Space vehicle Years 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025



Yüklə 102,71 Kb.
Pdf görüntüsü
tarix06.05.2018
ölçüsü102,71 Kb.
#41982


BION-M2:

Scientific 

program


2

Space vehicle

Years

2016

2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025

«BION-M» №2      «BION-М» №3

Flight – 30 days

Н=800-1000 km      Н=550 km

«Vozvrat-MKA» №1

Flight – 30-45 days

Н=1000-200000 km 

Preparation

- Lunch

- Landing

Space Biology, Medicine and Biotechnology Research: 

Russian Unmanned Spaceflights Scheduled for 2016 - 2025

- Flight

№2

№3

№1


BION-M No. 2 Project

Beginning of funding – 2015

Planned launch date– 2022

Flight duration– 30 days

Orbital height– 800-1000 km

The hardware will be analogous to BION-M1, but it will be modified based on the 

results of flight tests.  

Bioobjects  –C57BL/6 mice, insects, plants, cell cultures, microorganisms



Main task: 

Comprehensive study of combined biological impact of increased space radiation

levels and weightlessness on organism and its separate functional systems at te

cellular and molecular levels.





37 Technical Specifications for space experiments aboard BION-M2 from 23 RAS institutes, 

universities, and other  research institutions  submitted to the Interagency committee:

1.

Institute of Biomedical Problems of RAS



2.

Federal Research Center – Institute of Cytology of RAS

3.

FSBRI – Institute of Fundamental Problems of Biology of RAS



4.

FSBRI – Institute of Physicochemical and Biological Problems of  Soil Science of RAS

5.

FSBRI – Institute of Systems of Image Processing  of RAS



6.

FSBRI – Institute of Crystallography of RAS

7.

FSBRI – Institute of Solid State Physics of RAS



8.

Orenburg Research Center of Ural Branch of RAS

9.

FSUE Special Design Bureau  of the Institute of Radiotechnique and electronics of RAS



10. Biological Department of Lomonosov Moscow State University

11. State Research Institute of Genetics and Selection of Industrial Microorganisms

12. The All-Russian Research Institute for Optical and Physical Measurements Federal State Unitary 

Enterprise

13. Space Rocket Center “Progress”

14. Laboratory of Radiation Biology in Joint Institute for Nuclear Research ;

15. Tuscia University, Italy

16. Sapienza — Università di Roma, Italy 

17. FSUE Branch - Center for Operation of Ground-based Space Infrastructure – Research Institute of 

Launch Facility

18. FSBRI Perm State National Research University

19. Institute of Space Instrument Engineering of the Korolev’s Samara State Aerospace University

20. Samara State Medical University of Health Ministry

21. FSUE “Samara Regional Center of Planned Parenthood and Reproduction”

22. Samara State University

23. FSBRI – Samara Research Institute of Agriculture 




After review of the TS-SE:

27 + 3*

)

experiments and investigations have been included into the BION-M2 flight

tests program,

6 experiments (3 + 3*

)

) and investigations have been included conditionally, and



4 experiments have been rejected.

The experiments and investigations during flight tests of BION-M No. 2 SV will be conducted 

in the following fields: 

1.

Experiments with animals - 3



2.

Experiments with animals cell cultures

3.

Experiments with plants, plant cells cultures, seeds, and algae – 6



4.

Experiments with microorganisms – 4 

5.

Exobiological and astrobiological experiments – 4+1*



6.

Radiobiological experiments and radiation studies – 1

7.

Biotechnological experiments – 2 



8.

Investigations and experiments on space materials science 1+1*

9.

Physical and technical experiments – 4+1*



10. Educational experiments – the program will be formed based on the applications from 

educational institutions  at the finals stages of SV preparation. 

Note: *

)

conditionally included experiments which have priority since  SH (Scientific Hardware) for them is included 



into the preliminary list of SH, approved by the RAS  Space Board on 03.12.2014


Experiments with animals

1. SE «Study of С57BL/6 mice during flight of the BION-M No. 2 space vehicle”,

Code «MLZh-02».

Principle Investigator: Doctor of Biological Sciences, Prof. Olga Vinogradova.

