Ivan Bella – Analýza vědeckého programu mise Štefánik na orbitálním komplexu Mir

Kosmická mise Sojuz TM-29 (typové označení 11F732, tovární číslo 78) byla zahájena startem nosné rakety Sojuz-U z rampy LC-1/5 na kosmodromu Bajkonur 20. února 1999 v 04:18:01 UTC.

• Počáteční navedení: Injekce na eliptickou dráhu s apogeem $h_a = 242,mathrm{km}$, perigeem $h_p = 191,mathrm{km}$ a inklinací $i = 51{,}65^circ$.
• Sbližovací profil: Dvoudenní nominální schéma autonómního přibližování řízené radiotechnickým systémem Kurs.
• Dokování: Provedeno 22. února 1999 v 05:36:16 UTC na axiální stykový uzel modulu Kvant-1 (zadní část komplexu Mir).

Komplex Mir operoval v té době na stabilní orbitě ve výšce $h approx 348 ext{--}365,mathrm{km}$ s orbitální rychlostí $v approx 7{,}69,mathrm{kmcdot s^{-1}}$ a periodou $T approx 91{,}6,mathrm{min}$.

---

Biologický experiment připravený Ústavem biochemie a genetiky živočichů SAV (ve spolupráci s ruským Institutem biomedicínských problémů IMBP) představoval vyvrcholení dvacetiletého výzkumu ptačí embryogeneze v podmínkách mikrogravitace ($mu g sim 10^{-4},g$).

• Přístroj SK-Inkubátor pracoval s mikroprocesorem řízeným prostředím: teplota $T = 37{,}8 pm 0{,}2,^circmathrm{C}$, relativní vlhkost $Phi = 65 pm 5,$ a nucená cirkulace vzduchu pro odvod metabolického $mathrm{CO}_2$.
• Kosmonaut Bella prováděl automatické i manuální natáčení vajec (úhlový náklon $pm 45^circ$ každé 2 hodiny), aby zabránil přilnutí embryonálního alantois k vnitřní papírové bláně skořápky.

Z celkového počtu 60 vajec se v mikrogravitaci vyvinulo a úspěšně vylíhlo 36 jedinců (úspěšnost líhnutí $60,$, srovnatelná s pozemskou kontrolou).

• Morfometrická analýza: Histologická vyšetření neprokázala žádné patologické odchylky ve skeletogenezi, osteogenezi dlouhých kostí ani ve vývoji kardiovaskulárního systému embryí.
• Vestibulární deficit: Vylíhnutá mláďata v beztíži vykazovala těžkou dezorientaci při pokusu o koordinovaný pohyb (absence gravitačního vektoru znemožňovala fixaci těžiště na podložce). Tři živá mláďata a fixované tkáňové preparáty byly úspěšně dopraveny v hermetickém kontejneru na Zemi k navazujícím studiím.

---

Experiment Endotest (Ústav experimentální endokrinologie SAV, prof. Kvetňanský) monitoroval dynamiku osy hypotalamus-hypofýza-nadledviny (HPA) a sympatoadrenálního systému:

• Kosmonautovi byly odebírány vzorky krve z periferní žíly a slin v definovaných časových intervalech:
  1. Předletová klidová a zátěžová hladina.
  2. Během akutní fáze adaptace na $mu g$ na Miru (3. a 6. den letu).
  3. Bezprostředně po přistání a během rekonvalescence.
• Byla kvantifikována plazmatická koncentrace katecholaminů (adrenalin, noradrenalin, dopamin), adrenokortikotropního hormonu (ACTH), kortizolu, inzulínu a aldosteronu pomocí radioimunoeseje (RIA) a HPLC s elektrochemickou detekcí.
• Pozorovaný efekt: Hladina kortizolu a volného adrenalinu vzrostla během orbitální fáze o $140 ext{--}180,$ oproti bazálním hodnotám, což indikovalo vysokou metabolickou aktivaci kůry nadledvin v reakci na hemodynamický posun tekutin (kardiální objemové receptory) a psychofyzickou zátěž.

---

Ústav experimentální fyziky SAV v Košicích ve spolupráci s Ústavem jaderné fyziky AV ČR v Praze rozmístil po stanici Mir soubor pasivních termoluminiscenčních dozimetrů (TLD-700, $mathrm{LiF:Mg,Ti}$) a plastových jaderných stopových detektorů (PNTD, CR-39):

• Cíl: Zmapovat prostorovou distribuci dávkového ekvivalentu a lineárního přenosu energie (LET spektrum, $L_{infty} = 10 ext{--}100,mathrm{keVcdot mu m^{-1}}$).
• Výsledky: Průměrný absorbovaný dávkový příkon uvnitř obytného modulu činil:

s lokálním maximem v tenkostěnném vědeckém modulu Spektr.

• Přibližně $65,$ integrální dávky bylo absorbováno při průletech skrze Jihoatlantickou geomagnetickou anomálii (SAA), kde zachycené protony vnitřního Van Allenova pásu s energiemi $E_p > 30,mathrm{MeV}$ pronikají stíněním pláště stanice ($sim 15 ext{--}30,mathrm{gcdot cm^{-2}}$).

---

Ivan Bella se vrátil na Zemi na palubě lodi Sojuz TM-28 společně s Gennadijem Padalkou.

• K odpojení od Miru došlo 28. února 1999 v 02:12 UTC.
• Brzdicí zážeh v 04:38 UTC zbrzdil loď o $Delta v = 115{,}2,mathrm{mcdot s^{-1}}$.
• Návratový modul přistál v 05:14 UTC na souřadnicích $50^circ 41' mathrm{N}, 67^circ 20' mathrm{E}$. Přistání proběhlo za silného větru a mrazu ($-15,^circmathrm{C}$), avšak záchranné týmy lokalizovaly kabinu během 12 minut.