотношений в экипаже в длительном полете, оптимизировать
проведение психологической поддержки и уточнить рекомендации к
психологическому отбору и подготовке экипажа.
Космический эксперимент «Матрешка-Р»
Рис. 14. С.Н.Рязанский устанавливает детекторы
на экспонирование
Рис. 15. Шаровой фантом на месте экспонирования
Рис. 16. С.Н. Рязанский выполняет контроль показаний аппаратуры «Люлин-5»
В ходе КЭ «Матрешка-Р» в условиях длительного космического полёта
выполняются измерения распределения потоков ионизирующих частиц и
дозы радиации, включая вклад в дозу нейтронов, как в отсеках станции, так
и внутри фантомов (шарового и антропоморфного) в зависимости от глубины
проникновения частиц в имитируемое фантомами «тело» человека.
Отличительной особенностью данного эксперимента является широкое
международное сотрудничество при его подготовке и проведении. В
настоящее время участники эксперимента из 10 стран, работающие под
эгидой пяти агентств-партнеров (Роскосмос, ЕКА, НАСА, ККА и JAXA),
17
вносят свой вклад в его проведение. Следствием комплексного характера
эксперимента «Матрешка-Р» стало большое разнообразие применяемого
оборудования и приборов.
В период МКС-38 были продолжены I и II этапы КЭ «Матрешка-Р» при
помощи следующей аппаратуры:
НА «Комплект Фантом»;
 «Комплект СПД»;
 НА «Люлин-5»;
 НА «Баббл-дозиметр»;
 НА «Укладка ПАДЛ детекторы»;
 НА «Тритель»;
 НА «Укладка «Шторка защитная».

В рамках работ с оборудованием по эксперименту «Матрешка-Р»
российскими членами экипажа МКС-38 Олегом Котовым, Сергеем
Рязанским и Михаилом Тюриным были выполнены следующие работы:





контроль показаний аппаратуры «Люлин-5» (контроль
показаний НА «Люлин-5» проводился каждые две недели: два раза
бортинженером-2 С.Н.Рязанским и пять раз бортинженером-4
М.В.Тюриным);
контроль показаний аппаратуры «Тритель»;
инициализация «Баббл-детекторов» аппаратуры «Бабблдозиметр»;
передача части детекторов аппаратуры «Баббл-дозиметр»
для экспонирования на АС МКС с последующим измерением их
показаний;
снятие показаний с детекторов, размещенных на
экспонирование на РС МКС.
Продолжалось экспонирование «шторки защитной» в правой каюте
модуля СМ, пассивных детекторов в шаровом фантоме в японском модуле
КИБО, пассивных детекторов комплекта «СПД», а также детекторного блока
аппаратуры «Люлин-5», размещенного в центральной секции модуля МИМ1.
Кроме того, научной аппаратурой «Тритель», установленной в модуле СМ,
проводилось измерение спектров заряженных частиц на внешней
поверхности станции.
В спускаемый аппарат ТПК «Союз ТМА-10М» для возврата на Землю
была перенесена полезная нагрузка по КЭ «Матрешка-Р»: «Баббл-детекторы»
аппаратуры «Баббл-дозиметр», экспонировавшиеся во внутренних объемах
18
российского и американского сегментов; укладка детекторов «Тритель»,
экспонировавшаяся в модуле СМ; укладка детекторов PADLE,
экспонировавшаяся в АС; комплект «ИД-3 МКС» из накопителя «Шторка
защитная», экспонировавшийся в правой каюте модуля СМ.
Исследования позволили получить новые данные для оценки уровня
воздействия ионизирующего космического излучения в местах расположения
критических органов человека в условиях длительного космического полета.
При этом полученные результаты хорошо вписываются в общую картину
радиационной обстановки и согласуются с данными предшествующих
дозиметрических экспериментов, проведенных в каюте МКС.
Космический эксперимент «Мотокард»
Результаты исследований, выполненных после даже относительно
коротких экспедиций, выявили локомоторные нарушения, которые
нивелируются к 48 - 72 часам после приземления. Локомоторные нарушения
после длительных космических полетов еще более глубоки. Поэтому
разработка мер профилактики локомоторных нарушений – одна из
приоритетных задач, требующих решения в условиях длительного полёта.
Рис. 17. Подготовка С.Н. Рязанского к выполнению
эксперимента
Рис. 18. С.Н. Рязанский помогает О.В. Котову в
экипировке перед выполнением эксперимента
Целью эксперимента «Мотокард» является исследование природы
нарушений локомоций в длительных космических полетах и путей их
коррекции и предупреждения.
Эксперимент «Мотокард» выполняется на бегущей дорожке и
заключается в выполнении локомоций в режиме медленного, среднего и
быстрого бега, разминочной и заминочной ходьбы (скорость ходьбы/бега
космонавт выбирает самостоятельно, по самочувствию) в двух режимах
работы дорожки: вначале в активном и после перерыва 5-8 мин - в
пассивном. При проведении теста регистрируется электромиограмма мышц
19
бедра и голени, реакции опоры и параметры нагрузки на бегущей дорожке
(реальная скорость, истекшее время, пройденное расстояние).
В период МКС-38 выполнено восемь сеансов эксперимента: по четыре
командиром экипажа МКС-38 О.В. Котовым и бортинженером-2
С.Н.Рязанским.
Укладки «Диаслед-данные» и «Миограф. Карта памяти», содержащие
результаты эксперимента будут возвращены на Землю в спускаемом
аппарате ТПК «Союз ТМА-10М».
Космический эксперимент «Спланх»
Космический эксперимент «Спланх» нацелен на получение в условиях
космического полетафундаментальных данных о структурнофункциональном состоянии различных отделов желудочно-кишечного
тракта, органов и сосудов брюшной полости, забрюшинного пространства и
лежащих в их основе механизмах, определяющих особенности изменений
пищеварительной системы в невесомости. КЭ представляет собой
комплексное направленное исследование специфики изменений
пищеварительной системы в космическом полете. В ходе эксперимента
комплексные результаты ультразвуковых, допплеровских, биохимических
исследований и функционального тестирования пищеварительной системы
будут сопоставлены с результатами исследований накожных
биоэлектрических потенциалов различных отделов желудочно-кишечного
тракта.
В ходе выполнения сеанса эксперимента до завтрака натощак и в
течение двух часов после приема пищи российским членом экипажа
проводится биохимический анализ крови аппаратурой комплекса
«Рефлотрон-4», а также снятие накожных потенциалов с использованием
аппаратуры «Спланх-1».
В период МКС-38 выполнено четыре сеанса эксперимента: по два
командиром экипажа МКС-38 О.В. Котовым и бортинженером-2
С.Н.Рязанским. Укладка «Спланх-1. Данные» с результатами эксперимента
возвращена на Землю в спускаемом аппарате ТПК «Союз ТМА-10М».
Рис. 19. О.В. Котов и С.Н. Рязанский в ходе выполнения КЭ «Спланх»
20
Космический эксперимент Хроматомасс-спектр М»
Эксперимент выполняется в утренние часы до санации ротовой
полости, натощак. В ходе сеанса эксперимента проводится отбор проб
биологических жидкостей (крови и слюны).
Рис. 20. Пробы бортинженера-4 М.В.Тюрина
Пробы консервируют по разработанной технологии и доставляют в
лабораторию для анализа и интерпретации данных по алгоритму
определения микроэкологического статуса, дисбактериозов и инфекций
методом масс-спектрометрии микробных маркеров. Используемый в
эксперименте метод масс-спектрометрии позволяет детектировать в
исследуемых образцах маркеры – компоненты микробной клетки – широкого
спектра микроорганизмов собственной и инородной микробиоты человека.
В период МКС-38 выполнено 8 сеансов эксперимента: по два
командиром экипажа МКС-38 О.В. Котовым и бортинженером-2 С.Н.
Рязанским и четыре - бортинженером-4 М.В. Тюриным.
В результате выполнения эксперимента будет сформирован
микробиологический «паспорт» каждого космонавта, определен
максимально расширенный спектр условно-патогенной микрофлоры,
включая анаэробы, по молекулярным жиро-кислотным маркерам.
Количественный анализ видового состава указанных микроорганизмов
позволит установить результат стрессовых воздействий полета и определить
меры до и послеполетного восстановления нарушенной микробиоты
космонавтов.
21
«КОСМИЧЕСКАЯ БИОЛОГИЯ И БИОТЕХНОЛОГИЯ»
По направлению «Космическая биология и биотехнология» было
проведено 9 космических экспериментов. Это – эксперименты «Аквариум»,
«Асептик», «Биодеградация», «Биориск», «Кальций», «Каскад», «Лактолен»,
«Растения», «Регенерация-1».
Космический эксперимент «Аквариум» (этап «Аквариум-AQH»)
Целью эксперимента «Аквариум» (этап «Аквариум-AQH») является
изучение всех этапов процесса онтогенетического развития и органогенеза у
водных гетеротрофных организмов (рыбы медака) в условиях космического
полета, а также изучение влияния агравитационной среды на их
поведенческие реакции для решения вопросов фундаментальной биологии и
создания систем жизнеобеспечения экипажей пилотируемых космических
комплексов.
Рис. 21. Передача укладки «Midge Experiment Kit» на РС МКС
Совместный российско-японский эксперимент «Аквариум-AQH»,
который является этапом КЭ «Аквариум», дает возможность провести
изучение водных гетеротрофных организмов в условиях космического
пространства, тем самым, решить часть задач, поставленных в КЭ
«Аквариум», включая исследование полного цикла процесса
онтогенетического развития и органогенеза у водных гетеротрофных
организмов в условиях КП.
Эксперимент «Аквариум-AQH» в период МКС-38 включал в себя
изучение следующих объектов:
22
•рыбок (оризий) из укладки «Medaka Experiment Kit»;
•комаров из укладки «Midge Experiment Kit».
Изучение рыбок началось в модуле «Кибо» сразу после передачи на АС.
В течение недели осуществлялось наблюдение за их поведением. Затем
оборудова-ние «Medaka Experiment Kit» было уложено в MELFI на хранение.
Изучение комаров, доставленных в виде личинок в сухом состоянии,
состояло из:
•видеонаблюдения и регистрации процесса «жизнедеятельности»
комаров после добавления воды к личинкам,
•фиксации биообразцов и их подготовки к возврату в укладке «Midge
Fixation Kit» для последующих генетических исследований.
Все операции на АС с научным оборудованием выполнял бортинженер6 МКС-38 К. Ваката.
9 марта командир экипажа О.В. Котов принял от бортинженера-6 К.
Ваката укладку «Midge Fixation Kit» и перенес в корабль «Союз ТМА-10М»
для возврата на Землю. Фотографирование во время передачи укладки
выполнил бортинженер-4 М.В. Тюрин.
Космический эксперимент «Асептик»
Целью эксперимента является экспериментальная оценка надежности и
эффективности разработанных на этапе наземной подготовки методов и
технических средств обеспечения асептических условий, проводимых в
условиях пилотируемого космического полета биотехнологических
экспериментов.
Рис. 22. Питательная среда в устройстве «Воздух»
Разработка технологической схемы проверки контроля стерильности
аппаратуры «Главбокс-С» и другого оборудования для создания
23
асептических условий проведения биотехнологических экспериментов в
условиях орбитального полета. В эксперименте также используется
аппаратура «Асептик» (укладка «Воздух», укладка «Поверхность», укладка
«Насос»), предназначенная для проведения качественного и количественного
анализа содержания микроорганизмов в атмосфере НА «Главбокс-С» и на ее
внутренних поверхностях.
В ходе эксперимента командир экипажа МКС-38 О.В. Котов провел
отбор проб с поверхности аппаратуры «Главбокс-С» до и после выполнения в
нем эксперимента «Каскад» и фотосъемку питательной среды в устройствах
«Воздух» и «Поверхность». Фотографирование при проведении
эксперимента (отборе проб) выполнили бортинженер-2 С.Н. Рязанский и
бортинженер-4 М.В. Тюрин. Для оперативного анализа результатов
эксперимента после каждого отбора проб проводилась передача фотографий
на Землю.
Образцы проб в укладках «Воздух» и «Поверхность» возвращены в
спускаемом аппарате ТПК «Союз ТМА-10М», доставлены в Москву с
соблюдением температурного режима и переданы постановщику
эксперимента для лабораторного анализа и дальнейшего изучения.
Проводимый эксперимент поможет разработать методы и бортовые
технические средства обеспечения асептических условий проведения
биоэкспериментов в космосе.
