ИТОГИ РАБОТЫ СКТБ БИОФИЗПРИБОР ПО КОСМИЧЕСКОЙ ТЕМАТИКЕ  ЗА ПЕРИОД С 03.06.2010 г. ПО 03.06.2015 г.

А. О. Белгородский (belgorodskij@biofizpribor.ru), Е. М. Егорова
Санкт-Петербургский филиал ФГУП «ЭПМ» ФМБА России – СКТБ Биофизприбор

Ключевые слова: опытно-конструкторские разработки (ОКР), исследования по космической тематике, разработка научной аппаратуры, медицинская аппаратура, устройства съема информации (УСИ), аппаратура для биомедицинских исследований в космосе 

 

Прошло ровно пять лет после нашей встречи на 55-летнем юбилее предприятия. За это время коллектив предприятия выполнил 25 ОКР по космической тематике, из них три ОКР находятся в стадии завершения:

• доработка и изготовление КПА ТК комплекса «Альфа-12» и ввод его в эксплуатацию на космодроме «Южный», Байконур;
• изготовление и поставка 2-х лётных образцов (ЛО) комплекса «Инкубатор»;
• проведение регламентных работ и продление назначенных сроков службы и хранения наземного полётного ЗИП комплекса «Гамма-1М».

Из выполненных ОКР следует особо отметить следующие работы

1. Разработка комплекса медицинской аппаратуры «КМА-01» для проведения периодических углублённых медицинских обследований членов экипажей МКС. 

В 2014 году три ЛО «КМА-01» и комплект КПА поставлены в ЗАО «ЗЭМ» РКК «Энергия».

В 2015 году два опытных образца (ОО) «КМА-01» и комплект КПА должны быть поставлены в НИИ ЦПК им. Ю.А.Гагарина для использования в качестве тренажёров.

2. Разработка, изготовление, испытания и поставка двух ЛО блока «Компрессор-Н» для оснащения российского сегмента МКС и трёх ЛО для американского сектора МКС.

В июне 2013 г. наши специалисты совместно со специалистами РКК «Энергия» провели без замечаний входной контроль двух ЛО блока «Компрессор-Н» в США в Космическом центре им. Джонсона.

3. Модернизация Комплекса «Стимул-01НЧ», предназначенного для низкочастотной электромиостимуляции мышц нижних конечностей и спины у космонавтов с целью поддержания функциональных свойств мышечного аппарата.

Три опытных образца Комплекса «Стимул-01НЧ» переданы заказчику в начале 2014 года.

4. С 2008 по 2013 годы выполнена ОКР «Разработка и изготовление комплекса научной аппаратуры для проведения биомедицинских исследований на мелких лабораторных животных в условиях микрогравитации на биоспутнике «БИОН-М» №1. Работа проводилась в рамках реализации Федеральной космической программы России на 2006 – 2015 годы в части подраздела «Космические средства для фундаментальных исследований» предусмотрено создание новых космических аппаратов (КА) «Фотон-М» №4 и «Бион-М» №1. 

19 апреля 2013 года с космодрома Байконур состоялся старт «БИОН-М» №1 на борту ракеты «Союз-2» с «экипажем» из гекконов, мышей, песчанок и других биообъектов.

Наша аппаратура была представлена двумя ЛО комплекса НА МЛЖ-01 и одним ЛО комплекса НА МЛЖ-01-01. В состав комплексов входят блоки исследования и обеспечения содержания (БИОС) мышей и гекконов. При этом БИОС МЛЖ-01 и БИОС МЛЖ-01-01 обеспечивают исследования и содержание 15 мышей, по 3 мыши в жилом отсеке. Разница их заключается в наличии биорадиотелеметрической системы в БИОС МЛЖ-01-01, позволяющей регистрировать АД, ЧСС и ТТ у одной мыши в каждом отсеке. Режимы освещения, подачи пищи и видеорегистрации обеспечиваются в соответствии со штатной циклограммой. БИОС ГК-01 предназначен для исследования и обеспечения содержания пяти гекконов в жилом отсеке. Всего в полёт было отправлено 45 мышей и 15 гекконов. Для всех видов контроля и наземных экспериментов была разработана и изготовлена контрольно-испытательная аппаратура (КИА) в количестве трёх ОО.

5. С 2009 по 2014 годы была выполнена ОКР «Разработка и изготовление научной аппаратуры для проведения физиологических и биологических исследований на гекконах для КА «Фотон-М» №4. Назначение НА - проведение физиологических и биологических исследований на группе ящериц (гекконах) в условиях микрогравитации с целью научного обоснования новых подходов к медицинскому контролю, медицинскому обеспечению и профилактики неблагоприятных изменений в организме в космическим полёте, а также для получения новых данных по фундаментальным проблемам космической и гравитационной физиологии.

НА устанавливается в КА «ФОТОН-М» №4 и предназначена для обеспечения содержания группы гекконов из пяти особей при проведении биологических исследований в течение космического эксперимента длительностью до 65 суток.

НА обеспечивает в жилом отсеке блока обеспечения содержания (БОС) в соответствии с циклограммой следующие функции систем жизнеобеспечения и контроля:

• подачу пищи;
• подачу воды в поилку;
• дневное и ночное освещение;
• создание зон комфортной температуры;
• вентиляцию жилого отсека;
• контроль температуры, влажности, содержания кислорода и углекислого газа;
• видеорегистрацию поведения гекконов.

