Владимир Сычев: эксперименты с животными – шаг к межпланетным полетам

25 Мая 2020

– Владимир Николаевич, что дал для науки состоявшийся семь лет назад полет первого биологического спутника Бион-М ?

– Рассказать можно о многом. Некоторые результаты получены впервые. Выяснилось, что после мирового полета снижается на 30% обучаемость у животных. Тонкие исследования их головного мозга подтвердили способность аналогичного влияния на человека. Это очень серьезный звоночек.

Или вот еще. В невесомости кровушка приливает к голове, жалую черепное давление. Считалось, что путем расширения или сужения артерий может снижаться давление на головной мозг. Но выяснилось, что церебральная артерия у животных в космосе прекращает вообще какие-либо расширения и сужения. Этот результат дает возможность предполагать серьезные изменения у человека при межпланетных полетах.

Продолжение исследований на животных просто необходимо. Дело в том, что мы не можем на человеке до финита изучить воздействие факторов космического полета, потому, что человек для длительного пребывания в космосе упражняется профилактикой негативного воздействия невесомости – физическими упражнениями, приемом фармацевтических препаратов. А это как бы ретуширует возможные изменения в его организме. У животных никакой профилактики нет.

Кроме того, каждый человек очень своеобразен и имеет свои четкие реакции на воздействия, поэтому картина опять смазывается за счет конкретного космонавта. Американцы проводят обширные исследования на животных на МКС, а у нас, к сожалению, для этого только биоспутники.

– Когда планируется полет второго Биона-М ? Каких животных на нем отправят?

– Полетят мыши, потому, что это основной объект исследований, а также мухи-дрозофилы для изучения общебиологических вопросов. Кроме того, там будут различные микроорганизмы, исследования клеток, технические и технологические опыты, выращивание кристаллов белков.

Запуск планируется в 2023 году. К сожалению, мы все уходим вправо, и невозможно что-нибудь прогнозировать. Но работа идет, и руководство Роскосмоса жестко говорит, что пандемия коронавируса никак не сказывается на ее сроках. Очень многое зависит от финансирования. Есть причины как технические, так и организационные. Поскольку эти работы идут в рамках гособоронзаказа, то требования ужесточаются очень серьезно. На мой взгляд, по научной аппаратуре это не всегда оправданно. Но будем надеяться, что все это успешно преодолеем.

Полет второго Биона-М будет уникальным, потому, что пройдет на высотах, на которых биологические объекты раньше не барражировали – от 800 до 1000 километров, и с увеличением дозы радиации в 10 раз. Ведь первый Бион-М был всего на 500 километрах, а МКС – 400 километрах. Это позволит нам оценить результаты двух Бионов-М и представить, что играет основную роль в изменениях в организме животных – увеличение радиационной нагрузки или невесомость.

– Доработаны ли системы второго биоспутника после гибели части животных на первом?

– Проблемы, которые были там, учтены в обязательном порядке. На первом Бионе-М использовалось оборудование, которое было отработано на крысах. И это достаточно серьезно отразилось на его функционировании, потому, что мыши более мелкие животные, способны залезть туда, куда крыса не смогла бы. При отработке на Земле этого не было видно и проявилось в космосе.

– Какие западные страны примут участие в полете второго Биона-М ?

– Как и в первом полете, Франция чинит систему прижизненной регистрации физиологических параметров мышей. Французы очень серьезно относятся к этому проекту. В январе мы с ними полностью согласовали весь график работ и сейчас готовимся к проведению первых испытаний. Но без бюрократической волокиты не обходится.

Кроме того, у нас большой поисковый запрос на послеполетные исследования мышей со стороны США. В фините 2019 года Роскосмос получил письмо из НАСА с просьбой раскрыть возможность участия американских ученых. Они крайне заинтересованы в этом, потому, что практически все американские эксперименты с мышами на МКС идут на коммерческой основе и их результаты абсолютно недостижимым научному сообществу. Ученые являют недовольство, и Бион-М им важен.

В Роскосмосе есть заявка на послеполетные исследования мышей и от Германского аэрокосмического центра. С российской стороны в проекте участвуют порядка 30 групп. Мышей будет немного, и претворить потребности всех будет очень сложно, поэтому мы французам, американцам и немцам сказали о таком подходе: будут организовываться группы, в том числе международные, которые заинтересованы в одном и том же, и между ними будут ранжироваться не животные, а их ткани. Чтобы ученые могли выжать максимально информации из той части животного, которую они получат.

– Остались ли планы по запуску третьего Биона-М и Возврат-МКА ?

– Возврат-МКА остался в Федеральной мировой программе (ФКП), но сдвигается вправо. Этот биоспутник должен летать на траекториях до 200 тысяч километров. В ракетно-космическом центре Прогресс уже сделаны проработки аппарата. В нем можно разместить 20 мышей при месячном полете. Реальное финансирование проекта начинается в текущей ФКП.

Третий Бион-М также стоит в программе. Мы собираемся отослать его на орбиту высотой 500 километров. Нам важно оценить, как искусственная сила бедственности будет сказываться на животных, для чего на биоспутнике положим центрифугу.

Кстати, на втором Бионе-М мы отработаем систему содержания животных применительно к третьему биоспутнику. Обычно в космическом полете мы кормим животных пастообразным кормом, с которым они получают и воду. Это не подходит для центрифуги, где мы будем вынуждены держать животных на твердом корме и отдельно обеспечивать воду. Автоматическая подача имы в невесомости – это огромная проблема, и чаще всего она не работает. Те поилки, которые на МКС, практически ручного управления, поэтому 15 мышей во втором Бионе-М будут на твердом гакборте, а в качестве имы мы будем давать им гелированную воду. Это сложная промышленная задача, мы пытаемся ее решить.