Космический эксперимент «Биодеградация»
Эксперимент посвящен исследованию начальных этапов колонизаций
микроорганизмами поверхностей конструкционных материалов в условиях
замкнутой среды обитания экипажа МКС.
Рис. 23. Отбор проб в рамках КЭ «Биодеградация»
24
Основным местообитанием бактерий и грибков на станции являются
поверхности панелей интерьера модулей.
Для проведения эксперимента на борт МКС кораблем «Прогресс М21М» была доставлена укладка «Биопробы» № 3. В период МКС-38
выполнен один сеанс эксперимента по отбору биопроб. Сеанс провел
бортинженер-4 МКС-38 М.В. Тюрин. Данные с исследованиями возвращены
на Землю в укладке «Биопробы» в спускаемом аппарате ТПК «Союз ТМА10М».
Обработка образцов проводится на Биологическом факультете МГУ им.
М.В. Ломоносова, как правило, в день получения материала. Выделение
микроорганизмов проводится в стерильном боксе с ультрафиолетовыми
лампами методом посева на твердые агаризованные питательные среды.
Космический эксперимент «Биориск»
В эксперименте «Биориск» было продолжено исследование влияния
факторов космического пространства на состояние систем «микроорганизмы
– субстраты» применительно к проблеме экологической безопасности
космической техники и планетарного карантина.
Рис. 24. Планшет «Биориск-КМ» на месте
экспонирования
Планшеты «Биориск-КМ» и контейнеры «Биориск-МСВ» размещаются
внутри объема служебного модуля. Один раз в полгода производится спуск
одного контейнера «Биориск-МСВ», и один раз в год – планшета «БиорискКМ». Контейнеры «Биориск-МСН» размещаются вне герметичного объема
МКС. Один раз в год производится возвращение одного контейнера.
В период МКС-38 проводилось пассивное экспонирование комплектов
«Биориск-КМ», контейнеров «Биориск-МСВ» внутри ГО и контейнеров
«Биориск-МСН» на внешней стороне РС МКС.
6 февраля 2014 года на борт МКС кораблем «Прогресс М-22М» был
доставлен планшет «Биориск-КМ» № 01 из состава комплекта «Биориск-КМ»
25
зав. № 08. Бортинженер-4 М.В.Тюрин разместил планшет «Биориск-КМ» №
01 в тамбуре АСУ СМ.
6 марта 2014 года М.В. Тюриным был проведен демонтаж контейнера
«Биориск-МСВ» № 13 для возврата на Землю на корабле «Союз ТМА-10М».
После возвращения в последующих экспедициях экспонированных
образцов будут продолжены работы по прогнозированию стойкости
материалов к микробному фактору в реальных условиях эксплуатации РС
МКС с разработкой рекомендаций по снижению риска микробиологических
повреждений и проведена оценка медицинских и технологических рисков,
обусловленных влиянием циклических изменений солнечной активности на
состояние систем «микроорганизмы – субстраты» в условиях космического
полета.
Космический эксперимент «Кальций»
Эксперимент посвящен выявлению возможной причины нарушения
гомеостаза кальция в организме, проявляющейся в деминерализации костной
ткани. В целях экспериментального определение растворимости фосфатов
кальция костной ткани в условиях микрогравитации проводится
экспонирование длительностью 3, 6, 12 и 18 месяцев после доставки
аппаратуры на МКС пеналов «Биоэкология» с образцами в биопробирках.
Рис. 25. Образцы костной ткани перед
возвратом на Землю
В качестве биообразцов используются два вида костной ткани,
кортикальная и губчатая, помещённые в воду и/или в физиологический
раствор.
26
В экспедиции МКС-38 продолжалось экспонирование пеналов
«Биоэкология» №№ 13-1 - 13-4, ранее доставленных на МКС.
Экспонируемые образцы КЭ «Кальций», содержащиеся в пеналах
«Биоэкология» №№ 13-1, 13-2 в конце экспедиции МКС-38 были извлечены
с мест экспонирования, содержимое биопробирок сфотографировано, пеналы
«Биоэкология» №№ 13-1, 13-2 возвращены на Землю в спускаемом аппарате
ТПК «Союз ТМА-10М». Операции с образцами выполнил бортинженер-2
С.Н. Рязанский.
Экспонирование пеналов «Биоэкология» №№ 13-3 и 13-4 продолжается
в экспедиции МКС-39.
При анализе полученных образцов планируется определение возможных
направлений коррекции гомеостаза кальция в ходе длительного
космического полета.
Космический эксперимент «Каскад»
В эксперименте исследуются процессы культивирования клеток
микроорганизмов, животных и человека в условиях микрогравитации для
получения концентрированной биомассы с высоким содержанием клеток,
обеспечивающих повышенный выход целевых биологически активных
веществ (БАВ).
В период МКС-38 исследования
проводились с использованием сменного
биореактора № 06 и укладки № 2,
доставленных на РС МКС кораблем
«Прогресс М-22М». Кроме того, при
проведении эксперимента использовались
термостаты ТБУ-В и «Криогем-03», а
Рис. 26. Заправка биореактора в «Главбокс-С»
также аппаратура «Главбокс-С»
(перчаточный бокс) для работы с посевной культурой в биореакторе. Для
выполнения перемешивания биомассы биореактор помещался в корпустермостат. Сеанс эксперимента выполнил бортинженер-2 С.Н. Рязанский.
Установку термостата для проведения эксперимента осуществил
командир экипажа О.В. Котов. Фотографирование процесса выполнения КЭ
и демонтаж термостата провел бортинженер-4 М.В. Тюрин.
В конце экспедиции биореактор № 06 с биомассой микроорганизмов
возвращен на Землю в спускаемом аппарате ТПК «Союз ТМА-10М» и
передан постановщику эксперимента для лабораторного анализа и
дальнейшего изучения.
27
Космический эксперимент «Лактолен»
В эксперименте «Лактолен» изучается влияние экспозиции в условиях
орбитального полета на ростовые, генетические и физиологические
характеристики штамма-продуцента лактолена. Экспозиция культур
микроорганизмов в условиях орбитального полета может привести к широко
известному для различных типов бактерий явлению хромосомной
амплификации генов (кластеров генов), которое используется при селекции
продуцентов биологически активных веществ (БАВ).
Рис. 27. Пенал «Биоэкология» № 9-4 на панели 305 в СМ
Это обусловливается в первую очередь микрогравитацией,
исключающей все виды конвекции, движением в геомагнитном поле,
воздействием космического излучения, а также другими (не
идентифицированными) факторами космического пространства (ФКП),
которые изменяют ход некоторых внутриклеточных процессов.
В период МКС-38 на МКС продолжалось длительное экспонирование
пенала «Биоэкология» № 9-4 с культурами штамма Lactobacillus delbruecki
subsp. Bulgfricus ЛН8 – продуцента лактолена, основы пробиотического
препарата для нормализации микрофлоры кишечника человека.
Экспонирование пенала «Биоэкология» № 9-4 продолжается в экспедиции
МКС-39.
Полученный на борту МКС материал будет использоваться для
наземной селекции штаммов-продуцентов с улучшенными характеристиками
(повышенным выходом лактолена).
Космический эксперимент «Растения» (этап 5 «Термо-ЛАДА»)
Исследование роста и развития высших растений при воздействии
28
факторов космического полета остается одним из основных вопросов
космической биологии.
Рис. 28. Модуль ТК-Лада № 02 на панели 219 в СМ
Важность таких исследований совершенно очевидна, т.к. их результаты
являются научной базой для проектирования будущих космических
оранжерей и позволяют оценить степень зависимости основных жизненных
процессов растений от эволюционно значимого фактора - фактора
гравитации.
Точность измерения температуры является критическим параметром для
эксплуатации биологических систем жизнеобеспечения, в том числе
оранжерейных устройств, функционирующих длительное время в условиях
космического полета. Данный этап эксперимента позволит повысить
достоверность выводов о влиянии условий микрогравитации на
температурные характеристики фазового перехода.
При проведении этапа 5 эксперимента «Растения» используется
комплект «ТЕРМО-ЛАДА», предназначенный для оценки возможности
использования известной температуры процесса фазового перехода
(плавления) некоторых материалов в качестве контрольной температуры в
устройствах калибровки измерителей температуры для условий
микрогравитации. Комплект «ТЕРМО-ЛАДА» разработан как
автоматическое устройство, которое обеспечивает непрерывное циклическое
прохождение стадий охлаждения и нагрева проб, сопровождающее процесс
замораживания и плавления материалов при температурах их фазового
перехода. Такие устройства планируется использовать, в частности, в
оранжереях (для калибровки термоимпульсных датчиков влажности
субстратов и других оранжерейных устройств) при их длительной
эксплуатации в условиях микрогравитации.
6 января 2014 года командир экипажа О.В.Котов выполнил монтаж
модуля «ТК-Лада» № 02 и запуск измерений, фотографирование провел
бортинженер-4 М.В. Тюрин. В течение недели командир экипажа О.В.Котов
29
ежедневно проводил визуальный осмотр работоспособности аппаратуры. 13
января О.В. Котов выполнил демонтаж модуля «ТК-Лада» № 02 и монтаж
модуля «ТК-Лада» № 03. В течение трех недель О.В. Котов ежедневно
проводил визуальный осмотр работоспособности аппаратуры. 3 февраля
О.В.Котов выполнил демонтаж модуля «ТК-Лада» № 03.
Модули «ТК-Лада» № 02 и № 03 были возвращены на Землю кораблем
«Союз ТМА-10М».
Космический эксперимент «Регенерация-1»
Целью КЭ «Регенерация-1» является оценка значимости факторов
космического полета в возникновении аномалий в регенерировавших
образованиях у животных организмов.
Рис. 29. Контейнеры «Планария» на месте
экспонирования (панель 406)
При проведении эксперимента используются специальные контейнеры
«Планария», в которых содержатся и доставляются пресноводные планарии
Girardia tigrina на РС МКС. Каждый контейнер «Планария» включает в себя
термоконтейнер с тремя инкубационными капсулами и предусматривает
размещение до 15 планарий.
6 февраля 2014 года командир экипажа Олег Котов выполнил перенос
контейнеров «Планария» из ТГК «Прогресс М-22М», размещение на панели
406 СМ и фотографирование на месте экспонирования.
8 марта 2014 года бортинженер-2 Сергей Рязанский перенес контейнер
«Планария» с содержащимися микроорганизмами, экспонировавшимися в
модуле СМ, в спускаемый аппарат ТПК «Союз ТМА-10М» для возврата на
Землю.
Используя данные с температурных и радиационных датчиков,
постановщик КЭ проводит синхронный эксперимент на Земле, сравнивает и
анализирует полученные результаты.
30
31
ТЕХНОЛОГИИ ОСВОЕНИЯ КОСМИЧЕСКОГО
ПРОСТРАНСТВА
По направлению «Технологии освоения космического пространства»
было проведено 11 космических экспериментов. Это – эксперименты
«Альбедо», «Бар», «Вектор-Т», «ВИРУ», «Выносливость», «Дальность»,
«Идентификация», «Изгиб», «Капля-2», «Контроль» и «Среда МКС».
Космический эксперимент «Альбедо»
В эксперименте «Альбедо» отрабатываются методы учета отраженного
от Земли солнечного излучения в модели системы электропитания PC МКС.
Для верификации характеристик излучения Земли планируется
использование измерений, полученных с помощью радиометрической
научной аппаратуры дистанционного зондирования Земли.
Рис. 30. Командир экипажа О.В. Котов выполняет
эксперимент «Альбедо»
Всего в период МКС-38 выполнено 19 сеансов эксперимента. В 11
сеансах эксперимента по наведению солнечных батарей служебная
аппаратура работала в автономном режиме и участия экипажа не
требовалось.
При проведении сеансов с использованием НА ФСС для съемки
подстилающей поверхности эксперимент выполняли командир экипажа
О.В.Котов - четыре сеанса, бортинженер-2 С.Н.Рязанский - три сеанса и
бортинженер-4 М.В.Тюрин - один сеанс.
В ходе реализации эксперимента будут получены данные о текущих
значениях альбедо земной поверхности в спектре излучения, используемом
фотоэлектрическими батареями для генерации электроэнергии, и отработаны
алгоритмы моделирования прихода электроэнергии от солнечных батарей
(СБ) CM PC МКС под воздействием отраженного излучения.
32
В результате реализации данного эксперимента будут разработаны
рекомендации по режимам управления системы электропитания PC МКС и
возможным путям построения солнечных батарей на перспективных модулях
PC МКС с учетом возможностей генерации электроэнергии под
воздействием отраженного от Земли солнечного излучения.