Leading institution: Institute of Biomedical Problems of RAS

Aim: Comprehensive study of combined biological effects of increased space radiation

levels and weightlessness on the organism and its separate functional systems at the cellular

and molecular levels.

2. SE «Study of С57BL/6 mice during flight of the BION-M No. 2 space vehicle”,

Code «MLZh-02-02».

Principle Investigator: Doctor of Biological Sciences, Prof. Olga Vinogradova.

Leading institution: Institute of Biomedical Problems of RAS

Aim: Comprehensive study of combined biological effects of increased space radiation

levels and weightlessness on the organism and its separate functional systems at cell and

molecular levels at changed conditions of animals management with regard to the tasks to

be solved during BION-M No. 3 project.



C57Bl/6 mice 

(n=75)

Males 

Females

Food type

Paste


68% water 

(n=60) 


Dry + 

water


(n=15)

Hardware

Bios-02

Significantly

Modified

Bios-01

Bios-02-02

Re-designed 

habitats suitable for 

centrifugation

Areas of research:

• CNS & sensory system

• Muscles

• Bones

• Fluid-electrolyte 

metabolism & excretion

• Cardiovascular system

• Gender differences

PREPARATION

FLIGHT/

EXPOSURE

POSTFLIGHT 

INVESTIGATIONS

Group formation

Surgeries

Tests


Animal selection

Orbital flight

Metabolism, BP & 

HR, behavior 

monitoring

Animal in vivo

examinations and 

tissue investigations

1 hr, 12 hr, 5 & 15 

days after recovery

Group formation

Surgeries

Tests


Animal selection

Group formation

Surgeries

Tests


Animal selection

Simulated flight

Metabolism, BP & 

HR, behavior 

monitoring

Animal in vivo

examinations and 

tissue investigations

1 hr, 12 hr, 5 & 15 

days after recovery

Vivarium

Metabolism, BP & 

HR, behavior 

monitoring

Animal in vivo

examinations and 

tissue investigations

1 hr, 12 hr, 5 & 15 

days after recovery

FLIGHT EXPERIMENT 

DELAYED CONTROL EXPERIMENT

VIVARIUM CONTROL




List of foreign participants of the BION-M2 project  

submitted their proposals 

Country

Institution

Financing  

institution

USA

NASA

NASA

JSC NASA

ARC NASA

US universities (will be determined after selection 

process organized by NASA till 30 September 

2017)

Applications have been submitted by:

Berkeley University (California)

Washington University (Washington)

California University(San Francisco)

California University (San Diego)

Minnesota University (Minneapolis)

Stanford University (California)

Florida University


List of foreign participants of the BION-M2 project  

submitted their proposals 

France

CNES 

Cannes University 

Montpellier University 

Lille University

Angers University

Marcel University

CNES

Italy

Genoa University 

Rome University

Padua University  

Bari University

ASI

Germany 

Otto-von Guericke-University Magdeburg

DLR

Kazakhstan

Institute of Human and Animal Physiology

Ministry of 

Education and 

Science 

Malaysia

Department of Technologies and Innovations of 

Angkasa

Agensi Angkasa

Negara

China

Center of Space Life Science & Life Support 

Technology,  School of Biological Science and 

Medical Engineering

Ministry of 

Education and 

Science 

Country

Institution

Financing  

institution


3. SE «Search of potential mechanosensors of Drosophila melanogaster cells 

exposed to the conditions of BION-M No. 2 space flight, code «MSKD».

Principle Investigator :

Doctor of Physico-mathematical Sciences Irina Ogneva.

Leading Institution: 

Institute of Biomedical Problems of RAS



Aim: search of candidates to the role of target proteins which are potential

mechanosensors in Drosophila melanogaster cells exposed to the conditions of

BION-M No. 2 space flight.

Experiments with animals


1. SE «Study of SF factors effect on morpho-functional state, proliferative and developmental potential of

hematopoietic stem cells», code – «MULTIINCUBATOR».

Principle Investigator : MD, Prof. I. Davydkin.

Leading institutions:

Samara State Medical University of Health Ministry;

FSUE “Samara Regional Center of Planned Parenthood and Reproduction”;

Samara State University

Aim: study of SF factors effects on morphological and phenotypical characteristics of hematopoietic

stem cells (HSC).

