Вчера со стартовой площадки 40 базы ВВС США на мысе Канаверал была запущена очередная ракета Falcon 9, которая вывела в космос грузовой космический корабль Dragon. Он должен скоро доставить на Международную космическую станцию целый набор грузов от живых мышей до робота-помощника с искусственным интеллектом.
Сам по себе старт был уже достаточно привычным. Он стал 57-м по счету для ракет Falcon 9. Стоит отметить, что в последний раз была использована ракета Falcon 9 Block 4, которая будет отныне заменена более совершенной модификацией Block 5. Это был второй запуск данной ракеты, прошлый раз она летала четыре с половиной месяца назад, когда вывела на орбиту космический телескоп TESS. В связи с завершением использования Block 4 посадка первой ступени на плавучую платформу не была предусмотрена программой старта. Первая ступень просто опустилась на воды Атлантического океана.
Куда интереснее полезная нагрузка ракеты-носителя. Беспилотный многоразовый корабль SpaceX Dragon летит к МКС в пятнадцатый раз, конкретно тот корабль, который был запущен в пятницу – во второй раз, прошлый его полет состоялся в июле 2016 года. Конструкция корабля предусматривает два отделения для размещения груза: герметичный отсек объемом 11 кубических метров и негерметичный в 14 кубических метров. Грузы, размещенные в негерметичном контейнере, как правило, представляют собой приборы и устройства, предназначенные для размещения на корпусе МКС. Когда космический корабль причаливает к станции, специальный манипулятор Canadarm2 извлекает грузы из негерметичного отсека и устанавливает их на предназначенные для них места на внешней поверхности МКС. Кстати, этот же манипулятор обеспечивает стыковку корабля Dragon и станции, системы автономной стыковки у корабля нет. Содержимое герметичного отсека предназначается для использования внутри МКС. На этот раз в негерметичном отсеке находится 985 килограммов груза, а в герметичном – 1712.
На корабле Dragon на МКС в этот раз прибудет робот CIMON (Crew Interactive Mobile CompanioN, мобильный интерактивный помощник экипажа). Он имеет вид шара со срезанным сегментом, на котором установлен плоский экран, изображающий схематическое человеческое лицо. Диаметр робота 32 сантиметра, вес – 5 килограммов. Он может перемещаться по станции в невесомости, используя для этого четырнадцать внутренних вентиляторов и датчики, определяющие его положение. Создан CIMON совместно Немецким космическим агентством (DLR) и компанией Airbus и наделен системой искусственного интеллекта Watson AI от IBM.
Робот CIMON
CIMON должен стать помощником астронавтов, наделенным искусственным интеллектом. Он оснащен микрофонами и камерами, через которые будет воспринимать окружающий мир. Правда, пока он умеет узнавать в лицо лишь одного астронавта – Александра Герста, который будет с ним работать. Также в памяти робота хранится схема модуля Колумбус. Говорит CIMON по-английски. Планируется, что CIMON будет подсказывать членам экипажа последовательность операций при выполнении различных работ, например, при проведении научных экспериментов. Это будет первый эксперимент по взаимодействию человека и искусственного интеллекта во время космического полета. Если он окажется удачным, последует продолжение. Первое космическое путешествие робота продлится до 13 декабря, а затем он будет возвращен на Землю.
Также на корабле Dragon прибыли на МКС двадцать самок лабораторных мышей – участники эксперимента Rodent Research-7. Он посвящен выяснению, как невесомость влияет на состав бактерий-симбионтов в кишечнике. Половина мышей проведет на орбите 30 суток, половина – 90. Образцы помета мышей берутся перед космическим полетом и в процессе его. Извлекая из их помета ДНК, можно будет проследить, как меняется видовой состав кишечных бактерий, и анализировать уровень экспрессии разных генов. Трижды в ходе полета поведение мышей будет в течение 48 часов фиксироваться на видео. Это нужно, чтобы оценить, меняются ли у них циклы сна и бодрствования. Помимо этого будет собираться другая информация, например, об изменении плотности костной ткани в ходе полета.
Эмблема эксперимента Rodent Research-7
Другой эксперимент, материалы для которого везет Dragon, связан с онкологией. Он называется Angiex Cancer Therapy. В ходе эксперимента на станции попытаются вырастить образцы ткани эндотеля – внутреннего слоя оболочки кровеносных сосудов. Они нужны для испытания нового противоопухолевого препарата. Как известно, быстро растущие опухоли требуют усиленного кровоснабжения, и поэтому энергично формируют сеть кровеносных сосудов для своего питания. Один из важным методов борьбы с опухолями – нарушить образование этих сосудов, тогда лишенная питания опухоль не сможет развиваться. Но нужно сделать так, чтобы лекарство не повреждало другие кровеносные сосуды в организме. Для испытаний требуются культуры эндотелиальной ткани, которые пока не удалось вырастить в лаборатории. Но авторы метода предполагают, что нужный тип ткани легче будет культивировать в невесомости.
Еще два биологических эксперимента связаны с жизнеобеспечением космических полетов. На МКС доставлены различные виды водорослей, которые будут выращиваться членами экипажа в специальном парнике Veggie. После возвращения водорослей на Землю исследователи рассчитывают узнать, какие из них окажутся наиболее приспособленными к существованию в невесомости, активность каких генов важна для роста в таких условиях. В итоге в будущем можно будет создать водоросли, максимально приспособленные для культивирования в космосе. Такие водоросли могут стать источником пищи в длительных полетах, и давать сырье для производства различных материалов.
А бактерии из рода Shewanella в будущем, возможно, станут перерабатывать органические отходы во время космического полета, получая из органических веществ электроэнергию. На данном этапе планируется узнать, как будут выглядеть биопленки, образуемые этими бактериями.
Технологический эксперимет OFPIM (Optical Fiber Production in Microgravity Experiment, получение оптического волокна в условия микрогравитации) подготовлен компанией Made In Space. Высококачественное фторидное стекловолокно ZBLAN обладает высоким коэффициентом пропускания в инфракрасном диапазоне, но при его производстве в волокнах быстро начинают формироваться кристаллы. Это снижает рабочие характеристики волокна, так как кристаллы преломляют свет и препятствуют прохождению сигнала. Еще в 1996 году было отмечено, что при изготовлении в невесомости число кристаллов в оптическом волокне значительно меньше. Это было сделано в эксперименте, проведенном в самолете-лаборатории NASA KC-135, который способен лететь по параболической траектории, так что часть полета происходит в условиях невесомости. Теперь оптическое волокно высочайшего качества попробуют делать прямо на орбите.
Из приборов, которые должны установить на внешней поверхности станции, особый интересы вызывает ECOSTRESS (ECOsystem Spaceborne Thermal Radiometer Experiment on Space Station), предназначенный для измерения температуры растительности на поверхности Земли. Температура служит источником данных об уровне транспирации – испарения воды растениями. Транспирация снижается при дефиците воды, а температура растения при этом повышается. Инфракрасный датчик прибора ECOSTRESS способен измерить температуру растений на отдельном поле. На основе полученных данных определяется индекс испарительного стресса (Evaporative Stress Index, ESI), который показывают, насколько велика опасность для растений. При помощи прибора можно заранее определить, где растениям угрожает засуха, и оптимальным образом распределить орошение.
Среди других грузов корабля Dragon запасы продовольствия для экипажа МКС, и новый захват (Latching End Effector) для манипулятора Canadarm2. Корабль достигнет станции 2 июля, а в начале августа корабль отправится в обратный путь к Земле, захватив грузы, которые нужно доставить с орбиты.