Космический эксперимент «Бар»
Космический эксперимент по проведению комплекса измерений
разнородных физических проявлений разгерметизации на борту космической
станции экспериментальной аппаратурой проводится в обеспечение
разработки и создания системы обнаружения мест негерметичности и утечки
воздуха для МКС.
Для проведения
эксперимента используется
измерительный комплекс «Бар»
для поиска негерметичности и
мониторинга среды обитания.
Обследуемыми районами
являются зоны установки
иллюминаторов, светильников,
вентиляторов и гермоплат
внутри станции.
Рис. 31. С.Н.Рязанский выполняет сеанс
В период МКС-38 было
эксперимента «Бар»
выполнено десять сеансов
эксперимента. Три сеанса были выполнены совместно командиром экипажа
О.В.Котовым и бортинженером-2 С.Н.Рязанским, один сеанс - совместно
бортинженером-2 С.Н.Рязанским и бортинженером-4 М.В.Тюриным.
Командир экипажа О.В.Котов выполнил самостоятельно один сеанс,
бортинженер-2 С.Н. Рязанский - два сеанса, бортинженер-4 М.В. Тюрин - три
сеанса.
Регистрация результатов измерений производилась на лэптоп RSE1.
Информация оперативно передавалась в виде электронных файлов в ЦУП
ФГУП ЦНИИмаш по каналу РСПИ.
Космический эксперимент «Вектор-Т»
В сеансах эксперимента отрабатываются методы учёта ориентации и
режимов работы СУДН и методы тематической обработки измерений
33
навигационных спутниковых систем GPS и ГЛОНАСС для задачи
определения и прогнозирования орбиты МКС. Эксперимент планируется
сериями из трех сеансов: до, во время и после динамических операций на
МКС. Сеанс эксперимента реализуется путем синхронного проведения
навигационных измерений движения МКС средствами радиолокации с
наземных станций слежения и навигационных измерений орбиты МКС с
помощью приемников навигационных спутниковых систем GPS и
ГЛОНАСС.
В период МКС-38 было выполнено 19 сеанса эксперимента в
автоматическом режиме.
В результате выполнения эксперимента будет разработана
экспериментальная система высокоточного прогнозирования движения МКС,
позволяющая повысит точность определения и прогнозирования движения
МКС на орбите.
Космический эксперимент «ВИРУ»
Задачей КЭ является повышение эффективности подготовки и
проведения космонавтами экспериментов за счет применения виртуальных
3D-руководств, а также разработка методических принципов их создания и
использования на борту PC МКС с целью сокращения ошибок экипажа при
проведении экспериментов.
Рис. 32. Окно программы «ВИРУ» на экране лэптопа RSK2 с рекомендациями
по настройке ФСС
В период МКС-38 выполнено два сеанса эксперимента: по одному
бортинженером-2 С.Н.Рязанским и бортинженером-4 М.В.Тюриным. Оба
сеанса заключались в подготовке аппаратуры «Фиалка-МВ-Космос» и
проведении эксперимента «Релаксация» с использованием виртуальных
руководств. Эти сеансы также включали в себя монтаж аппаратуры на
иллюминатор № 9, спектральные наблюдения солнечного излучения в
переходе в теневую зону и демонтаж аппаратуры.
34
В конце сеансов эксперимента на лэптоп RSK2 заполнялся лист
регистрации «ВИРУ». Результаты сеанса (log-файл, лист регистрации
«ВИРУ» и результаты работы с аппаратурой) переданы на Землю через ОСА.
Космический эксперимент «Выносливость»
Задачей эксперимента является экспонирование образцов материалов
из сплавов АМг6, ВТ14, ЭП678 и алюминиево-литиевого сплава в
нагруженном и ненагруженном состояниях в условиях воздействия ФКП.
Рис. 33. Сменные образцы на панели № 2а
Для проведения эксперимента используется блок экспонирования,
состоящий из двух панелей с размещенными на них образцами. В период
МКС-36 во время ВКД-34 выполнена установка блока экспонирования
образцов на внешней поверхности модуля МИМ2.
В период МКС-38 продолжалось пассивное экспонирование образцов
панели № 2а на внешней поверхности МИМ2.
После возврата образцов и проведения наземного анализа их
механических свойств специалисты примут решение, годятся ли эти
материалы для производства деталей космических кораблей.
Космический эксперимент «Дальность»
35
Целью эксперимента
«Дальность» является
высокоточное определение
параметров орбитального
движения МКС с использованием
сигналов системы точного
времени (GTS-2).
Используемая в КЭ
«Дальность» аппаратура состоит
Рис. 34. Антенный блок GTS
из бортового и антенного блока.
Бортовой блок расположен внутри служебного модуля (СМ) РС МКС.
Антенный блок расположен снаружи СМ и крепится на поручнях при
помощи специальных штанг и кронштейнов. Непосредственно измерения
осуществляются блоком электроники. Передача данных измерений GTS-2
осуществляется с помощью передатчиков, входящих в антенный блок,
направленный приблизительно в надир.
В рамках работ по эксперименту проверялась работоспособность блока
контроля интерфейсов полезных нагрузок БКИПН (ТВМ1-Н). Тестовые
включения ТВМ1-Н проводились в течение четырех дней. Информационный
сигнал аппаратуры GTS-2, включающий в себя орбитальные данные, точное
время и частоту излучения сигнала, передавался на наземную станцию ЕКА в
Германии.
Станция принимает сигналы аппаратуры GTS-2 с борта РС МКС во
время сеансов проведения КЭ. При этом ПМО наземной станции GTS-2
регистрирует точное время приема сигнала и частоту принимаемого сигнала.
ПМО постановщика КЭ обеспечивает интерпретацию измерений аппаратуры
GTS-2 как наклонной дальности и радиальной скорости МКС.
Космический эксперимент «Идентификация»
Задачей эксперимента является регистрация целевых данных ускорений и микроускорений на конструкции модулей РС МКС (СМ, ФГБ,
МИМ2, МИМ1), знание которых необходимо для оценки
микрогравитационной обстановки на РС МКС, идентификации параметров
динамических моделей МКС на этапах ее сборки и эксплуатации,
мониторинга уровней нагружения конструкции РС МКС. Эксперимент
выполняется с использованием акселерометров АЛО-34 и измерителей
микроускорений ИМУ-128, входящих в состав штатных систем бортовых
измерений и установленных на конструкции модулей Российского сегмента
(СМ, ФГБ, МИМ2, МИМ1) в соответствии с программами телеметрических
36
измерений, а также экспериментального акселерометра ИМУ-Ц
(трехкомпонентного измерителя ускорений и микроускорений цифрового),
установленного в июне 2010 года на модуле МИМ1.
Экипаж был задействован при перезаписи результатов измерений ИМУЦ в бортовой компьютер на лэптоп RSE1 и последующей передаче их на
Землю через орбитальный адаптер связи (ОСА).
В период МКС-38 сеансы эксперимента проводились на фоне
следующих динамических операций: расстыковка ТПК «Союз ТМА-09М»,
выполнение физических упражнений российскими членами экипажа на
бегущей дорожке БД-2, стыковка ТГК «Прогресс М-21М» №421 к АО СМ,
проведение коррекции орбиты МКС, расстыковка с ТГК «Прогресс М-20М»,
стыковка с ТГК «Прогресс М-22М», расстыковка с ТПК «Союз-ТМА-10М».
По результатам анализа информации будут определены динамические
характеристики для различных конфигураций станции и получены данные по
уровню и характеру распространения динамических возмущений от типовых
источников внешних воздействий в различных режимах.
Космический эксперимент «Изгиб»
Целью эксперимента является определение гравитационной обстановки
на МКС, а также условий полета и режимов работы служебного и научного
оборудования МКС, необходимых при проведении эксперимента.
Всего в период МКС-38 было выполнено 15 сеансов измерений
микроускорений.
Сеансы эксперимента проводились на фоне следующих динамических
операций: расстыковка ТПК «Союз ТМА-09М», выполнение физических
упражнений российскими членами экипажа на бегущей дорожке БД-2,
стыковка ТГК «Прогресс М-21М» №421 к АО СМ, проведение коррекции
орбиты МКС, расстыковка с ТГК «Прогресс М-20М», стыковка с ТГК
«Прогресс М-22М», расстыковка с ТПК «Союз-ТМА-10М». Кроме того,
были выполнены сеансы КЭ «Изгиб» в ходе автономного полета «Прогресс
М-20М». Средствами штатной аппаратуры ТГК «Прогресс М-20М»
проводилось исследование стабильности закруток грузового корабля в
режиме гравитационной ориентации вокруг продольной оси ТКГ, параметров
энергообеспечения грузового корабля и параметров микрогравитации на его
борту при поддержании данного режима.
Полученные экспериментальные данные необходимы для разработки
математических моделей гравитационной обстановки на МКС и
конвективных процессов, вызванных действием слабых остаточных
микроускорений.
37
Космический эксперимент «Капля-2»
В период экспедиции МКС-38 на борту МКС впервые проводился
технический эксперимент «Капля-2». Новый космический эксперимент
заключается в экспериментальном исследовании гидродинамики и
теплопередачи монодисперсных капельных потоков в условиях
микрогравитации глубокого вакуума применительно к капельным
холодильникам-излучателям (КХИ) космических аппаратов.
Результатом эксперимента являются измерения интегральных
параметров рабочего тела, данные о потоке капель и процессе в заборнике,
полученные с двух видеокамер. По окончании сеанса КЭ накопленная на
флеш-картах видеокамер видеоинформация передается в бортовой лэптоп
RSK1 и копируется на возвращаемые жесткие диски.
Рис. 35. Фото окна НА «Капля-2» во время выполнения
эксперимента
Эксперимент проводил бортинженер-4 М.В.Тюрин, в монтаже
аппаратуры и сборке схем принимал участие командир экипажа МКС-38
О.В.Котов.
14 января 2014 года был выполнен первый сеанс эксперимента.
Включены и реализованы режимы статического и динамического разогрева.
Был осуществлен переход к режиму генерации капель.
После полного перехода в режим генерации капель штатная работа
продолжалась 39,5 с, после чего была зафиксирована внезапная остановка
вращения ротора активного заборника капель (АЗК). Ввиду нештатного
завершения сеанса эксперимента дальнейшие сеансы были посвящены
проверке работоспособности АЗК.
Полученные результаты КЭ, в том числе, послужат основой для
разработки эскизного проекта многоразового межорбитального буксира с
капельным холодильником-излучателем и предложений по энергетическому
и технологическому оборудованию для будущей лунной базы.
Космический эксперимент «Контроль»
38
По мере возрастания длительности эксплуатации орбитальных станций,
усложнения их конфигурации, а также расширения состава научных и
прикладных задач, решаемых в условиях полета, возрастает актуальность
изучения собственной внешней атмосферы (СВА). Сложное комплексное
воздействие СВА на орбитальные объекты, требует систематического
изучения, что и предлагается в эксперименте «Контроль».
Рис. 36. Блок управления НА «Индикатор-МКС» на панели 103 МИМ2
Целью первого этапа нового эксперимента «Контроль» с
использованием НА «Индикатор-МКС» является формирование базы данных
параметров собственной внешней атмосферы РС МКС в зависимости от
условий орбитального полета. Измерения параметров собственной внешней
атмосферы производятся в автоматическом режиме в соответствии с
циклограммой, выдаваемой блоком управления НА «Индикатор-МКС».
Выбор режима измерений определяется радиограммой.
Для реализации эксперимента на РС МКС был доставлен аппаратурный
комплекс в составе ТГК «Прогресс М-19М» общей массой 19,28 кг. Научная
аппаратура «Индикатор-МКС» представляет собой магниторазрядный датчик
давления и предназначена для измерения концентрации разреженного газа на
внешней поверхности орбитального комплекса и обнаружения набегающего
потока нейтрального газа и потока заряженных частиц в зоне размещения
БВП.
В период МКС-38 проведено 19 сеансов эксперимента. Результатом КЭ
является массив данных (файлы с записанной информацией) по служебным
параметрам и параметрам СВА, накопленный в ТВУ МИМ2 и передаваемый
на Землю через Американский сегмент по каналу DATA-DUMP.
Учитывая переменный во времени характер объектов исследования,
мониторинг СВА и состояния рабочих поверхностей МКС должен
39
проводиться на протяжении всего срока эксплуатации МКС. В результате
выполнения КЭ будет получена база данных по параметрам СВА при
различных условиях эксплуатации PC МКС, которая будет использоваться
для уточнения физической и математической моделей СВА.