Для всех видов контроля и наземных экспериментов была разработана и изготовлена контрольно-испытательная аппаратура (КИА) в количестве двух ОО.

6. С 2013 года и по настоящее время проводится ОКР «Создание комплекса оперативного медицинского контроля» (КОМК), предназначенного для использования в составе перспективной пилотируемой транспортной системе для контроля состояния космонавта. 

КОМК размещается на теле космонавта, под оболочкой скафандра и представляет собой пояс с кабелем отведений для присоединения одноразовых электродов. На поясе установлено миниатюрное усилительно-преобразовательное устройство с датчиком, измеряющим силу натяжения ремня, опоясывающего грудную клетку. 

КОМК осуществляет:

• формирование сигнала пневмограммы (ПГ);
• усиление и частотную селекцию сигналов электрокардиограммы (ЭКГ-DS);
• гальваническую развязку комплекса.

КОМК имеет следующие преимущества по сравнению с аналогом ( комплекс «Альфа-12»):

• обладает повышенной помехоустойчивостью канала ЭКГ – DS к двигательной активности за счет применения одноразовых приклеиваемых ЭКГ электродов, имеющих надежный и стабильный контакт с кожей; 
• имеет повышенную помехозащищенность канала ЭКГ – DS от электромагнитных полей за счет размещения усилителя ЭКГ в непосредственной близости от электродов;
• имеет улучшенные эксплуатационные характеристики, так как позволяет отказаться от использования сложной системы фиксации электродов и необходимости применения электродной пасты;
• имеет повышенную помехоустойчивость канала ПГ к работе мышц плечевого пояса, задействованных при операторской деятельности, за счет формирования сигнала ПГ по изменению периметра не торакальной, а абдоминальной области;
• канал ПГ достоверно отображает медленные изменения периметра грудной клетки (задержка дыхания) и не требует времени для восстановления после подачи питающего напряжения или после перегрузки за счет применения новой конструкции датчика и усилителя постоянного тока;
• прост в изготовлении, технологичен.

Выполнен технический проект и изготовлен действующий макет КОМК.

Внешний вид КОМК представлен на рисунках 1 и 2.

Рисунок 1 – Комплекс ОМК

 

Рисунок 2 – Испытатель с надетым КОМК

 

7. С 2011 по 2014 годы проведена ОКР «Разработка, изготовление и испытания комплекта «Стимул-01ВЧ» и ОКР «Доработка программного обеспечения и изготовлении трёх ОО комплектов «Стимул-01ВЧ» и одного комплекта КПА».

8. С 2011 по 2012 годы проведена ОКР «Доработка комплекса аппаратуры «Дыхание-1» для реализации космического эксперимента «УДОД». Изготовлены и поставлены заказчику два ОО комплекса.

9. С ноября 2007 года по ноябрь 2010 года были выполнены три ОКР:

• разработка аванпроекта комплекса «Инкубатор-3»;
• разработка эскизного проекта комплекса «Инкубатор-3»;
• разработка рабочего проекта комплекса «Инкубатор-3».

В связи с отсутствием финансирования стадия рабочего проекта оказалась растянутой до конца 2015 года.

Комплекс "Инкубатор-3" предназначен для проведения сравнительных исследований эмбрионального развития яиц японского перепела в условиях микрогравитации и в условиях искусственной силы тяжести, для размещения и инкубирования яиц японского перепела в инкубационной камере и расположенной в ней центрифуге, измерения температуры, влажности, содержания кислорода и углекислого газа в камере и регистрации параметров среды в память микропроцессора.

В 2013 году была выполнена НИР «Исследование и апробация современных материалов и технологий для создания устройств съема информации для регистрации реоплетизмограммы и реоэнцефалограммы с помощью бортовой аппаратуры углубленных медицинских обследований членов экипажей МКС». В 2014 году на базе НИР выполнена ОКР «Разработка, изготовление и испытания устройств съема информации».

Динамика поставки аппаратуры для космоса представлена в таблице 1.

 

Таблица 1 - Поставка аппаратуры в 2010-2015 годах

Наименование аппаратуры	Ед. изм.	2010 г.	2011 г.	2012 г.	2013 г.	2014 г.	2015 г.	Всего
БПУ комплекса «Альфа-12»	шт.			2	5	5		12
ПКО ЭКГ-ПГ комплекса «Альфа-12»	шт.	17	15	12	26	26	6	102
Туба с электродной пастой	шт.	8	7	6	6	6	3	36
УСИ аппаратуры «Бета-08»	к-т	3	8	6	6	4	2	29
УСИ комплекса «Гамма-1М»	к-т	7		15			4	26
БПУ комплекса «Бета-09»	шт.			5	9	2		16
УСИ комплекса «Бета-09»	к-т					3		3
Комплект расходных материалов комплекса «Миограф»	к-т				1	12		13
Комплект монтажных частей для костюма электромиостимуляции комплекта «Стимул-01 НЧ»	к-т	5						5
Комплект расходных материалов комплекта «Стимул-01 НЧ»	к-т		1	1		1		3
Комплект устройств фиксации электродов комплекта «Стимул-01 НЧ»	к-т		1	2		2		5
Комплекс аппаратно-программный при предсменных медицинских осмотрах КАП8-01-оператор	шт.		3	1	1			5
Комплекс КМА-01	шт.				3		2	5
Телеметрический адаптер КМА-ТМ	шт.				3		2	5
Комплект КПА комплекса КМА-01	к-т				1		1	2