2. SE «Study of SF factors effect on transcriptome of human mesenchymal stromal cells”, code

«TRANSCRIPTOME MSK».

Principle Investigator : RAS Corresponding Member L. Buravkova.

Leading institutions:

Institute of Biomedical Problems of RAS

Samara State University

Purpose of the experiment – study of SF factors effects on transcriptional activity of human cultured

mesenchymal stromal cells (MSC)

Experiments with animals cell cultures 



1. SE «Study of SF factors influence on higher plants which are used in medical and

pharmaceutical practice” (by the example of Calendula officinalis L. and Echinacea



Purpurea), code – «PHYTO-2».

Principle Investigator : Doctor of Pharmaceutical Sciences Prof. V. Kurkin.

Leading Institution:

Samara State Medical University of Health Ministry.



Aim:

assessment

of

the

effect

of

combination

of

SF

factors

on

anatomic-

morphofunctional parameters and chemical composition of medical plants in

ontogenesis (by the example of Calendula officinalis L. and Echinacea Purpurea).

2. SE «Study of the dynamics of phototropic reactions of higher plants bines, by the example 

of  Physcomitrella patens (Hedw.) B.S.G.mossunder the influence of light stimulus in 

different areas of light spectrum in microgravity”, code - «GRAVISENSOR-3».

Principle Investigator : Doctor of Technical Sciences, Prof. Yury Berkovich.

Leading institutions: 

Institute of Biomedical Problems of RAS;

Biological Department of Lomonosov Moscow State University



Aim: study of the dynamics of

phototropic reactions of Physcomitrella patens (Hedw.) B.S.G.

moss bines under the impact of light stimulus in different

areas of light spectrum in microgravity.

Experiments with plants, plant cell cultures, seeds, 

and algae


3. SE “Study of SF factors effect on physiology, biochemistry, and genetics of plant cells and 

tissues of  food-significant agricultural plants” ,  code «GENETIKA-2».

Principle Investigator : Candidate of Agricultural Sciences A. Milyokhin

Leading institute: 

FSBRI – Samara Research Institute of Agriculture 

Aim: study of SF factors effects on physiology, biochemistry, and genetics of plant cells

and tissues of grain, grain legumes, and industrial crops for further creation of high-

producing genotypes and varieties resistant to unfavourable

abiotic and biotic

environmental factors for their use in agro-industrial sector of Russian Federation.

4. SE «Assessment of the SF factors influence on the seeds obtained from rare plants of natural 

flora cultivated from the seeds exposed on board BION-M No. 1 and FOTON-M No. 4”–

«FLORA-BS2».

Principle Investigator : Doctor of biological sciences Prof. L. Kavelenova.

Leading Institute: 

Samara State University

Aim: assessment of the influence of different combinations of SF factors on seeds

germinating ability, post-flight development of seedlings, and further ontogenesis phases

of first generation of rare plants of natural flora cultivated from the seeds exposed on

board BION-M No. 1 and FOTON-M No. 4, in order to reveal the effect of repeated SF

factors influence in several generations.

Experiments with plants, plant cell cultures, seeds, 

and algae



5. SE «Study of space flight factors influence on genetic, morphobiological, and biochemical signs 

and characteristics of cell culture of Rhodiola rosea L. rootstock”, code – “RHODIOLA”.

Principle Investigator: Candidate of Agricultural Sciences A. Milyokhin

Leading institutions : 

FSBRI – Samara Research Institute of Agriculture; 

Samara State Medical University of Health Ministry



Aim: Study of the spaceflight factors impact on the pattern and dynamics of resynthesis

substance accumulation by various strains of cellular biomass of roseroot (Rhodiola rosea L.)

rootstock that represent interest for pharmaceutical industry, and also to receive in cells

positive genetically fixed mutations and develop new effective genetically stable strains and

their further use in modern pharmaceutical drugs and nutritive bioactive additives for humans

and animals

6. SE “Study of peculiarities of the growth and genetic-morphological changes in algae cells in space

flight”, code “VOZROZHDENIYE”.