Космический эксперимент «Среда МКС»
Целью эксперимента «Среда МКС» является отработка методов
уточнения массово-инерционных характеристик МКС, юстировка научных
приборов и датчиков ориентации, изучение магнитных и
микрогравитационных возмущений на борту МКС. Знание с высокой
точностью массовоинерционных характеристик МКС позволяет не только
лучше интерпретировать результаты некоторых экспериментов, но и в
процессе управления станцией уменьшать расходы топлива при проведении
различных динамических операций, а также более эффективно осуществлять
эти операции. Массово-инерционные характеристики МКС являются основой
выполнения математического моделирования при управлении полетом.
Всего в период МКС-38 проведено 13 сеансов.
Эксперимент выполнялся при проведении динамических операций
стыковок и расстыковок с МКС с включением датчиков модулей СМ и ФГБ и
после каждого изменения конфигурации станции с включением
магнитометра СМ8-М2.
Результаты измерений наряду с уточнением текущих характеристик
станции при различных режимах ее эксплуатации используются для научных
экспериментов, в составе которых имеется аппаратура, чувствительная к
электромагнитным помехам.
40
ОБРАЗОВАНИЕ И ПОПУЛЯРИЗАЦИЯ КОСМИЧЕСКИХ
ИССЛЕДОВАНИЙ
В рамках направления «Образование и популяризация космических
исследований» во время экспедиции МКС-38 выполнялись эксперименты
«Великое начало», «Кулоновский кристалл», «О Гагарине из космоса».
Космический эксперимент «Великое начало»
Эксперимент проводится с целью разработки и отладки методики
популяризации достижений отечественной пилотируемой космонавтики с
использованием современных информационных технологий.
В период МКС-38 было проведено пять сеансов эксперимента
• Образовательный ТВ-репортаж, демонстрирующий работу
космонавтов при проведении эксперимента «Капля-2»;
• Образовательный ТВ-репортаж, рассказывающий о модулях научной
аппаратуры к эксперименту «Сейсмопрогноз»;
• Образовательный ТВ-репортаж, демонстрирующий работу
космонавтов при проведении эксперимента «Мотокард»;
• Образовательный ТВ-репортаж, рассказывающий о проведении
эксперимента «Спланх», его целях и задачах, а также о работе космонавтов
при выполнении сеансов КЭ.
• Образовательный ТВ-репортаж, во время которого космонавты
ответили на наиболее интересные вопросы читателей сайта
http://gagarin.energia.ru («Планета Королева») рубрики «Космическое
образование» викторины «Задай свой вопрос экипажу МКС». Викторина
содержала вопросы разной степени сложности. Максимальное количество
баллов, которое можно было набрать - 40. Участники викторины, набравшие
более 20 баллов, получили возможность задать свой вопрос экипажу МКС.
Всего было отобрано 63 вопроса.
Видеозаписи сеансов размещены на интернет-портале эксперимента:
http://gagarin.energia.ru («Планета Королева») для популяризации достижений
отечественной пилотируемой космонавтики и доведения до широкой
интернет аудитории результатов космических экспериментов на борту
Российского сегмента МКС.
41
Космический эксперимент «Кулоновский кристалл»
Эксперимент посвящен изучению динамических и структурных
характеристик кулоновских систем, образуемых заряженными дисперсными
диамагнитными макрочастицами в магнитной ловушке; исследованию
процессов образования заряженными макрочастицами конденсированных
пылевых сред – кулоновских кристаллов и кулоновских жидкостей на борту
РС МКС.
Рис. 37. Аппаратура «КУК» во время работы
Для проведения эксперимента используется аппаратура «КУК»,
состоящая из блока питания и управления, блока электромагнита, а также
периодически доставляемых сменных контейнеров. Сменный контейнер
обеспечивает фиксацию прозрачной экспериментальной ампулы с
модельным материалом в требуемом положении рабочей зоны блока
электромагнита. Каждый сменный контейнер содержит компактный
осветитель, два зеркала и две телекамеры для подсветки и видеосъемки
движения модельных материалов в ампулах.
В период МКС-38 проведено 12 сеансов эксперимента: по шесть
бортинженером-2 МКС-38 С.Н.Рязанским и бортинженером-4
М.В.Тюриным.
Для проведения оперативного контроля состояния аппаратуры «КУК» и
хода выполнения эксперимента экипаж докладывал в ЦУП необходимую
информацию в сеансах связи. Во время сеансов проводилась видеосъёмка
динамики ансамбля заряженных диамагнитных макрочастиц видеокамерой
HDV SONY HVR-Z1J, осуществлено двенадцать сбросов видеофайлов на
Землю при помощи системы РСПИ.
42
Жесткие диски с записью видеоинформации пылевых плазменных
структур в магнитном поле были возвращены на Землю в составе
спускаемого аппарата корабля «Союз ТМА-10М» по окончанию экспедиции.
Космический эксперимент «О Гагарине из космоса»
Целью образовательного
эксперимента «О Гагарине из
космоса» является изучение
характеристик приёма сигнала
сложной природы из космоса
(изображения, текст) и широкого
информирования мирового
радиолюбительского сообщества о 50летии первого пилотируемого полёта
на околоземную орбиту и пропаганда
истории фундаментальных
достижений России (СССР) в области
освоения космоса. В рамках данного
эксперимента проводится открытая
передача информации с МКС по
Рис. 38. Пример изображения, переданного с
радиолюбительскому каналу с
МКС в ходе проведения эксперимента
мониторингом качества и количества
её приёма наземными любительскими станциями. Передача осуществляется в
автоматическом режиме с периодической сменой комплекта передаваемой
информации. Прием данных могут осуществлять радиолюбители без
ограничения национальной и территориальной принадлежности. Данные от
радиолюбителей об условиях приема могут представлять научный интерес
для изучения особенностей установления радиосвязи приемников на
поверхности Земли с космическими объектами. Такой эксперимент по
организации прямой и регулярной связи между МКС и наземными
любительскими станциями проводится практически впервые.
В период МКС-38 было выполнено девять сеансов эксперимента, из них
восемь - совместно командиром экипажа О.В.Котовым и бортинженером-2
С.Н.Рязанским. Один сеанс О.В.Котов выполнил самостоятельно.
Проведение КЭ позволит фактически создать сообщество людей из
разных стран мира заинтересованных в участии в перспективных научных и
технологических экспериментах, проводимых российскими исследователями
43
в области космоса. Поскольку предполагается участие в эксперименте
значительного числа радиолюбителей из разных стран мира, то данные о
приёме будут иметь широкую вариативность по географическим и
климатическим условиям, что позволит уточнить представления об условиях
установления радиосвязи с космосом на планете. В рамках такого
сообщества, при наличии координирующих усилий со стороны
профессиональных исследователей, можно проводить масштабные и
сложные эксперименты в области космоса и развития технологий.
44
ЭКСПЕРИМЕНТЫ, ВЫПОЛНЯЕМЫЕ НА АМЕРИКАНСКОМ
СЕГМЕНТЕ В ИНТЕРЕСАХ РОССИЙСКИХ УЧЕНЫХ
В рамках направления «Эксперименты, выполняемые на американском
сегменте МКС в интересах российских ученых», в ходе экспедиции МКС-38
выполнялся эксперимент «SPHERES-Zero Robotics».
Космический эксперимент «SPHERES-Zero Robotics»
Эксперимент «SPHERES – Zero
Robotics» заключается в
демонстрации возможностей,
предоставляемых учащимся 14 – 19
лет для активного участия в
разработке программ для роботов,
имитирующих спутники.
Программы разрабатываются для
экспериментальных спутников
SPHERES, находящихся на борту
МКС. Эксперимент проводится на
Рис. 39. Российский космонавт Олег Котов
борту американского сегмента
и американский астронавт Ричард Мастраккио
проводят сеанс КЭ «SPHERES-ZR»
МКС. Основные цели эксперимента
на борту АС МКС
заключаются в изучении учащимися
актуальных вопросов функционирования и взаимодействия распределенных
систем КА, разработке оригинальных способов и алгоритмов возможного
использования автономных КА, а также повышении заинтересованности
молодежи в исследовании космоса и, в частности, в разработке
перспективных решений в области беспилотных автономных КА.
Эксперимент включает в себя программирование экспериментальных
спутников SPHERES, свободный полет этих спутников, получение от
спутников SPHERES данных и передачу их на Землю наземной группе
операторов и группе специалистов по спутникам SPHERES для проведения
дальнейшего анализа. Такой анализ позволяет усовершенствовать уже
существующие тесты или создавать новые для их дальнейшего
использования в следующих сеансах на борту МКС.
В МКС-38 с участием российского экипажа был выполнен один сеанс
эксперимента, в ходе которого выполнялись следующие работы:
синхронизация позиций, сцепка, переориентация, обзор сессии
45
роботизированного спутника, конференция по полезной нагрузке, установка
камер, пробный прогон, переговоры со студентами, заключительные
операции. Основным оператором являлся бортинженер-5 МКС-38 Ричард
Мастраккио. Командир экипажа МКС-38 Олег Котов оказывал помощь при
выполнении работ.
В следующих главах более подробно рассмотрены итоги выполнения на
МКС программ космических экспериментов «Обстановка (1 этап)»,
«Сейнер», «Экон-М». Заключительная глава отчета посвящена результатам
первого сеанса совместного российско-американского образовательного
проекта «SPHERES-Zero Robotics», выполняемого в рамках сотрудничества
Роскосмоса и НАСА, проведенной в период экспедиции МКС-38.
ЭКСПЕРИМЕНТ «ОБСТАНОВКА (1 ЭТАП)»
Современный уровень развития космической техники характеризуется
необходимостью разработки и создания сверхбольших космических
аппаратов (КА) со сроком эксплуатации 10-15 лет и более. Предшествующий
опыт эксплуатации КА свидетельствует, что длительное нормальное
функционирование бортовой аппаратуры (служебной аппаратуры и полезной
нагрузки) на КА зависит не только от качества ее комплектующих изделий,
но и от технологии ее изготовления и в значительной мере от
электромагнитной обстановки (ЭМО) на КА. ЭМО зависит не только от
собственных электромагнитных полей, генерируемых работающей
аппаратурой, но и определяется взаимодействием функционирующего КА с
окружающей средой.
Сам КА как физическое тело, помещенное в плазму, является
своеобразным зондом, электрический потенциал которого определяется как
физико-химическими характеристиками его наружной поверхности, так и
параметрами окружающей плазмы и потоками на него широкого спектра
электромагнитных излучений от ультрафиолета до рентгена. Электрические
и магнитные поля и токи у поверхности КА определяются параметрами
окружающей среды (космической плазмы) и характером взаимодействия
материалов, находящихся на поверхности КА, с этой средой. Данные о
магнитном поле, кроме того, что они представляют научную ценность сами
по себе, необходимы для интерпретации результатов практически всех
плазменных измерений. Проводимые на борту измерения позволяют
проследить изменения этих полей в орбитальном полете в зависимости от
параметров орбиты и характеристик окружающей среды, которые
определяются степенью внешних геофизических возмущений и их природой.
46
Опыт проведения этих измерений свидетельствует о том, что в ряде случаев
эти поля достигали значений, приводящих к выходу из строя отдельных
приборов и систем. Исходя из этого, такие измерения необходимо проводить
и на МКС.
Одним из направлений исследований является изучение и предсказание
«космической погоды», то есть текущего и прогнозируемого состояния
ионосферы. Эти данные необходимы для групп, управляющих работой
прикладных КА на орбите, с целью обеспечения их долговременной
активной работы. Плазменные процессы – составная часть «космической
погоды». Такой подход основан на одной из современных физических идей –
взгляд на плазму, в том числе плазму в космическом пространстве, как на
динамическую среду с заряженными частицами и широким спектром
плазменных волновых движений и неоднородностей. При прогнозировании
космической погоды вопросы диагностики выступают на первое место, так
как во многих случаях основные ошибки прогноза происходят от неверной
оценки текущего состояния.
Плазменные процессы сопровождаются электромагнитными
излучениями в низкочастотном диапазоне (менее 20 Мгц), что является их
отличительной особенностью. Для изучения и прогнозирования
«космической погоды» необходимы постоянные глобальные наблюдения. В
частности, экологический плазменно-волновой мониторинг околоземного
космоса поможет измерить важные параметры «космической погоды».
Рис. 40. Схематическое представление факторов «космической погоды»
47
Долговременный мониторинг параметров ионосферы и некоторых
областей магнитосферы с борта орбитальных станций может оказать
неоценимую помощь, во-первых, для потребителей текущей информации о
состоянии ионосферы (радиосвязь и навигация), а также для исследователей
солнечно-земных связей.
