Научная аппаратура БИОКУЛЬТИВАТОР предназначена для изучения процесса биодеградации полиэтиленовой пленки микроорганизмами без внесения дополнительных ингредиентов и принудительного удаления продуктов метаболизма в условиях космического полета (КЭ «Биотрансформация»). Постановщиком КЭ «Биотрансформация» является ФГБУН ГНЦ РФ ИМБП РАН, участие в эксперименте принимают ОАО Институт «Прикладной биохимии и машиностроения» (ОАО "Биохиммаш") и специалисты ООО НПП «БиоТехСис». В результате эксперимента будет дана оценка эффективности микробной декомпозиции биодеградируемого полимера в условиях космического полета, определён химический состав продуктов биодеградации и сделаны предварительные выводы о возможности микробной доочистки жидких продуктов первичной биотрансформации.

Научная аппаратура БИОКУЛЬТИВАТОР представляет собой емкость со штуцерами (биореактор), встроенную в корпус-термостат. Для перемешивания используется магнитная мешалка. Для стабилизации температуры в процессе эксперимента используется встроенный термостат. Управление процессом осуществляется при помощи блока управления и питания, встроенного в корпус-термостат. Объем камеры биореактора составляет 180 мл. НА БИОКУЛЬТИВАТОР функционирует в автоматическом режиме после установки на борт. После подключения к бортовой сети научная аппаратура работает в «спящем» режиме, а после выведения спутника на рабочую орбиту происходит запуск по установленной дате и времени режима термостатирования, периодически включается режим перемешивания; а через 60 суток полёта установка переходит в «спящий» режим. (Режим перемешивания должен включаться на 1 час каждые сутки полёта. Скорость перемешивания равна 1 обороту в секунду. Термостат стабилизирует температуру биореактора при +26°С и выключается при превышении указанной величины.)

В настоящее время отсутствуют технологии утилизации отходов в пилотируемых космических средствах. А эта задача вскоре приобретёт особенную актуальность при начале создания цикла технологий, предназначенных для пилотируемых межпланетных полетов. В ходе этих полётов количество отходов будет накапливаться в линейной прогрессии из-за отсутствия возможности их утилизации (существуют определённые ограничения по вопросам «космического мусора» на межпланетных траекториях). Поэтому необходимо создание надежных технологий по утилизации этих отходов на борту с образованием продуктов утилизации, дополняющих возможности применяемых в настоящее время регенеративных и физико-химических систем жизнеобеспечения. Приоритетными технологиями в данном направлении является аэробная или анаэробная термо - и мезофильная микробная деградация и последующая аэробная или анаэробная доочистка жидких продуктов биодеградации. Объектом исследований в эксперименте «Биотрансформация» являются культуры аэробных бактерий, осуществляющие микробную декомпозицию биодеградируемого полимерного материала, используемого в качестве упаковочного средства. Результатом ферментации биодеградируемого полимерного материала должно быть уменьшение сухой массы субстрата, прирост биомассы и наличие жидких продуктов биотрансформации в составе культуральной жидкости. Под влиянием микрогравитации и космического излучения микроорганизмы-биодеструкторы с высокой вероятностью изменят свои ферментационные свойства, соответственно, вероятны изменения в динамике процессов декомпозиции, качественного и количественного состава метаболитов микробных культур. Исходя из данных, полученных в ходе предложенного эксперимента, можно будет судить о возможности и эффективности микробной декомпозиции полимерного упаковочного материала в условиях будущих пилотируемых полётов.

Способ возвращения результатов космических экспериментов

Результаты КЭ возвращаются на Землю вместе с научной аппаратурой – это полученный биоматериал, а также записи данных основных характеристик проведённых в космосе операций (в запоминающем устройстве). В полёте на Землю передаётся краткая телеметрическая информация о температуре внутри контейнеров и о состоянии функционирования научной аппаратуры.