Principle Investigator: Doctor of Biological Sciences Prof. A. Kurakov

Leading institute:

Biological Department of Lomonosov Moscow State University



Aim: study of peculiarities of the growth and genetic-morphological changes in algae cells in

space flight conditions for the benefit of fundamental botanic, and creation of biosensors on the

basis of cells for control of ecological quality of aquatic habitats, also in space greenhouses.

Experiments with plants, plant cells cultures, seeds, 

and algae


1. SE «Study of space flight factors influence on morphobiological characteristics and properties

of fungi of soil rhizosphere



Trichoderma viride and Trichoderma harzianum»,

code–


«BIOMICROBE».

Principle Investigator: Candidate of Agricultural Sciences  A. Milyokhin

Leading institute: 

FSBRI – Samara Research Institute of Agriculture.



Aim: study of SF factors influence on genetics, physiology, and morphology of fungi of soil

rhizosphere Trichoderma viride and Trichoderma harzianum and further creation on its

basis of highly productive biological products of new generation for the use in agricultural

sector of Russian Federation.

2. SE «Study of space flight factors influence on life activity of microorganisms of different

classes”, code «BIOCOSM».

Principle Investigator: Doctor of Medical Sciences Prof V. Ilyin

Leading institutions:

Institute of Biomedical Problems of RAS;

Biological Department of Lomonosov Moscow State University

Biological Department of Lomonosov Moscow State University

State Research Institute of Genetics and Selection of Industrial Microorganisms

Aim: comprehensive study of space flight factors influence on life activity and functional

characteristics of microorganisms of different classes for the benefit of fundamental science

and solution of applied problems in the field of biology, biotechnology, and medicine.

Experiments with microorganisms



3. SE «Study of space flight factors influence on interaction between microorganisms and non-

metallic materials», code: «VZAIMODEYSTVIYE».

Principle Investigator: Doctor of Biological Sciences N. Novikova

Leading institute:

Institute of Biomedical Problems of RAS;

Aim: comprehensive study of SF factors influence on the interaction between bacteria/fungi

and polymeric substrate.

4. SE «Study of the effects of SF factors influence on bioprofiles of enterobacteria and 

staphylococci», code: «ENDOFLORA-2».0

Principle Investigator: Doctor of Medical Sciences Prof. A. Zhestkov

Leading institutions: 

Samara State Medical University of Health Ministry

Samara State Medical University of Health Ministry

Samara State University



Aim: study of SF factors influence on bioprofiles of enterobacteria and staphylococci,

typical representatives of human microbiota, also in the conditions of simultaneous

cultivation.

Experiments with microorganisms 


1. SE «Study of a possibility of bioobjects surviving in mineral section of imitator of meteorite while it is passing

dense


atmosphere with accompanying heating and melting», code «METEORITE».

Principle Investigator: Doctor of Medical Sciences Prof V. Ilyin

Leading institutions:

Institute of Biomedical Problems of RAS;

Biological Department of Lomonosov Moscow State University.

Purpose of the experiment – study of a possibility of surviving of bioobjects, belonging to different taxonomic groups,

in mineral section of meteorite while it is passing dense atmosphere with accompanying heating and melting.

2. SE «Study of combined impacts of SF factors and minerals of exterrestrial origin on the synthesis and resistance of

bioorganic molecules”, code “EXOBIOLOGIYA

Principle Investigator: Doctor of Biological Sciences E. Kuzicheva

Leading Institute: 

Federal Research Center – Institute of Cytology of RAS



Purpose of the experiment – study of the effects of combined impact of SF factors and mineral bases on the process of

abiogenic synthesis of bioorganic compounds - polypeptides and nucleotides.

3. SE «Reaction of permafrost microorganisms to the impact of SF factors”, code “EXOBIOFROST”.

Principle Investigator Candidate of Biomedical Sciences E. Rivkina

Leading institute:

FSBRI – Institute of Physicochemical and Biological Problems of Soil Science of RAS

Purpose of the experiment – Study of BION-M No. 2 SF factors impact on physiological characteristics and genetic

changes in DNA structure of pure bacterial cultures and protists extracted from natural permafrost samples

(multiple-aged permafrost sediments of Arctic and Antarctica)

Exobiological experiments



4. SE «Study of SF factors impact on bioprofiles of lichen and micromycete”, code 

EXOMIKOLOGIYA”.