Уникальность эксперимента «Обстановка (1 этап)» на РС МКС
заключается в изучении электромагнитных излучений практически во всем
диапазоне плазменных колебаний в ионосфере и проведении длительных
измерений непосредственно в области F2 ионосферы.
Эксперимент проводится в обеспечение создания банка данных
однокомпонентных измерений электромагнитных полей около МКС при
воздействии факторов космического пространства, включая воздействия
искусственного происхождения. Результаты будут использованы в области
прикладной геофизики, экологии, для прогноза космической погоды и
корректировки эксплуатационных требований изделий РКТ.
Цели эксперимента «Обстановка (1 этап)»:
• геофизические исследования, которые предполагают долгосрочные
мониторинговые измерения параметров плазмы и плазменно-волновых
процессов, связанных с проявлением в ионосфере солнечно-магнитосферноионосферных и ионосферно-атмосферных связей;
• исследования в приповерхностной зоне плазменно-волновых
процессов взаимодействия сверхбольшого КА, каким является МКС, с
ионосферой необходимы как для прикладных, так и для фундаментальных
геофизических исследований. Электрические и магнитные поля и токи у
поверхности КА определяются параметрами окружающей космической
плазмы и характером взаимодействия материалов, находящихся на
поверхности КА, с этой средой.
Рис. 41. Место размещения ПВК на РС МКС
КЭ «Обстановка (1 этап)» реализуется с помощью плазменно-волнового
комплекса научной аппаратуры - ПВК, разрабатываемого на основе
48
приборов, успешно использовавшихся
ранее ИКИ РАН с участием
международной кооперации при
проведении фундаментальных
исследованиях в космосе. Основой
волновых измерений является
комбинированная волновая диагностика
(КВД), которая позволяет в широком
диапазоне частот, включая и постоянные
поля, исследовать мощность
электромагнитных, электростатических и
магнитных полей, а также спектр
флуктуаций частиц плазмы. Непрерывная
работа ПВК необходима также для
исследования орбитальных, суточных и
Рис. 42. Результаты измерения параметров
сезонных вариаций процессов
магнитного поля магнитометром ДФМ-1
взаимодействия. Важнейшей задачей
комплекса ПВК является изучение процессов «космической погоды», для
которых, также как и для метеорологической погоды, требуются
непрерывные наблюдения.
Эксперимент «Обстановка 1 этап» реализуется путем размещения на
служебном модуле (СМ) РС МКС научной аппаратуры ПВК. Аппаратура
ПВК размещается как на внешней поверхности, так и внутри: блоки КВД1 и
КВД2 с соответствующими штангами размещаются на внешней поверхности
Служебного модуля РС МКС, блок хранения телеметрической информации
(БХТИ) внутри Служебного модуля РС МКС.
Рис. 43. Общий вид прибора ДФМ-1
49
Рис. 44. Общий вид блока КВД1
(справа блок хранения телеметрической информации (БХТИ))
Комплекс физических параметров, измеряемых ПВК в процессе
реализации КЭ «Обстановка (1 этап)», позволяет исследовать широкий круг
физических явлений в ионосфере и в приповерхностной зоне МКС.
Плазменно-волновой комплекс (ПВК) эксперимента содержит 11
научных приборов, осуществляющих широкий спектр электромагнитных и
плазменных измерений. Научные приборы, входящие в ПВК, практически
являются приемниками электромагнитных излучений широкого диапазона
частот и имеют высокую чувствительность (более подробно по следующей
ссылке:http://www.cosmos.ru/obstanovka/).
Эксперимент «Обстановка (1 этап)» имеет своей задачей максимально
использовать преимущества Международной космической станции как
носителя научной аппаратуры широкого спектра измерений. Эти
преимущества: инженерная поддержка эксперимента со стороны экипажа как
на этапе монтажа и ввода в строй аппаратуры, так и в процессе
долговременного эксперимента на орбите; достаточные энергетические
ресурсы, не сдерживающие быстродействие и производительность
аппаратуры; стабильная орбита, дающая возможность статистически
выделить из долговременных измерений компоненты геофизического
происхождения.
Для отображения результатов измерения параметров магнитного поля
магнитометром ДФМ-1 (рисунок 43) создана и отлажена программа,
результаты работы которой представлены на рисунке 42. Параллельно с
генерацией графического файла с графиками, программа формирует
текстовые файлы с числовыми величинами измеренных параметров. На трёх
верхних панелях рисунка 42 в нанотеслах представлена высокочастотная
составляющая трёх компонент магнитного поля. На четвёртой панели
показаны три компоненты и модуль полного магнитного поля Земли. На
пятой панели – разности модуля магнитного поля и разности юлианского
50
времени. Разности времени позволяют судить о равномерности результатов
измерения. В частности, скачки полного поля, скорее всего, обусловлены
изменением тока в системе солнечные батареи – аккумуляторы –
электропотребители при переходе через терминатор, а не перерывом в
данных.
По другим приборам работающего комплекта комбинированной
волновой диагностики (КВД1), данные от которых были доступны на этом
временном интервале, авторами приборов выполнены работы по
визуализации и предварительному анализу полученной информации.
Для декоммутации и анализа информации поступающей по интерфейсу
Ethernet в блок сопряжения полезных нагрузок (БСПН) была отлажена
программа приведения данных к формату, в котором данные записываются
на сменный носитель информации (СНИ), находящийся в БХТИ. Программа
необходима для того, чтобы с данными могли работать все участники
эксперимента и все аппаратные средства, использовавшиеся при наземной
отработке ПВК. В частности, контрольно-измерительная аппаратура (КИА)
ПВК, получив данные в этом формате, способна выдавать экспресс
информацию о кадрах телеметрии. Прикладные программы, разработанные
всеми участниками эксперимента, тоже рассчитаны на такой формат.
Рис. 45. Установка и подключение российскими членами экипажа к кабельной сети СМ МКС блока БХТИ
Применение оборудования «Зонд Ленгмюра» (блок ЗЛ) (рисунок 46),
также входящего в комплект ПВК, позволит получить независимую
информацию о потенциале РС МКС относительно окружающей плазмы,
провести сравнительный анализ данных зонда Ленгмюра и данных от
американского оборудования FPMU (Floating Potential Measurementt Unit), и
анализ влияния электрофизических факторов на функционирование
бортовых систем РС МКС в части их неблагоприятного воздействия.
51
В ходе реализации КЭ «Обстановка (1 этап)» по прибору Зонд Ленгмюра
(ЗЛ1) получен (рисунок 47) график вольтамперной характеристики плазмы
вокруг МКС.
Рис. 46 Оборудование «Зонд Ленгмюра» (блок ЗЛ).
Чувствительный элемент расположен на конце штыря
Рис. 47. Пример вольт-амперной
характеристики ЗЛ1
В состав научной аппаратуры ПВК также входят датчики потенциала
(ДП) и комбинированный волновой зонд (КВЗ).
Два прибора ДП разработаны для независимой и непрерывной работы, а
также и для изучения способов взаимодействия МКС с нейтральной и
заряженной компонентами окружающей среды, что особено важно при
формировании МКС, так как структура МКС изменяется периодически.
Непрерывная работа необходима также для исследования орбитальных,
суточных и сезонных вариаций процессов взаимодействия. Важнейшей
задачей ДП является изучение влияния параметров плазмы на процессы
"космической погоды", для которых, также как и для метеорологической
погоды, требуются непрерывные наблюдения.
Рис. 48. Общий вид блоков прибора ДП:
слева ДП-ВП, справа ДП-ПП с элементом
защитного футляра (красного цвета).
Чувствительный элемент датчика – зеркальная
чёрная сфера из стеклоуглерода
Рис. 49. Общий вид блока КВЗ-ПП, закрытого
защитным кожухом (красный), и без кожуха
52
Измерение разности потенциалов между чувствительным элементом и
корпусом МКС является основной научной задачей прибора ДП. Это
позволяет изучать физические явления, связанные с процессами изменения
электрического заряда МКС и временными вариациями электрического
потенциала. Наличие двух идентичных приборов ДП, установленных на
расстоянии порядка 3 м друг от друга, позволяет осуществить измерение
пространственных характеристик электростатического потенциала в
окресностях станции МКС. По прибору Датчик потенциала (ДП1) получен
отклик (рисунок 50), позволяющий судить о том, что прибор готов к точной
настройке с помощью команд задания напряжений на его электродах и
других параметров, определяющих режим измерений.
Рис. 50. Пример скачка потенциала, зарегистрированного ДП1
В качестве датчика электромагнитных волн в космической плазме был
разработан и изготовлен комбинированный волновой зонд (КВЗ),
предназначенный для измерения отдельных компонент флуктуаций
магнитного поля, плотности электрического тока и напряженности
электрического поля в ионосферной плазме. КВЗ является комбинированным
устройством, объединяющим конструктивно четыре типа измерительных
преобразователей. КВЗ измеряет суммарное квадратичное отклонение по
секундным интервалам. Его данные, после перенормировки, представлены на
рисунке 51.
Рис. 51. Средние вариации магнитного поля, тока плазмы и электрического потенциала по результатам
измерений прибора КВЗ1
53
Установлено, что все информационные интерфейсы исправны как
аппаратно, так и программно-логически. Все заложенные при планировании
эксперимента параметры выполнены.
Получение новых данных об электромагнитных параметрах
ионосферной плазмы необходимы для уточнения моделей ближнего космоса
в той его области, где, в частности, осуществляются долгосрочные полеты с
человеком на борту. При длительных сроках функционирования
орбитальных станций (10-15 лет и более), наряду с кратковременными
возмущениями (например, магнитные бури), можно исследовать
долговременные колебания геомагнитных возмущений, например 11-летний
цикл солнечной активности.
Исследования электромагнитных полей и других плазменных
параметров (концентрации частиц, температуры, потенциалов, токов
натекания) окружающей МКС среды, а также факторов, влияющих на их
формирование вблизи поверхности станции, представляют несомненный
научный и прикладной интерес. Актуальность этих исследований
определяется практическими задачами как по созданию аппаратуры и систем
для длительного использования на КА, так и по изучению возможностей и
вариантов размещения на КА, в частности на модулях РС МКС,
чувствительной к воздействию электромагнитных полей и плазмы
аппаратуры.
ЭКСПЕРИМЕНТ «СЕЙНЕР»
В настоящее время дистанционное аэрокосмическое зондирование
Земли является единственным способом обеспечения систематичности и
глобальности получения информации о состоянии Мирового океана, суши и
атмосферы. Опыт реализации отечественных и международных космических
проектов показывает, что проведение научных исследований по развитию
средств и методов наблюдений природной среды и экологического
мониторинга океана с помощью космических платформ, включая
пилотируемые долговременные орбитальные станции (ДОС), требует
привлечения значительных ресурсов. Эффективное использование этих
ресурсов в научно-прикладных исследованиях обусловлено не только
конструктивно сформированной программой исследований, разработкой и
изготовлением бортовой научной аппаратуры современного уровня, но и
совершенством методик получения и утилизации результатов проводимых
исследований. К настоящему времени наиболее широко представлен класс
54
задач, связанных с изучением биологических ресурсов Мирового океана.
Повышенное внимание пилотируемой космонавтики к этому направлению
исследований объясняется актуальностью проблемы и возможностью
проведения исследований с использованием относительно недорогой
серийной фотоаппаратуры и других регистраторов. Решение проблемы
находится в сфере постоянных интересов фундаментальной и промысловой
океанологии, ориентированной в основном на традиционный способ
использования биоресурсов океана – на рыболовство и промысел других
видов пищевого сырья. Орбитальные средства обладают известными
преимуществами по географии обзора, масштабам полей зрения и объемам
получаемой информации, обеспечивают выполнение одного из важнейших
требований к методике проведения исследований биопродуктивности вод
Мирового океана - неразрывность во времени их проведения.
Сегодня по спутниковым данным с достаточной для практики
точностью определяются все основные составляющие термического режима
вод океана, такие как температурный ход, продолжительность теплого и
холодного сезонов, пространственно- временные характеристики ледостава.
Сроки и скорость прогрева являются факторами, определяющими сроки
нерестовых миграций и миграций к районам зимовки. От температурных
условий зависит интенсивность конвективного перемешивания вод,
обогащающего верхние слои биогенными веществами, необходимыми для
развития фитопланктона. Однако в формировании океанологических условий
биопродуктивности термический режим поверхностного слоя играет
большую, но не определяющую роль. Необходимым условием для
концентрации промысловых гидробионтов является, прежде всего, сочетание
оптимальных термических условий с наличием в океане кормовой базы
(кормового планктона). В свою очередь, оптимальные для вегетации
фитопланктона температурные условия должны сочетаться с наличием
необходимых для этого биогенных веществ, достаточным уровнем
фотосинтетически активной радиации и приемлемым гидродинамическим
режимом. Районы Мирового океана, где такое сочетание имеет место,
отличаются интенсивным развитием фотосинтетических процессов и, как
следствие, высоким уровнем биологической продуктивности вод. Положение
зон активного развития морского фитопланктона, уверенно обнаруживается
из космоса по признаку цвета.
