Примерное время чтения: 8 минут
249

Зачем бактериям в космос? Как научные открытия становятся реальностью

«АиФ-Юг» № 43 26/10/2022
Запуск аэростата с микроспутниками оказался делом не простым и удался только с третьей попытки.
Запуск аэростата с микроспутниками оказался делом не простым и удался только с третьей попытки. / Никита Волченко / Из личного архивa

Сегодня нашей стране нужны новые прорывные идеи, эффективные проекты и инновационные технологии. Это могут дать молодые умы. kuban.aif.ru узнал над чем сегодня работают учёные Кубани.

На пути в космос

2021 год в России был Годом науки и технологий. Одна из стратегических задач была поставлена четко - привлечь талантливую молодёжь к исследовательской деятельности, показать востребованность профессии учёного. 2022-й показал: молодые умы нашей стране нужны как никогда, чтобы создавать современные производства и развивать передовые технологии.

Школьники, студенты, молодые учёные и инженеры Кубани не перестают генерировать научные идеи, которые имеют хорошую перспективу дальнейшего практического применения. Недавно с территории Краснодарского края в стратосферу на специальном аэростате запущены четыре возвращаемых микроспутника кубсат (кубсат – это формат малых искусственных спутников Земли для исследования космоса, имеющих габариты 10х10х10 см при массе не более 1,33 кг, - прим. ред.).

Над проектом работали школьники в Курганинске и Краснодаре, затем к разработкам подключились биологи и инженеры. Биологи создали биологическую нагрузку для кубсата, робототехники помогают получить максимально точные и оцифрованные данные. Уникальность этих исследований заключается в том, что ранее все биологические эксперименты (начиная со знаменитого полёта собаки Лайки) всегда делали на «больших» спутниках и орбитальных станциях силами целых институтов. Аналогичные по своей ценности эксперименты на микроспутниках не проводились.

«Кубсат представляет собой небольшой контейнер, в котором есть аккумулятор, приборы, радиосвязь, навигация, - поясняет доцент кафедры генетики, микробиологии и биохимии КубГУ Никита Волченко. - Так запуск такого устройства в космос непосредственно на ракете-носителе происходит нечасто, был разработан проект подъёма кубсата с помощью воздушного шара в стратосферу, где высокая радиация, сильно разряженная атмосфера, низкие температуры, т.е. условия близки к околокосмическим.

Наш интерес заключался в том, что для таких миниатюрных спутников довольно сложно сделать полезную нагрузку биологического типа. Если в большие космические спутники можно поместить что угодно - бактерий до хомячков и обезьян, то для микроустройства это задача не из лёгких. В итоге запустили четыре кубсата, в трёх из них стояла биологическая нагрузка, разработанная командой вуза, в одном - школьниками из краснодарского технопарка.

В одном из микроспутников находился микробный топливный элемент, условно говоря био-батарейка. Он является закрытой экосистемой, где бактерии разлагают органические вещества и за счёт бескислородного дыхания  вырабатывают электрическую энергию.

Во втором кубсате находились пробирки с хлореллой. Часть образцов этих микроводорослей оставалась на земле в обычных условиях, а часть поднимались на высоту, где подвергалась стрессовому: -50 градусов Цельсия; радиация, которая превышает норму на поверхности Земли до 400 раз; давление воздуха всего лишь на уровне 1 мм ртутного столба и ультрафиолет.

В третьем аппарате были чашки Петри с питательным агаром, на котором были посеяны микроорганизмы. В них были реализованы два эксперимента - проникновение ДНК  бактериофага (это вирус бактерий) в клетки кишечной палочки и рисунки микроорганизмами на агаре».

Все загруженные устройства были отправлены в стратосферу. Запуск аэростата оказался делом не простым и не сразу удался. В первой попытке воздушный шар унесло ветром, во второй раз шар лопнул и только в третий раз устройство удалось запустить. Аппарат успешно пролетел положенную дистанцию и опустился на границе Ставрополья и Карачаево-Черкесии. В настоящее время образцы исследуются, фиксируются изменения после полёта. Всё это нужно для развития биологии и космонавтики, создания наноспутников.

Работу роботу!

Роботетхника - одно из перспективных и популярных научных направлений. Создать робота и наделить его максимумом функций мечтают инженеры по всему миру. Ассистент кафедры технологического оборудования и систем жизнеобеспечения Института механики, робототехники, инженерии транспортных и технических систем КубГТУ Александр Султанов разработал энергоэффективный привод для роботов нового поколения.

«Несколько лет назад, когда я был ещё студентом 2-3 курса, задумался, как могу применить свои знания и навыки, - рассказывает инженер. - Стал изучать проблемы, в том числе в робототехнике. Основная сложность здесь - в большом энергопотреблении имеющихся роботов. Так я  решил попробовать использовать гидравлические приводы».

Технология Александра ещё не запатентована, поэтому пока её можно назвать научной тайной, но апробацию она уже прошла и доказала свою работоспособность.

