Потенциал

Потенциал
Шифр эксперимента: Потенциал
Направление НПИ: 5. Технологии освоения космического пространства
Секция КНТС: Технические исследования и технологии пилотируемых космических полетов
Наименование эксперимента: Исследование компонентного состава аэродисперсных загрязнений и создание средств оперативного контроля для орбитальных станций
Цель эксперимента:

Реально-временное установление в обитаемых отсеках МКС аэродисперсного статуса газовой среды, включая дисперсную фазу биологического происхождения.

Описание эксперимента:

Практические любые технологические процессы и процессы жизнедеятельности сопровождаются генерацией в газовую среду обитаемого отсека аэрозольных частиц. При этом частицы могут представлять опасность как для жизнедеятельности, так и нормального функционирования бортового научного оборудования, приборов и аппаратуры из-за своей патогенности, токсичности, аллергенности и деградирующих (повреждающих материалы) свойств. Требуемые согласно ГОСТ Р 50804-95 «Среда обитания космонавта в пилотируемом космическом аппарате. Общие медико-технические требования» способы проверки уровня запыленности и микробиологической безопасности предусматривают проведение анализа в наземных лабораториях отобранных воздушных проб и фильтров пылесборников, прошедших эксплуатацию на борту. Отсутствие на борту Российского  сегмента Международной космической станции (МКС) средства проверки уровня запыленности и установления наличия дисперсной фазы биологического происхождения не позволяет своевременно провести мероприятия по обеспечению микробиологической и санитарно-гигиенической безопасности газовой среды в обитаемых отсеках.

 


Новизна эксперимента:

Принципиальная новизна заключается в создании технологии, позволяющей регистрировать сигналы от каждой частицы аэрозоля в реальном режиме времени при воздействии на частицу излучением ультрафиолетового, видимого и инфракрасного спектра света в специально организованном потоке воздуха, позволяющего выстраивать частицы в виде последовательности внутри регистрирующего устройства (ПОК). При этом, возможно получение сигнала не только светорассеяния, как в обычных счетчиках частиц и пылемерах, но и люминесценции в ультрафиолетовом, видимом и инфракрасном диапазоне спектра, что значительно расширяет возможности по обнаружению и идентификации различных частиц при соответствующем обучении датчиковой аппаратуры с использованием метода распознавания образов и построением областей признаков (величины интенсивности сигналов светорассеяния и люминесценции в N-мерном пространстве, где N- величины интенсивности сигналов), по которым реализуется данная технология. Постановщик КЭ имеет опыт разработки и серийного выпуска проточно-оптической аппаратуры с 1975 года, обладает экспериментальной базой для постановки аэрозольных экспериментов и владеет современными методами и средствами контроля.

В Российской Федерации, кроме постановщика эксперимента, отсутствуют разработчики подобной аппаратуры. За рубежом имеются фирмы, осуществляющие исследования в данном направлении (фирма TSI, США). Однако и они используют только ультрафиолетовый и видимый диапазоны света для разработки датчиковой аппаратуры. Филиалы и дочерние предприятия имеются в Англии, Германии, Финляндии, Израиле и других странах. Все они имеют опыт в создании изделий для контроля биологического загрязнения воздуха, которые не предназначены для обнаружения и идентификации аэрозолей химического и техногенного происхождения.


Ожидаемые результаты:

Основными результатами КЭ будут следующие:

1.Создание штатного средства оперативного контроля аэрозольного загрязнения газовой среды РС МКС.

2.Разработка рекомендаций по использованию разработанной системы для создания средства оперативного контроля аэрозольных загрязнителей в период длительных космических экспедиций.

3.Оценка аэродисперсного статуса РС МКС, включая дисперсную фазу биологического происхождения, при осуществлении экипажем различных видов деятельности.

Результаты предполагается использовать:

Для оснащения РС МКС штатным средством оперативного контроля аэрозольного загрязнения газовой среды РС МКС.

Применение подобной системы позволит уменьшить финансовые затраты на отбор проб пыли, доставку на Землю и анализ традиционными методами.