Principle Investigator: Doctor of Biological Sciences A. Kurakov

Leading institute: 

Biological department of Lomonosov Moscow State University

Purpose of the experiment  - Study of BION – M No. 2 SF factors on morphological and 

physiological characteristics of intact blastema, on morphological, physiological, and 

genetic changes in pure micromycete cultures, on composition of soil micromycete 

communities.

5*. SE «Study of a possibility of synthesis of prebiotic compounds from mixture

“formamidemete + meteoritic material” under the open space conditions during BION-M No.

2 space flight”, code “ASTROBIO”.

PIs: RAS academician A. Rozanov, Prof. R. Saladino, Prof. E. Di Mauro

Leading institutions:

Laboratory of Radiation Biology in Joint Institute for Nuclear Research;

Tuscia University, Italy

Sapienza — Università di Roma, Italy 

Purpose of the experiment – obtaining of new data about consequence of processes which

can lead to the formation of full chemically active prebiotic system.

Exobiological experiments



1. SE «Study of SF factors impacts on the processes of microbial utilization of organic substrates”, code

«BIOUTILIZATSIYA».

Principle Investigator: Doctor of Medical Sciences Prof V. Ilyin

Leading institution:

Institute of Biomedical Problems of RAS.

Purpose of the experiment – study of SF factors influence on biological activity and fermentative

characteristics of cellulolitic microorganisms of different taxonomic groups with further assessment of

efficiency and perspective of the use of bacteria-niodestructures for degradation of waste containing

cellulose.

2. SE «Study of the SF factors impact on electric-chemical characteristics of microbial fuel element», code

«MTE-2».

Principle Investigator: Candidate of Chemical Sciences I. Smirnov

Leading institution:

Institute of Biomedical Problems of RAS.



Purpose of the experiment – study of the effect of the factors of space flight in high orbit SV on

electrical-chemical characteristics of newly developed scientific hardware – microbial fuel element with

electrodes based on capillary-porous materials, and on the changes in specific and quantitative

composition of microbial association

Biotechnological experiments 


1. SE «Growing of protein crystals by the methods of liquid and gas diffusion on board BION-M No. 2 SV 

inside BELKA-2 scientific hardware”, code “BELKA-2”.

Principle Investigator: Doctor of Physico-mathematical Sciences A. Voloshin

Leading institutions: 

FSBRI – Institute of Crystallography of RAS

National Research Center «Kurchatov’s Institute»;

FSUE Branch - Center for Operation of Ground-based Space Infrastructure – Research Institute of Launch 

Facility


Purposes of the experiment:

• To study the SF conditions impact on the process of protein crystals growing by means of different 



methods;

• To grow in SF conditions the crystals of high structural perfection of practically useful protein 



compounds, which crystallization is not possible or hardly possible in laboratory conditions on the 

Earth.

1*. SE


«Growing of biocrystals with active control of crystallization process, and determination of

incubation period crystal nucleation in space flight conditions on board BION-M No. 2 SV, code

«CRYSTAL-M».

Principle Investigator: Doctor of Technical Sciences B. Zakharov

Leading institutions:

FSUE Special Design Bureau of the Institute of Radiotechnique and electronics of RAS

FSBRI – Institute of Crystallography of RAS

Purpose of the experiment – determination of incubation period for crystal nucleation and growing of

biocrystals by the method of controlled crystallization under conditions of residual microgravity

during flight tests of the BION-M No. 2 SV.

Investigations and experiments on space materials science



1. SE «Study of biologically significant characteristics of space ionizing radiation on board BION-M No. 2

SV”, code «BIORADIATSIYA-2».

Principle Investigator: Candidate of

Physico-mathematical Sciences V. Shurshakov

Leading institute:

Institute of Biomedical Problems of RAS

Purpose of the experiment – study of biologically significant characteristics of space ionizing radiation

and its impacts on bioobjects in open space conditions and inside the biosatellite, and also study and

processing of new methods and means of space dosimetry for their further use in future space missions.