В условиях орбитального полета космонавты обнаруживают
высокопродуктивные акватории, используя в качестве индикационного
признака цветовые контрасты полей планктона с фоновыми водами. Для
фитопланктона такие контрасты появляются благодаря свойству
55
одноклеточных водорослей, содержащих хлорофилл, образовывать огромные
скопления, способные придавать морской воде зеленый, бурый или даже
красный цвет. Фоном таким акваториям служат малопродуктивные воды,
имеющие синий цвет вод, обусловленный рассеянием солнечного излучения
на молекулах воды.
В рамках КЭ «Сейнер» космонавты ведут наблюдения поверхности
океана в заданных координатах. В случае обнаружения цвето-контрастных
образований (ЦКО) на поверхности акватории российские члены экипажа
фиксируют увиденное на бортовую аппаратуру: цифровой фотоаппарат и
видеокамеру. Наиболее информативные снимки оперативно, по каналам
связи, передаются на Землю и после предварительной обработки
(координатной привязки) пересылаются во ФГУП «ВНИРО». На рисунке 52
приведены примеры карт промысловых районов Мирового океана,
приоритетных для наблюдений космонавтами в ходе реализации КЭ
«Сейнер».
Рис. 52. Карты промысловых районов Мирового океана, приоритетных для наблюдений
космонавтами в ходе реализации КЭ «Сейнер»
Рис. 53. Фрагмент карты-схемы совместного анализа распределения ЦКО и квазисинхронных по времени
полей
56
После проведения сеансов КЭ и передачи полученных данных на
Землю специалисты ФГУП «ВНИРО» проводят анализ полученных данных,
в ходе которого из массива данных отбираются снимки для дальнейшего
детального дешифрирования, содержащие океанографическую информацию,
т.е.: наличие на снимках четко дешифрируемых ЦКО, связанных с
присутствием в поверхностных водах полей органической и неорганической
взвесей, с наличием градиентных зон. На основе отдешифрированных
снимков строятся сводные карты-схемы распределения полей ТПО и ЦКО.
Пример фрагмента сводной карты-схемы представлен на рисунке 53.
Рис. 54. Комплект карт среднемесячного анализа
температурных условий в районе Центрально-Восточной Атлантики
Для валидации, классификации и океанологической привязки
результатов фотографирования и визуальных наблюдений экипажей РС МКС
продолжается создание базы данных о температурных условиях в основных
промысловых районах Мирового океана в виде карт температуры
поверхности океана (ТПО). Данные карты являются базовыми для
последующего расчёта, оценок и сравнений текущих температурных условий
за более длительные периоды времени. Наподобие мультипликационного
фильма, они позволяют с недельной дискретностью наблюдать и оценивать
температурную ситуацию в районах действия КЭ, что необходимо для
установления причин появления, пространственного распределения и
57
вариативных изменений ЦКО, их взаимосвязей с океанологическими
условиями исследуемых районов.
Следующий этап оценки температурных условий в районах промысла
составляют карты ТПО месячной, сезонной и годовой дискретности. Данные
карты позволяют вести сравнительный анализ текущего распределения полей
температур относительно аналогичных полей (по временным
характеристикам: месяц, сезон, год) с другими годами и климатическими
данными. Таким образом, можно найти аналоги или оценить отличия
гидрологических ситуаций текущего года от других лет в пределах базы
данных, что позволяет расширить основы для достоверной идентификации
ЦКО, наблюдаемых и фиксируемых в рамках КЭ «Сейнер» на РС МКС.
Рис. 55. Серия космических снимков акватории
Рис. 56. Дешифрирование полей взвеси,
фитопланктона, градиентов ЦКО
Рис. 57. Координатная привязка снимка к
одноградусным квадратам
Рис. 58. Сопряжение результатов дешифрирования
снимка с квизисинхронными полями ТПО
Для осуществления совместного анализа материалов, оперативно
полученных в ходе реализации эксперимента «Сейнер» на РС МКС, и
58
информационной базы данных на промысловые районы Мирового океана,
фотоснимки исследуемых акваторий и карты ТПО приводятся к единому
информационному формату. Анализ осуществляется на картографическом
уровне. Результатом анализа являются сводные карты распределения
температуры поверхности океана и цвето-контрастных образований. На
рисунках 55-58 представлена последовательность этапов сравнительного
анализа космических снимков.
Области, где уверенно дешифрируются ЦКО, часто совпадают с
общепринятыми районами промысла, а так же могут указывать на
перспективные, неосвоенные для промысла акватории.
Динамика обнаруженных ЦКО, полученная на основе серии снимков
водной поверхности, выполненных с временной дискретностью, отображает
изменения в положении гидрологических фронтов, градиентных зон и
яркостных полей, что может быть использовано в перспективе, при
выработке рекомендаций для планирования научно-поисковых экспедиций и
оперативном информационном обеспечении работы промысловых судов.
Космический эксперимент «Сейнер» ориентирован на получение
экспериментальных данных, необходимых для решения основных научнометодических вопросов, определяющих повышение информационного
потенциала пилотируемых орбитальных средств, используемого в интересах
рыбной промышленности. Создание методики взаимодействия экипажей PC
МКС с судами рыбопромысловой отрасли РФ, являющееся целью
эксперимента «Сейнер», рассматривается, в связи с этим, как одно из важных
практических приложений результатов выполнения программы научноприкладных исследований на PC МКС. Одной из особенностей
океанологических исследований, выполняемых с участием экипажей
отечественных орбитальных станций, является широкое применение метода
научных визуально-инструментальных наблюдений (ВИН) акваторий
Мирового океана из космоса. В основе метода – визуальный поиск,
обнаружение и идентификация изучаемых явлений в приповерхностном слое
океана и атмосфере над ним. Это простейший, но один из наиболее
информативных способов получения данных видимого диапазона о
состоянии природной среды океана. Достоверность и научная ценность
получаемых при этом сведений об океане существенно повышается за счет
целевого использования специальной регистрирующей аппаратуры, а также
применения бортовых инструментов, расширяющих возможности
зрительного анализатора космонавта в процессе наблюдений. Методы ВИН
применимы для формирования информационных ресурсов видимого
59
диапазона ЭМВ не только в области космической океанологии, но и в других
областях знаний и практической деятельности.
Метод ВИН относится к классу пассивных методов дистанционного
зондирования Земли (ДЗЗ). Он основан на визуальном восприятии и
регистрации цветовых (яркостных) контрастов в видимом диапазоне спектра
ЭМВ. Канал поступления океанологической информации на борт
орбитальной станции при использовании рассматриваемого метода
образован оптическим трактом, основными звеньями которого являются
поверхность и приповерхностный слой океана, слой атмосферы над
исследуемой акваторией, остекление иллюминатора станции, оптика
регистрирующих приборов и приборов, расширяющих возможности
зрительного анализатора космонавта-наблюдателя (биноклей, зрительных
труб, визуальных поляризационных анализаторов, колориметров и т.п.).
Каждое из указанных звеньев оказывает определенное влияние на
перенос солнечного излучения и формирование информационного
потенциала метода ВИН, но определяющая роль в функционировании этого
канала принадлежит зрительному анализатору космонавта - сложной
нейрорецепторной системе, своего рода биооптическому инструменту с его
широкоугольной проекционной системой, селективными фотоприемниками
дневного (в цвете) и ночного видения, системой «кодирования» сигнала для
головного мозга, решающего задачи опознавательного процесса.
Основным объектом поиска и наблюдений для космонавтаисследователя при решении методом ВИН задач этого класса являются
крупномасштабные ЦКО на поверхности океана, связанные с массовым
развитием фитопланктона (Рис. 59). В поле зрения экипажа ДОС,
наблюдающего акватории океанов по трассе полета, постоянно присутствуют
облачные образования практически всех форм и видов, предусмотренных
международной классификацией. Кроме этого, в полях облачности над
океаном наблюдаются облачные индикаторы тропических циклонов на
разных стадиях их развития (Рис. 60), линеаменты (Рис. 61), индицирующие
струйные течения, скопления кучевых облаков мощного вертикального
развития над акваториями интенсивной атмосферной конвекции (Рис. 62) и
другие явления, представляющие интерес для морской метеорологии,
обслуживающей судоходство, авиацию и промысел морепродуктов. Особое
место среди гидрометеорологических явлений, доступных изучению методом
ВИН, занимают тропосферные облачные образования, характерные для
запрепятственных движений воздушных масс в атмосфере островных
провинций (вихревые дорожки Кармана, гравитационно-сдвиговые волны
Гельмгольца и др.). Экспериментально доказана также возможность
60
обнаружения и фоторегистрации из космоса оптически активных явлений в
атмосфере, влияющих на ее передаточную функцию (терригенных пылепесчаных потоков (Рис. 71), туманов, пепловых вулканических облаков над
океаном и т.п.), а также районов с признаками интенсивной грозовой
деятельности. Применительно к гидрофизическому направлению
исследований океана метод ВИН обеспечивает получение
документированных данных о характере местной циркуляции вод (Рис. 59),
айсбергах (Рис. 64), структуре полей поверхностного волнения (Рис. 65, 66),
битого льда (Рис. 63), о цвете и прозрачности вод (Рис. 59, 67-68) по
изучаемым акваториям. Результаты тематического дешифрирования таких
данных могут быть использованы и используются при описании важнейших
элементов общей циркуляции вод океана и в задачах гидрооптики.
К настоящему времени накоплен значительный по объему
фактографический материал, полученный в процессе визуальноинструментальных наблюдений биотопов океана из космоса и
сгруппированный по различным объектам экомониторинга. Применительно к
экосистемам открытого океана наиболее широко представлены результаты
наблюдений и цветных фотосъемок океана, характеризующие многообразие
форм и состояние коралловых рифов (Рис. 69-70), морфологию
разномасштабных полей фитопланктона и гидродинамические особенности
среды его обитания (Рис. 59).
Важнейшей особенностью метода визуально-инструментальных
наблюдений является возможность оперативной оценки экологического
состояния системы «океан-атмосфера», выявления аномальных процессов и
явлений в природной среде океана, таких как пленки поверхностно-активных
веществ (Рис. 72), разливы нефти и нефтепродуктов (Рис. 74), загрязнения
чистых океанских вод водами поверхностного стока (Рис. 73), продуктами
промывки железомарганцевых конкреций, добываемых со дна в рудных
провинциях Мирового океана.
Приведенные сведения позволяют считать метод ВИН, основанный на
использовании зрительного анализатора подготовленного космонавтаисследователя, универсальным, надежным и эффективным способом
получения первичной информации о процессах и явлениях, наблюдаемых из
космоса в поверхностном слое океана и атмосфере над ним.
Одним из главных результатов мониторинга экосистем океанического
шельфа является оценка откликов прибрежных экосистем на антропогенные
возмущения. К числу таких откликов, наблюдаемых из космоса по признаку
цвета, относится, например, эвтрофирование вод, вызванного избыточным
поступлением биогенных веществ со стоком рек. При этом степень
61
эвтрофированности интегрально отражается насыщенностью зеленого цвета
акваторий заливов, районов дельт и эстуариев. С поверхностным стоком в
океан связано также загрязнение прибрежных вод терригенными взвесями,
нефтяными углеводородами и другими поверхностно-активными
веществами, пагубно влияющими на все звенья биологической цепи.
Индикационные признаки таких загрязнений (цветовой тон, «выглаженные»
участки в поле ветрового волнения) надежно распознаются и регистрируются
в процессе ВИН прибрежных акваторий.
Накопленная информационная база о пространственном положении зон
повышенной биологической продуктивности в Мировом океане, основанная
на материалах наблюдений акваторий Мирового океана космонавтами и
репрезентативных данных о биологических и температурных условиях в
основных промысловых и в мало исследуемых акваториях, потенциально
62
может служить дополнительным информационным источником при
планировании и организации научно-поисковых и промысловых экспедиций
в отдаленных перспективных промысловых районах Мирового океана.
