ГК-04

Научная аппаратура ГК-04 предназначена для проведения биомедицинских исследований на гекконах Phelsuma ornata с целевой задачей изучения влияния микрогравитации на организм взрослых животных, половое поведение и эмбриональное развитие геконов Phelsuma ornata в двухмесячном орбитальном эксперименте. Этот космический эксперимент получил наименование «Размножение» (ранее, на этапе подготовки он назывался «Геккон-Ф4»), его постановщики – Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Научно-Исследовательский Институт Морфологии Человека РАМН (ФГБУ «НИИМЧ» РАМН) и ФГБУН ГНЦ РФ ИМБП РАН. Малые размеры, выносливость и относительная неприхотливость к условиям содержания делают гекконов очень привлекательным объектом для орбитальных исследований, а их биологические особенности позволяют адекватно оценить влияние факторов космического полета на организм и поведение позвоночных животных, но задача осуществить в космосе их размножение привела к тому, что из всего многообразия их видов был выбран вид Phelsuma ornata (Mauritius ornate day gecko, фелзума украшенная). Гекконы «украшенные фелзумы» в природе живут в стеблях бамбука, на поверхность которых изнутри приклеивают яйца. Они впервые успешно летали в одномесячном орбитальном эксперименте на КА «Бион-М» №1 в мае-июне 2013 года. И с точки зрения условий двухмесячного полёта на борту КА «Фотон-М» №4 избранный вид гекконов имеет ряд преимуществ сравнительно с другими видами, а именно:

  • небольшие размеры и вес (10÷12 см и примерно 5 граммов),  
  • способность прикрепляться к стенкам террариума;
  • способность питаться в течение нескольких поколений пастообразными питательными искусственными смесями на основе фруктов и злаков, при этом отклонений от нормы не возникает, а способность к размножению сохраняется  в течение нескольких поколений;
  • они требуют для размножения условий, которые можно воссоздать в эксперименте на борту КА;
  • приклеивание отложенных яиц;
  • продолжительность их инкубационного периода при оптимальных условиях составляет – 60÷65 дней;
  • невысокая агрессивность, которая может быть сведена к минимуму тщательным подбором группы и условий содержания.

В полёт должны отправиться один самец и от трех до пяти самок гекконов. Полётный контейнер изнутри обшит картоном, внутри него расположены бамбуковые трубки-укрытия для прикрепления яиц и для сведения к минимуму возможных агрессивных проявлений. В соответствии с биологическими особенностями гекконов этого вида контейнер оснащен кормушкой и поилкой для гекконов. Средний температурный режим в контейнере должен поддерживаться на уровне 28-30°, не опускаясь ниже 26°, при этом необходимая влажность не должна быть ниже 70%. Кроме того, для успешного спаривания животных необходимо достаточное освещение, которое в норме составляет 1000 лк (причём освещённость является принципиальным условием, поскольку при недостатке света фелзумы темнеют, становятся малоподвижны и, по наземным наблюдениям, сексуальное поведение животных в таком состоянии невозможно). Для проведения цветной видеосъемки в контейнере установлена видеокамера. Планируемый режим видеосъёмки:

  • в течение всех первых 48 часов после начала полёта,
  • затем – на каждые третьи сутки (что отвечает времени открывания кормушки) – на протяжении 12 часов. Аналогичные условия - с отсрочкой на согласованное с постановщиками космического эксперимента время - создаются в контейнерах для группы отложенного синхронного контроля, которая будет наблюдаться  на базе ГНЦ РФ ИМБП РАН.

Научная аппаратура ГК-04  разработана и изготовлена в  виде единого блока «БИОС ГК-04» – блока исследования и обеспечения содержания гекконов.

Эта аппаратура обеспечивает:

  • шестичасовое кормление гекконов в суммарном объеме 5 мл один раз в трое суток эксперимента (что достаточно для этих животных),
  • принудительную вентиляцию постоянным направленным воздушным потоком клетки БИОС ГК-04;
  • хранение отходов жизнедеятельности шести гекконов в общем объёме камеры и двух сборников отходов БИОС ГК-04;
  • освещенность белым светом камеры БИОС ГК-04 в режиме «день» - на уровне пола не менее 1000 лк,
  • освещённость белым светом камеры БИОС ГК-04 в режиме «ночь» - на уровне пола – 5 лк;
  • две комфортные температурные зоны, размещённые в противоположных углах пола камеры БИОС ГК-04 (температура радиаторов комфортных зон в камере БИОС ГК-04 находится в диапазоне от 31 до 32°С только в дневное время,  в ночное время нагреватель радиаторов комфортных зон выключен);
  • размещение пяти укрытий с длиной (100±5) мм и диаметром (28±2) мм, выполненных из дуба, в камере содержания гекконов на боковых стенках и на полу.

Таким образом, в результате выполнения КЭ «Размножение» должны быть решены задачи:

  • создание условий для полового поведения, копуляции и размножения гекконов в орбитальном эксперименте;
  • видеорегистрация  полового поведения гекконов этого вида в условиях космического полёта и возможной откладки яиц, обеспечение максимальной вероятности выживания яиц, которые могут быть отложены в ходе эксперимента;
  • проведение послеполётных гистологических и иммуногистохимических исследований, которые позволят выявить возможные структурные и метаболические изменения в организме взрослых животных, а также особенности отложенных яиц и онтогенеза зародышей;
  • проведение микротомографических исследований проксимальных хвостовых позвонков совершивших космический полёт гекконов;
  • проведение анализа поведения гекконов по материалам видеорегистрации;
  • оценка возможности использования и разведения гекконов вида Phelsuma ornata в многолетних космических экспериментах.

Основной целью этой программы является совершенствование научного обоснования новых подходов к медицинскому контролю, медицинскому обеспечению, профилактике неблагоприятных изменений в человеческом организме, происходящих во время космического полета. 

Способ возвращения результатов космических экспериментов

Результаты КЭ возвращаются на Землю вместе с научной аппаратурой – это лабораторные животные (гекконы) и отложенные ими яйца, а также видеозапись их поведения. В полёте на Землю передаётся краткая телеметрическая информация о состоянии работы научной аппаратуры.

Характеристики
Наименование
(условие измерения)
Значение/количество Единица измерения Дата
Масса
(снаряженная, с лабораторными животными)
11,95 кг
Габариты
316 х 305 х 345 мм
Электропотребление
(не более)
14 Вт
Разработчик
СКТБ «Биофизприбор»