Radiobiological experiments and radiation studies

Scientific hardware

Purpose of the experiment 

1. SH «PPN- Bradoz» - assembly of passive detectors 

with aluminum collimators

Obtaining of integral (for the whole flight) curves of attenuation of absorbed space 

radiation dose over thick protections on the external surface of SV

2. SH «SPD-M» for accommodation  of passive 

detectors of thermoluminescent and TTD types and of 

seeds

Obtaining of integral (for the whole flight) data about absorbed and equivalent doses of 

space radiation inside the SV

3. Active dosimeter«RDZ-BZM» (inside SV)

Study of the dynamics of accumulation  of absorbed space radiation dose inside SV from 

different sources of radiation (galactic space beams, Earth radiation belts, solar proton 

events)

4.  Active dosimeter of “RDZ-BZM” type (outside the 

SV)

Study of the dynamics of accumulation of absorbed space radiation dose outside the SV 

over protections from different radiation sources

5. Spectrometer of charged particles “Tritel-B”

Study of the dynamics of accumulation of absorbed and equivalent space radiation doses 

inside the SV from different sources of radiation for three protections of different thickness

6. «Bubble-detectors» 

Measurement of the contribution into the dose of secondary neutrons. 



1. SE «Control of the state and compensation of micro-accelerations on board the BION-M

No. 2 SV by KSKM-2 hardware/software means”, code «KSKM-2».

Principle Investigator : Candidate of Technical Sciences N. Stratilatov

Leading institution:

Space Rocket Center “Progress”

Purpose of the experiment – monitoring of the state of magnetic field inside the descent 

module (DM), and also of the field of onboard micro-accelerations, and study of a 

possibility of their increasing by means of electromagnets of KSKM-2 hardware during 

orbital flight of BION-M No. 2 SV, with the work of  System of Moving Control without 

provision of controlling impacts.

2. SE «Monitoring of the state of the gas environment parameters, acceleration field, and

kinematic parameters of moving inside the descent module BION-M No. 2 SV”,

code


«MONITOR-SA».

Principle Investigator : Candidate of Technical Sciences N. Stratilatov

Leading institution:

Space Rocket Center “Progress”



Purpose of the experiment - Monitoring of the state of the gas environment parameters,

acceleration field, and kinematic parameters of moving inside the descent module BION-

M No. 2 SV during operations of ground preparation of the SV as a part of carrier rocket,

launch of carrier rocket, and insertion of SV to the orbit, work out of deceleration pulse,

descent of SV to the Earth and landing

.

Physical and technical experiments 


3. SE «Study of the impacts of the factors of open space on thin-film instrumental structures”,

code – «CARBON-2».

Principle Investigator: Doctor of Technical Sciences Prof. Yu. Gorelov

Leading institutions:

Samara State University;

FSBRI – Institute of Systems of Image Processing of RAS



Purpose of the experiment – study of the impacts of open space factors on electro-physical

and optical characteristics of engineering models of thin-film instrumental structures, and

also on electro-physical and optical characteristics of engineering models of diffraction

structures based on quartz, chrome film, and resist.

4. SE  «Multichannel recorder of temperatures in the containers with scientific hardware on the 

external surface of space vehicle”  , code – «MRT-2».

Principle Investigator: Doctor of Technical Sciences Prof. Yu. Gorelov

Leading Institution: 

Samara State University.



Purpose of the experiment – registration of temperatures of the scientific hardware 

elements allocated in the containers with scientific hardware under open space conditions 

on the external surface of space vehicle (descent module).  

Physical and technical experiments 


5*. SE «Study of the prototype of high-stable board source of IR light based on the phase transfer

of eutectic alloy indium – bismuth in space flight conditions”, code «CALIBR-2».

Principle Investigator: Doctor of Technical Sciences Prof. V. Sapritskiy.

Leading institution:

The All-Russian Research Institute for Optical and Physical Measurements Federal State Unitary 

Enterprise



Purpose of the experiment –

Study of the phase transfer of melting-crystallization of

eutectic alloy In-Bi with simultaneous testing of the prototype of on-board black body based

on the phase transfer of melting In-Bi as a perspective high-stable source of IR light for on-

board calibration of the hardware for Earth observation under conditions closed to

weightlessness (microgravity).

Physical and technical experiments 


Thank you for your 

attention!

Yüklə 102,71 Kb.

Dostları ilə paylaş:




Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©genderi.org 2024
rəhbərliyinə müraciət

    Ana səhifə