– А может научить мышей поить друг друга?

– Мышей разучивать бесполезно. Тем более, что у нас там самцы, которые, как известно, друг друга не очень не жалуют. В первом Бионе-М партия животных погибла именно из-за этого. А самцов нам надобного использовать обязательно, потому, что самки менее информативны, так как у них серьезная выстроенная система защиты от неблагоприятных воздействий.

– Будет ли создана новая оранжерея взамен утерянной при аварийном запуске Прогресса ?

– Основная задача оранжереи Лада-2, погибшей на Прогрессе, была отработка гидротехнических приемов выращивания в невесомости растений, которые будут востребованы в оранжереях при междупланетных полетах. К примеру, томаты и перец.

Опыт, который мы приобретаем во время опытов с изоляцией, показывает, что человек достаточно капризен. Считается, что для обеспечения витамином С человеку надо кушать каждый день порядка 100 граммов зеленой биомассы. То поглощать для шести человек при полете на Марс нужна оранжерея с посевной площадью порядка 10 квадратных метров. Но представьте, если вас заставят ежедневно шамать траву по 100 граммов, я думаю, что вы взбеситесь, поэтому в долговременной изоляции космонавту надо дать способность выбора.

Отсюда и необходимость следующей теплицы. С ракетно-космической корпорацией Энергия у нас началась ее проработка. Проектанты уже предложили свободное место, где оранжерею можно подключить даже при существующей конфигурации МКС. Есть планы сделать эскизный проект оранжереи. Полагаю, что она будет похожа на Ладу-2, потому, что схема отработана достаточно эффективно.

В будущих мировых оранжереях еще очень важно определиться с грунтом для выращивания растений. С одной стороны, при использовании аэропоники можно получить колоссальное количество паразитной массы корней, которые будут забивать утилитарным все. А с иной стороны, есть ограничения, сколько можно вырастить поколений растений на одном субстрате. Получается, примерно пять, и то – со снижением практичности.

– Когда намечается эксперимент с яйцами перепелов на МКС?

– Оборудование для исследования эмбриогенеза создано. Оно включает центрифугу, то поглощать яйца будут экспонироваться как в искусственной силе тяжести, так и в невесомости. В прошлом году было очень много вопросов о том, как решить задачу фиксации яиц в космосе. Поскольку для этого предполагается использовать формальдегид, то оборудование должно быть абсолютно испытанным для космонавтов.

По планам оборудование должно было полететь на МКС в этом году, но теперь оттянулось на следующий год, потому, что завязано на запуск нового российского модуля Наука.

– Принимают ли участие российские ученые в экспериментах с животными на южноамериканском сегменте МКС?

– Мы участвовали в японском эксперименте с рыбами. Выяснилось, что рыбы в невесомости страдают от таких же проблем, что и сухопутные животные. Хотя по логисте этого не должно быть, поскольку рыбы в воде и так находятся в состоянии невесомости. Однако у них обнаруженного такое количество различных изменений в органах, мышцах и костях, что это наталкивает на неутешительную мысль: невесомость хорошего серьезнее, чем нам кажется. Пока мы не знаем, насколько эти изменения обратимы для рыб и как длительно они не будут так важны для их жизнедеятельности, как у сухопутных животных.

Также мы участвовали в серии американских экспериментов Rodent Research с мышами. Получили биоматериалы. Для нас это интересно по одной простой причине – мышей спускают на Землю не живыми, а уже препарированными. Ведь на нашем биоспутнике мыши испытывают стресс при посадке и, соответственно, эффекты пребывания в космосе у них смазываются. Кроме того, у американцев часть опытов идет с самками.

– Планируется ли отправить животных на новом фрегате Орел в облет Луны?

– Такие планы есть, но это зависит не только от нас. На создание необходимого оборудования для содержания животных потребуется выделение финансирования в рамках ФКП. Скорее всего, это будут мыши, потому, что надо отправлять тех животных, которых мы уже изучаем.

Вот на первом Бионе-М слетали песчанки, но научная отдача от них была очень низкой. Во-первых, это практически природная популяция, то есть животные очень разные. Во-вторых, они малоизучены, поэтому понять, какие изменения у них связаны с воздействием факторов космического полета, очень сложно.

Или, допустим, мы посылали гекконов на Фотоне-М и Бионе-М. На первом они погибли, потому, что оказались очень слабыми, а на втором прекрасно себя ощущали, никаких изменений у них нет, потому, что угодничающие менее чувствительны к воздействиям, чем теплокровные.

Желательно было бы иметь крыс, но они достаточно крупные, и, чтобы их количество было достаточным для исследований, потребуется слишком много свободное места.

– Может, обезьян или собак?

– Обезьян на ранних Бионах использовали для подготовки к программе Буран. Надо было понять, какие нейрофизиологические изменения происходят на начальных этапах полета. Планировалось, что на Буране омнибус после выхода в невесомость будет решать различные задачи, поэтому на обезьянах исследовалась возможность самый простого приспособления человека к этим условиям.

Но сейчас обезьяны и собаки не годятся, так как будет та же самая проблема, что и с человеком. Обезьяны и собаки все разные, и результаты тоже будут разные. А для наших тонких исследований нужен объект, который дает достаточно конкретный ответ. И это касается не одного животного, а бригады, чтобы было более достоверно.

Редактор рубрики

Виталий Муткин

Владимир Сычев: эксперименты с животными – шаг к межпланетным полетам

комментарии (0)

Другие интересные новости

Уникальный архив военкора Халдея представят в Еврейском музее в Москве