 

Сроки проведения: 2013 - 2015 гг.
Состояние эксперимента: Готовится
Организация постановщик: Федеральное государственное унитарное предприятие «Государственный научно-исследовательский институт биологического приборостроения» Федерального медико-биологического агентства (ФГУП «ГосНИИБП»)
Организации участники: РКК «Энергия» имени С.П.Королева», МГУ имени М.В.Ломоносова» (биологический факультет), ЦПК имени Ю.А.Гагарина
Научный руководитель: Храмов Е. Н., ФГУП ГосНИИБП, д.т.н., с.н. с.
Публикации по эксперименту:

1. Храмов Е.Н., Калинин Ю.Т., Воробьев С.А., Воробьева Е.А., Кузнецов А.П., Киселев О.С. Применение лазерного проточно-флюоресцентного счетчика частиц аэрозолей для оценки счетной и массовой концентрации микроорганизмов в приземном слое воздуха в условиях высокой запыленности.УДК 614.77. - Вестник РАМН, 2000.- № 10.- С. 16-19.

2. Храмов Е.Н., Зоря В.В., Петров А.И. Дистанционные методы контроля аэродисперсных систем биологического происхождения.Вестник РАМН, 2004.- № 1.- С. 11-14.

3. Храмов Е.Н., Супрун И.П. Дистанционный анализ газов, паров и аэрозолей химических веществ. М.: Черноголовка, Редакционно-издательский отдел ИПХФ, 2004.- 136 с.

4. Храмов Е.Н., Воробьев С.А., Кузнецов А.П., Бурчилин В.Г., Токмаков В.И.Киселев О.С., Кривопалова О.П. Сравнительные исследования индивидуальных частиц различных аэрозолей биологической и органической природы по спектрально-люминесцентным и рассеивающим свойствам и изучение механизмов воздействия на них факторов окружающей среды. Отчет ФГУП «ГосНИИБП», 2000, Рег. ВНТИЦ № 01.20.00 06207, 20 с.

5. Храмов Е.Н., Зоря В.В., Петров А.И. Создание способа определения массовой концентрации аэрозолей биологической природы в масштабе реального времени методом проточно-оптического анализа. Отчет ФГУП «ГосНИИБП», 2002, Рег. ВНТИЦ № 01.20.0 107961, 23 с.

6. Храмов Е.Н., Петров А.И. Сравнительные исследования индивидуальных частиц различных аэрозолей-аллергенов биологической и химической природы по спектрально- люминесцентным и рассеивающим свойствам и изучение механизмов воздействия на них факторов окружающей среды. Отчет ФГУП «ГосНИИБП», 2002, Рег. ВНТИЦ № 01.20.0107956, 28 с.)

7 Храмов Е.Н., Левчук М.Н., Сосновский Д.И., Зоря В.В. Патент на изобретение № 2330070 Проточно-аэрозольно-цитохимический способ условной групповой индикации биологических контаминантов. Приоритет от 27.07. 2008 г.

8 Алехова Т.А. и др. Микроскопические грибы на российском сегменте международной космической станции. Микол. и фитопатол., 2009.- Т. 43.- вып. 5.- С. 9-19.

9 Романов С.Ю., Зяблов В.А., Николаев С.Л., Телегин А.А., Хамиц И.И., Щербаков Э.В., Алехова Т.А., Новожилова Т.Ю. Патент на изобретение № 2308291 Способ оценки микробиологической обстановки в жилых гермоотсеках космического аппарата. Приоритет от 07.10. 2005 г.

10 Храмов Е.Н., Левчук М.Н., Алехова Т.А. и др. Некоторые аспекты наземного эксперимента по определению оптических свойств респирабельной фракции пыли в пробах, доставленных с пилотируемых космических аппаратов. Тезисы доклада «1 Всероссийская научная школа-конференция по Астробиологии», Пущино 16-19 сентября 2012.

 

Последнее обновление: 19.06.2019
Страна: Россия