«Суть проекта в том, что был придуман новый тип «мышц» для робота, - продолжает он. - Глобальная цель - создание автономного человекоподобного робота, который будет сам передвигаться, выполнять команды и задачи. Он сможет заменять человека на опасных производствах или где вредные условия труда. Например, работа в шахтах, на вредном производстве, при ликвидации последствий ЧС. Его можно будет использовать и в местах развлечений, а также в спорте, медиа, заведениях общепита. Допустим, робот в роли бармена или кассира. Помимо полезной функции это ещё будет способствовать привлечению внимания к науке и популяризации её».

На вопрос не грозит ли нам нашествие роботов, Александр ответил, что для воплощения в жизнь этой «страшилки» нужен такой искусственный интеллект, которого сейчас нет и создать его скоро не смогут. Краснодарский робот будет запрограммирован выполнять те задачи, которые ему будут поставлены. Выпустить его прогнозируется через 3-7 лет. Комплектующие на данный момент имеются, в том числе платы и чипы. Кстати, импортные детали будут замещены отечественными, так что устройство сможет ещё иметь логотип «Сделано на Кубани».

Собственное лекарство

Большинство лекарств, продающихся в России, импортируются из других стран. Студенты 4 курса КубГМУ Илья Циммер и Александр Шемяков занимаются созданием отечественных инновационных препаратов.

«Наш проект, в первую очередь, - это ответ зарубежным фармацевтическим компаниям, которые в настоящее время являются доминирующими игроками на российском рынке лекарственных препаратов, - рассказывает Илья. - Идея появилась спонтанно, захотелось внести свой вклад в развитие отечественной фармацевтической отрасли. На данный момент, помимо самой идеи, у нас есть наработки, касающиеся алгоритма создания компьютерной модели активной молекулы и уже установлены контакты с потенциальными потребителями результатов нашего исследования.

Компьютерное моделирование лекарственных средств – это современный метод скрининга биологически активных молекул, используется в процессе фармацевтической разработки. Он заключается в том, что с помощью специально созданных компьютерных программ устанавливается связь между структурой изучаемой молекулы и различными аспектами её биологической активности. Таким образом, мы можем прогнозировать, какие положительные и отрицательные фармакологические эффекты будет иметь потенциальное лекарство.

Например, будет ли оно обладать антикоагулянтной, противовирусной или антимикробной активностью, а также оценить побочные и токсические эффекты. Окончательной конструкции активной молекулы у нас пока нет, но надеемся, что удастся решить эту задачу. Пытаемся создать препарат антикоагулянтного действия. Данная группа лекарств сегодня востребована. Прежде всего, многие пациенты столкнулись с проблемой тромбозов после перенесённой коронавирусной инфекции. Кроме того, сердечно-сосудистые заболевания также являются следствием проблем в системе свёртывания крови. Надеемся, что в результате исследований мы смоделируем и успешно внедрим в практическое здравоохранение инновационное, эффективное и безопасное лекарственное средство, превосходящее зарубежные аналоги, доступное для населения в различных социальных группах. По нашим прогнозам, на выполнение исследования потребуется 3-5 лет».

Быть первыми

Руководитель Центра молодёжного инновационного творчества «Перспектива» Кирилл Попко:

«Хотелось бы, чтобы молодое поколение интересовалось и вдохновлялось теми результатами, которые их сверстники и старшие коллеги достигают ежедневно благодаря своему труду. Наша страна сейчас находится под жесточайшим давлением западных санкций, а экономика любого государства формируется благодаря науке и инженерным умам, потому что всё, что мы видим вокруг себя: электричество, дома, дороги, машины, - всё это создано руками людей, которые хотят менять мир к лучшему, преобразовывать, трансформировать вокруг себя пространство. И только благодаря тому, что студенты будут учиться, применять свои знания науки в научно-техническом русле, страна будет жить и развиваться. В современном мире необходимо быть грамотным, разносторонне образованным и коммуникабельным. Мир открыт. Не нужно отчаиваться неудачам, а надо идти вперёд и быть первыми в трёх направлениях - труде, спорте и учёбе».

Время возможностей

Директор Кубанского научного фонда Виктор Анисимов:

«Сегодня видим и усиление мер поддержки, и новые программы, которые позволяют реализовываться нашим учёным. Есть возможности для развития внутреннего бизнеса, тех видов производств, которые по разным причинам не развивались на территории страны, в частности, приборостроение, машиностроение, электроника, IT-сектор. С усилением западных санкций сразу появились проблемы в приборостроении и сфере IT. Значит, это вызов, который сейчас стоит перед учёными - наладить производство в области приборостроения, машиностроения. Нужно делать собственные печатные платы, холодильное оборудование. У нас жаркий край, большое количество холодильных установок и кондиционеров, представленных на рынке, от европейских и азиатских производителей. Мы должны развивать своё! И учёные готовы включиться в этот процесс, создавать на базе научных организаций наукоёмкие производства, устраивать кооперации с производителями. Учёные будут давать новые технологии для производства и развивать их на территории края. Я бы назвал это временем возможностей».

Оцените материал
Оставить комментарий (0)

Опрос

Где планируете провести отпуск или выходные?

Ответить Все опросы

Топ 5 читаемых

Самое интересное в регионах