При отсутствии, в настоящий момент, научно-исследовательских
экспедиций в отдаленных, перспективных для промысла районах Мирового
океана информационная база, накопленная в процессе выполнения КЭ
«Сейнер» является единственным достоверным источником информации о
текущем состоянии поверхностного слоя исследуемых акваторий, о
распределении гидробиологических параметров, которые влияют на
промысловую остановку.
ЭКСПЕРИМЕНТ «ЭКОН-М»
Постоянно меняющаяся экологическая обстановка на Земле требует
регулярного контроля среды обитания и принятия мер по её улучшению.
Проблемными направлениями создания космических средств мониторинга
Земли являются разработка средств и отработка методов наблюдения Земной
поверхности с возможностью оперативной передачи информации
потребителю для решения целевых задач. Для Российской Федерации,
имеющей огромную территорию, в том числе труднодоступные районы,
дистанционное зондирование с борта российского сегмента (РС)
Международной космической станции (МКС) в силу масштабности,
избирательности и оперативности съемок из космоса является наиболее
целесообразным методом получения информации о состоянии окружающей
среды.
Информация об экологической ситуации в различных регионах России,
которая могла бы быть получена при систематическом экологическом
мониторинге, в первую очередь, с использованием средств космического
наблюдения, имеет большое значение для обеспечения безопасности
государства. Многие задачи экологии могут быть решены только на основе
длительных (многолетних) наблюдений за конкретными, в том числе
военными объектами. Эффективное использование экологической
информации, полученной с помощью космических средств, базируется на
поиске и выявлении информационных признаков поражения местности и
объектов как природными явлениями (землетрясения, наводнения, пыльные
бури и т.д.), так и антропогенным воздействием.
Космическая фотосъёмка (регистрация объектов в различных
диапазонах спектра) позволяет получать не только информацию об
обстановке на стационарных объектах наблюдения, но и проводить как
частную целенаправленную, так и комплексную оценку влияния их
63
деятельности на природную среду, оценивать и прогнозировать
экологические последствия жизнедеятельности объектов. Достоинством
является многократная фотосъёмка (регистрация) одного и того же объекта
при разных условиях наблюдения.
Эксперимент «Экон-М» представляет собой комплекс взаимосвязанных
операций визуально-приборных наблюдений и фоторегистрации объектов на
земной поверхности, выполняемых экипажем и направленных на получение
объективной оперативной документируемой информации в условиях
космического полёта при использовании имеющейся бортовой аппаратуры и
служебных систем пилотируемого космического комплекса.
Целью эксперимента является экологическое обследование районов
деятельности различных объектов на территории Российской Федерации и
зарубежных государств посредством ведения космонавтами визуальноприборных наблюдений с помощью ручных оптических и иных
(инфракрасных и т.д.) приборов в условиях космического полёта с борта РС
МКС.
Актуальность постановки заданной цели исследований определяется
потребностью в постоянно обновляемой информации о состоянии
окружающей среды, что в сочетании с большими возможностями
пилотируемых космических аппаратов (ПКА), может быть положено в
основу создания глобальной системы слежения за ее состоянием.
В ходе проведения КЭ решаются следующие задачи:
• наблюдение экологической обстановки районов деятельности
различных объектов на территории РФ и зарубежных государств;
• получение оперативной информации в процессе визуально-приборных
наблюдений заданных объектов;
• экспериментальная отработка методов комплексного наблюдения
наземных, морских и космических объектов с использованием
фотографической и спектральной аппаратуры;
• получение видеоинформации о районах расположения объектов
наблюдения для использования при подготовке космонавтов.
Методологическую основу проводимого космического эксперимента
составляют визуально-приборные наблюдения (ВПН) заданных объектов
геосферы через иллюминаторы МКС и фотосъемка природных явлений и
экологических нарушений антропогенного характера. Особенностью ВПН
земной поверхности с борта МКС в рамках КЭ «Экон-М» является
предварительный прогноз зоны наблюдения и оценка возможности
проведения эксперимента с учётом влияния параметров обзора поверхности
Земли (пространственные, временные и другие показатели); подготовка и
64
проведение фотосъемки объектов с применением бортовых оптиковизуальных средств наблюдения; обработка и предварительный анализ
полученной информации и передачи ее на Землю.
Объектами исследований в рамках эксперимента «Экон-М» является
экологическое состояние атмосферы, почвы, акватории рек, морей и океанов
в следующих районах:
- порты и военно-морские базы;
- нефтяные терминалы;
- платформы морского бурения;
- промышленные предприятия и предприятия по утилизации
химического и ядерного оружия;
- авиабазы и аэропорты;
- военные полигоны;
- районы вооружённых конфликтов;
- крупные города;
- космодромы и стартовые (наземные и морские) объекты космической
инфраструктуры России и зарубежных государств;
- районы экологических бедствий, техногенных аварий и катастроф
(аварии на АЭС, извержений вулканов, наводнений, пожаров, аномальных
явлений в атмосфере и на поверхности Земли, в акватории Мирового океана
и т.д.).
Ниже представлены результаты наблюдения с борта МКС следующих
объектов: вулканы, льяльные воды, районы с интенсивной деятельностью
человека, пожары, речные стоки, промышленные районы города Экибастуз.
Наблюдение льяльных вод
Льяльные (нефтесодержащие) воды, образующиеся в процессе
эксплуатации нефтеналивных танкеров и топливных танков судов, а так же
от осадочных отложений и «мертвых запасов» (нефтешламы). По своему
составу они чрезвычайно разнообразны и представляют собой сложные
системы, состоящие из нефтепродуктов, воды и механических примесей. Со
временем в них происходит старение осадочных отложений за счёт
«вымывания» лёгких фракций, окисления и осмоления нефти, образования
коллоидно-мицеллярных конгломератов, то есть сложных
многокомпонентных дисперсных систем весьма устойчивых к разрушению, а
обработка и утилизация их представляют одну из труднейших задач.
Поэтому остро стоит проблема контроля сброса льяльных вод, содержащих в
себе нефтепродукты в районах и акваториях портов и морских скважин
нефтедобычи.
65
Ниже на фотоснимках (рис. 75-78), в качестве примеров, представлены
акватории портов Норфолк (США), Сан-Диего (США), Джибути (Республика
Джибути).
Рис. 75. Порт Норфолк (США)
Рис. 76. Порт Сан-Диего (США)
Рис. 77. Порт Джибути (Республика Джибути) –
Нефтяная пленка
Рис. 78. Порт Джибути (Республика Джибути) –
Нефтяная пленка
Вулканизм
Вулканизм сопровождается извержением (выбросом) магмы
(расплавленной массы, состоящей, главным образом, из силикатов), паров
воды и газа и хорошо наблюдается из космоса. На фотоснимках ниже
представлены действующие вулканы.
Вулкан Этна - действующий самый большой активный вулкан
(стратовулкан) Италии, расположенный на восточном побережье Сицилии,
недалеко от городов Мессины и Катании.
Сейчас высота Этны составляет 3329 м над уровнем моря (превосходит
своего ближайшего «соперника» Везувия более, чем в 2,5 раза). Она нередко
меняется от извержения к извержению. Так, в настоящее время вулкан на
21,6 м ниже, чем был в 1865 году. Этна - самая высокая гора Италии южнее
Альп.
У Этны имеется от 200 до 400 боковых вулканических кратеров. В
среднем раз в три месяца то из одного, то из другого кратера извергается
66
лава. А раз в 150 лет извержение разрушает какой-либо посёлок. Но это не
останавливает сицилийцев - и они густо населяют склоны Этны, так как
благодаря обилию минералов и микроэлементов, содержащихся в остывшей
лаве и вулканическом пепле, почва здесь очень плодородна. На склонах Этны
выращивают фрукты, оливы, разводят виноградники.
Активность вулкана постоянно растет - по совершенно необъяснимым
причинам. И это не единственная тайна вулкана. По мнению вулканологов,
«дружелюбный вулкан» (как называют Этну местные жители) меняется.
Французские и итальянские исследователи предупреждают, что
«характер извержений Этны меняется от эффузивного, при котором лава
изливается на поверхность медленно и выделяется немного газов, к
эксплозивному, взрывному».
На протяжении своего существования извержение вулкана Этна
происходило около 200 раз. Крайние извержения вулкана Этна произошли: 5
января, 18 марта и 13 апреля 2012 года; 18 марта и 18 апреля 2013 года.
Контроль активности данного вулкана с борта РС МКС дает обширную
информацию по прогнозированию извержений.
Рис. 79. Вулкан Этна (остров Сицилия)
Районы с интенсивной деятельностью человека
Высокая степень загрязнения окружающей среды становится обычной
нормой индустриальных объектов. Не задумываясь о последствии,
человечество беспощадно уничтожает флору и фауну планеты.
67
Пожары
По фотоснимкам представляется возможным оценить площадь пожара,
направление его распространения, осуществить координатную привязку к
населённым пунктом или другим географическим объектам, спрогнозировать
динамику развития события и т.д.
Ниже на снимках (рис. 82-85) наблюдаются пожары на территории
России, а также других государств.
Рис. 83. Уругвай. Пожары на полях
Рис. 82. Амурская область (Россия).
Пожары на полях сои
68
Рис. 84. Казахстан. Пожары в районе озера Балхаш
Рис. 85. Площадные пожары в южной
части штата Луизиана (США)
Наблюдение речных стоков
Космические снимки дают представление о влиянии речного стока на
взморье. Обильные загрязнения особенно характерны для дельтовых
участков рек. К этому приводят эрозия берегов, сели, гидротехнические
работы и т.д.
Интенсивность механического загрязнения можно установить по
плотности изображения водной поверхности: чем светлее поверхность, тем
больше загрязненность. В отличие от мелководий загрязнения меняются в
зависимости от метеорологических и гидрологических условий.
Район г. Новороссийска
Город расположен на юго-западе края на побережье Цемесской бухты
Чёрного моря.
Новороссийск располагается в сейсмоопасной зоне. Летом, особенно в
августе, на побережье, а также над акваторией бухты возможно
возникновение гроз и смерчей, а также сильных ливней, которые могут
вызывать наводнения.
Новороссийск - главный центр цементной промышленности на юге
России (5 цементных заводов), созданный на базе крупных месторождений
высококачественных мергелей.
До 2017 года в районе Новороссийска будут созданы две новые военноморские базы (ВМБ) Черноморского флота.
В составе Новороссийской ВМБ размещены: бригада кораблей охраны
водного района, батальон морской пехоты, часть авиации Черноморского
флота. С 2007 года в собственность Военно-морского флота (ВМФ) вошли
причалы бывшего ФГУП «Геопорт».
В настоящее время кроме двух причалов ВМБ под базирование кораблей
отведено дополнительно пять причалов ФГУП «Геопорт».
69
Данные фотоснимки позволяют произвести оценку влияния горных
стоков на взморье, определить размер, конфигурацию, область смещения
морских вод, различной степени загрязнения на фоне сезонной циркуляции
прибрежных вод, вынос «твёрдого» стока в море под воздействием
берегового течения.
Рис. 86. Район г. Новороссийска
Рис. 87. Район г. Новороссийска. Устье р. Цемес
Морской порт и г. Поти расположены на западе страны в устье реки
Риони на побережье Чёрного моря.
Промышленность: машиностроение (судостроение, судоремонт и др.).
70
Сегодня Поти считается одним из главных экономически важных
регионов Грузии, а порт Поти ‒ один из крупнейших портов в бассейне
Чёрного моря.
В районе морского порта находиться судоремонтный завод,
нефтеналивной терминал, хранилища нефти и база грузинского ВМФ.
Планируется перекрыть реку Риони и создать новые акватории.
На фотоснимке (рис. 88) наблюдается вынос речных стоков в Черное
море.
Рис. 88. Район г. Поти
Экология городов
Наблюдение динамики ландшафтов городов, промышленных районов,
районов разработки полезных ископаемых одна из основных задач КЭ
«Экон-М».
Выполнение детализированной фотосъёмки с использование
длиннофокусных объективов даёт возможность проследить изменение
экологической обстановки исследуемых объектов.
Промышленные районы г. Экибастуз
Высокозольные угли и их недостаточная очистка золоулавливающими
установками на местных ГРЭС-1, 2 и ТЭЦ приводит к значительным
выбросам вредных веществ в атмосферу − 45,8% всех выбросов области, из
них 94% принадлежат двум электростанциям. На расстоянии до 15 км от этих
станций концентрация пыли превышает предельно-допустимая концентрация
(ПДК) в 10-20 раз, а сернистый ангидрид и окислы азота обнаружены даже на
расстоянии 119 км. Повышенная концентрация ионов последних выявлена и
71
в снежном покрове, в километре от станции велика концентрация титана, в
двух − алюминия, железа.
Не менее острая проблема города − водоснабжение. Уровень грунтовых
вод ежегодно поднимается на 22 см. Изношенные на 80%, а где-то − и на все
100%, водные магистрали города переживают в среднем в день по 15-17
прорывов.
Недостаточно эффективна очистка сточных вод, которые, из-за
прорывов не доходят до накопителя – оз. Атыгай, растекаются по всей
территории. Тем самым происходит вторичное загрязнение воды, в ней
накапливаются токсичные элементы и тяжёлые металлы, так что ПДК в
питьевой воде по всем контролируемым веществам, в том числе по азоту
аммонийному и нефтепродуктам, в Экибастузе превышены.
На рисунках 89-91 показан промышленный район г. Экибастуз
(Казахстан). Приведенные снимки позволяют детально изучить состояние
экологической обстановки этого района.
Рис. 89. Увеличенный снимок района г. Экибастуз
72
Рис. 90. Загрязнение снежного покрова угольной пылью от разрезов
Рис. 91. Озеро Жингылды, ГРЭС-1
Экибастузская ГРЭС-2 является казахстанско-российским совместным
предприятием и двумя энергоблоками способна вырабатывать 1 ГВт
электроэнергии. Этого вполне достаточно, чтобы обеспечивать железные
дороги Казахстана, космодром Байконур, канал «Иртыш-Караганда» и
северные области страны. Труба Экибастузской ГРЭС-2 самая высокая труба
в мире и составляет 420 м (занесена в Книгу рекордов Гиннеса).
На рисунке 92 показан мониторинг стока вод от ТЭЦ в оз. Туз
(Джаксытуз) в зимний период.
73
Рис. 92. ТЭЦ, оз. Туз
На основании представленных фотоснимков можно сделать вывод, что
экологическая обстановка в данном районе остаётся на крайне низком
уровне. Фотоснимки, выполненные в зимний период, наглядно показывают
площадь загрязнения от добычи угля в угольных разрезах, от работы ГРЭС-1,
2, ТЭЦ.
Рис. 93. Совмещённые два снимка оз. Жингылды, ГРЭС-1, ТЭЦ и оз. Атыгай
Имея статистические данные, при обработке фотоснимков исследуемых
объектов, можно делать прогнозы по дальнейшему развитию экологической
обстановки в данных районах и регионах.
Полученные результаты в ходе выполнения эксперимента «Экон-М»
подтверждают не только возможность проведения мониторинга
чрезвычайных ситуаций, опасных геофизических процессов и природных
74
катастроф, в частности экологически загрязненных промышленных районов,
рек, акваторий, пожаров, наводнений, но и возможность повышения его
эффективности путем реализации регулятивного правила проведения КЭ.
Результаты наблюдений позволили при различных оптикогеометрических возможностях отследить динамику «жизнедеятельности»
объектов и их экологическое состояние.
В целом полученная в ходе проведения КЭ «Экон-М» информация
является источником для оценки экологического и функционального
состояния объектов.
Результаты реализации КЭ «Экон-М» используются:
• для формирования базы данных по экологическому обследованию
районов деятельности различных объектов на территории РФ и зарубежных
государств, с целью разработки мероприятий по обеспечению экологической
безопасности деятельности Вооруженных сил РФ;
• для оценки местоположения и состояния заданных объектов и
пополнения базы данных в формулярах на них;
• для оценки последствий экологических бедствий, техногенных аварий
и катастроф, извержений вулканов, наводнений, пожаров, аномальных
явлений в атмосфере и на поверхности Земли, в акватории Мирового океана
и др.;
• для получения новой информации об объектах в различных диапазонах
спектра;
• в подготовке космонавтов по видеоматериалам районов расположения
объектов наблюдения.
Полученные результаты в ходе реализации КЭ «Экон-М» могут быть
положены в основу алгоритмического и программного обеспечения
комплексной системы мониторинга наземных объектов с использованием
космических аппаратов (в том числе беспилотных), а также системы
поддержки экипажа, используемой на борту МКС, для эффективного и
качественного выполнения космических экспериментов, связанных с
решением задач методом дистанционного зондирования Земли.
ЭКСПЕРИМЕНТ «SPHERES-Zero Robotics»
В период экспедиции МКС-38 был проведен двухдневный сеанс
международного научно-образовательного эксперимента «SPHERES - Zero
Robotics» («SPHERES-ZR»). Эксперимент проводился в рамках форума по
научной программе МКС (ISS PSF EWG), в рабочую группу которого входят
специалисты ФГУП ЦНИИмаш. Реализация проекта стала возможной после
75
подписания Роскосмосом и НАСА в октябре 2013 года соответствующего
протокола.
Работы в рамках КЭ «SPHERES-ZR» проводятся на Американском
сегменте МКС (АС МКС), начиная с 2009 года. Российская сторона приняла
участие в этом проекте впервые в январе 2014 года. Целью эксперимента
является предоставление учащимся 14 – 19 лет возможностей для активного
участия в разработке программ для роботов, имитирующих космические
спутники. В настоящее время на борту АС МКС находятся микроспутники
SPHERES, используемые для отработки технологий и алгоритмов
управления, которые будут применяться в дальнейшем для создания новых
автономных миниатюрных спутников, обладающих свойствами автономной
навигации и силового захвата. В данном эксперименте компьютерные
управляющие программы разрабатываются для трех экспериментальных
спутников SPHERES (массой 4,3 кг, диаметром 220 мм). Сжатый углекислый
газ используется как рабочее тело для движения спутника. Энергопитание
спутника - автономное, от двух батареек, продолжительность работы - 2 часа.
Маяки используются для контроля положения спутника в автономном
полете.
Основные задачи эксперимента заключаются в изучении учащимися
актуальных вопросов функционирования и взаимодействия распределенных
систем КА, разработке оригинальных способов и алгоритмов возможного
использования автономных КА, а также повышении заинтересованности
молодежи в исследовании космоса и, в частности, в разработке
перспективных решений в области беспилотных автономных КА. Этот
проект даёт возможность школьникам старших классов и студентам
выступить в роли наземных операторов, проводящих научноисследовательскую работу в условиях космоса на борту МКС с
использованием спутников.
В ходе реализации КЭ экипаж МКС-38 произвел установку маяков в
указанных местах модуля АС. Места для установки маяков выбираются с
помощью пошаговой компьютерной программы-инструкции, установленной
на лэптоп. Была выполнена установка батареек и заправка сжатым
углекислым газом спутников SPHERES. Затем была проведена закладка
управляющего программного обеспечения в лэптоп. К лэптопу подключена
антенна, через которую передавались управляющие сигналы всем спутникам,
для этого антенна была направлена в рабочую зону перемещения спутников.
Основным оператором данного сеанса КЭ являлся астронавт НАСА Ричард
Алан Мастраккио, российский космонавт Олег Валериевич Котов оказывал
помощь при выполнении работ.
76
Рис. 94. Российский космонавт Олег Котов и американский астронавт Ричард Мастраккио проводят сеанс
КЭ «SPHERES-ZR» на борту АС МКС.
Проведенный сеанс эксперимента включал в себя программирование
экспериментальных спутников SPHERES и свободный полет этих спутников.
Во время свободного полета спутники в группе от одного до трех
одновременно выполняют различные маневры. Их движение фиксируется
видеокамерой и передается на Землю. Кроме того, в ходе сеанса
обеспечивается получение от спутников SPHERES данных и передача их на
Землю наземной группе операторов и группе специалистов по спутникам
SPHERES для проведения дальнейшего анализа. Такой анализ позволяет
усовершенствовать уже существующие тесты или создавать новые для их
дальнейшего использования в следующих сеансах на борту МКС.
Данные по результатам проведения сеанса КЭ с участием российского
космонавта были переданы по линиям ВСК-1 ЕКА и ВСК-2 НАСА наземной
группе для анализа в ЦУП ФГУП ЦНИИмаш.
По результатам космического эксперимента «SPHERES – Zero Robotics»
специалистами ФГУП ЦНИИмаш совместно с средней общеобразовательной
школой №20 г.Королёва Московской области (МБОУ СОШ №20) была
организована конференция, посвященная эксперименту, в рамках которой
прошла встреча школьников с астронавтом НАСА, техническим директором
НАСА в Центре подготовки космонавтов им. Ю.А. Гагарина Санитой
Уильямс. Встреча состоялась 20 января 2014 года в МБОУ СОШ №20.
77
Рис. 95. Встреча учащихся с астронавтом Санитой Уильямс в МБОУ СОШ №20 г. Королева
На встречу делегировали своих представителей ФГУП ЦНИИмаш,
МАИ, а также школы, лицеи и гимназии г.Королёва и г.Юбилейного.
Школьникам представилась уникальная возможность посмотреть, как
проходил сеанс эксперимента «SPHERES-ZR» на борту станции, и увидеть
экспериментальные спутники в действии в условиях невесомости. Просмотр
видеозаписи сопровождался комментариями и пояснениями Саниты
Уильямс, принимавшей непосредственное участие в эксперименте SPHERESZero Robotics в ходе экспедиций 14/15 и 32/33. В результате обсуждений
школьники выразили огромное желание участвовать в последующих этапах
проведения эксперимента.
Рис. 96. Школьники г. Королева и г. Юбилейного на конференции, посвященной результатам
эксперимента «SPHERES-ZR», с участиемс С.Уильямс
Более подробно о прошедшей конференции можно прочитать на сайте
КНТС Роскосмоса (http://knts.tsniimash.ru/ru/site/Mat_q.aspx?id=33).
Проект способствует воспитанию нового поколения учёных и
инженеров, помогает молодёжи приобретать инженерно-технический опыт и
такие важные профессиональные навыки, как умение решать научнотехнические задачи, работать в команде, делать презентации и другие
навыки.
78
Рис. 97. Учащиеся активно принимают участие в школьной конференции
Следует подчеркнуть, что работы учащихся по составлению алгоритмов и
написанию программ взаимодействия спутников SPHERES могут
представлять научный интерес в качестве нового концептуального видения
применения и взаимодействия друг с другом и иными объектами автономных
летательных аппаратов в космосе и в атмосфере Земли.
Научно-исследовательские задачи, решаемые с помощью эксплуатации
микроспутников, дадут школьникам дополнительные знания о
фундаментальной науке. Обычные школьные предметы станут более
привлекательными и доступными для учащихся.
В период пилотируемой экспедиции МКС-38 в соответствии с
программой НПИ в рамках шести направлений исследований выполнено 369
сеансов по 40 экспериментам, из которых 287 – с участием экипажа, 82 – в
автоматическом режиме. Фактические затраты времени экипажа экспедиции
МКС-38 на реализацию научной программы составили 706,4 час. По
программе РС было выполнено два «Выхода» в открытый космос - ВКД-37 и
ВКД-37А.
Результаты, полученные в сеансах космических экспериментов
«Обстановка (1 этап)», «Сейнер», «Экон-М» и «SPHERES-Zero Robotics»,
предлагаются для целей информирования общественности. Материалы
экспериментов «Обстановка (1 этап)», «Сейнер», «Экон-М» готовятся к
размещению на сайте КНТС Роскосмоса. Материалы эксперимента
«SPHERES-Zero Robotics» уже размещены на сайте КНТС Роскосмоса.
В ходе экспедиции транспортно-техническое обеспечение МКС
осуществлялось российскими пилотируемыми («Союз ТМА-10М» и «Союз
79
ТМА-11М») и грузовыми («Прогресс М-20М», «Прогресс М-21М» и
«Прогресс М-22М»), а также американским грузовым кораблем Orb-1
Cygnus.
В обеспечение программы НПИ экспедиции МКС-38 на борт МКС на
кораблях «Прогресс М-21М» и «Прогресс М-22М» доставлено 309 кг
научного оборудования для экспериментов по направлениям: «Исследование
Земли и космоса», «Человек в космосе», «Космическая биология и
биотехнология», «Технологии освоения космического пространства» и
«Образование и популяризация космических исследований». По окончании
экспедиции в составе спускаемого аппарата корабля «Союз ТМА-10М» на
Землю было возвращено 32,77 кг грузов с результатами экспериментов, в том
числе укладки со срочными грузами – результатами медицинских и
биотехнологических исследований.
Окончательные итоги выполнения научной программы пилотируемой
экспедиции МКС-38 будут представлены в итоговом отчете и этапных
отчетах по отдельным экспериментам, разрабатываемых в соответствии с
требованиями государственного контракта по теме СЧ ОКР «МКС»
(Надежность-Наука) по результатам выполнения программы НПИ на РС
МКС в 2014 году.
80