Премия правительства РФ 2010 года вручена за создание не имеющей в мире аналогов системы для космонавтики и медицины
В этот юбилейный для космонавтики год престижной премии в области науки и техники удостоились ученые, создавшие систему, у которой нет аналогов в мире. Без нее, в частности, невозможно представить длительные полеты к другим планетам.
Это изобретение выросло из оборонки. Оно было призвано помочь в борьбе с американской системой СОИ, но сегодня, на "гражданке" российские установки "Альфа" работают в космической медицине и здравоохранении. Причем не только на родине, но и в США, Израиле и ЮАР.
- Все началось с Марса, - рассказывает кандидат технических наук Сергей Шашковский из МГТУ им. Баумана. - Тогда в 90-е годы готовился полет российских аппаратов к Красной планете и высадка на нее марсоходов. Но именно с ними вышла заминка. По международным требованиям эта техника должна быть абсолютно чистой, чтобы не занести на планету земную "грязь" - всяческие микробы, бактерии, вирусы и т.д. Оказалось, что стерильность не удается обеспечить. Узнав об этом, мы пришли в НПО им.Лавочкина со своей установкой. Проблему удалось решить.
Но для авторов изобретения важнее даже был другой результат этого эксперимента. Они увидели перспективу. Ведь в те годы львиная доля научных разработок, в том числе и для оборонки, была свернута, финансирование, по сути, прекратилось. Ученым предложили выживать самим, не надеясь на государство. И тогда "антиСОИ" было перековано в установку "Альфа" для борьбы с вредными микроорганизмами.
Оказалось, что это самая настоящая инновация, на которую есть большой спрос. Дело в том, что Всемирная организация здравоохранения давно бьет тревогу: люди, попав в больницы с одними заболеваниями, заражаются здесь еще и другими. Нередко даже более опасными. В ведущих странах мира частота больничных инфекций составляет 8-40 процентов, а, например, в США экономический ущерб от них приближается к 20 миллионам долларов. В России число таких "вторичек" - 2-3 миллиона в год. Особенно уязвимы родильные отделения и учреждения родовспоможения.
Виновники - различные стафилококки и стрептококки, туберкулезные и кишечные палочки, споры, плесень и т.д. Война с ними идет давно и с переменным успехом. Оружие - бактерицидные лампы на ртути, которые излучают ультрафиолет. Он бьет точно в ДНК вредителя, лишая его способности размножаться. Все было бы прекрасно, но такие лампы излучают свет всего одной длины волны - 254 нанометра. И микромир к ней приспосабливается, вырабатывая ферменты, которые восстанавливают повреждения в ДНК. Поэтому эффективность борьбы постепенно падает. А есть микроорганизмы, скажем, плесень или споры, против которых ртутные лампы малоэффективны. Поэтому приходится время обстрела увеличивать до нескольких часов, однако до полной капитуляции нередко дело так и не доходит. Ученые "Бауманки" кардинально решили проблему.
- Говоря образно, мы стреляем не из одного орудия, с фиксированной длиной волны, а даем залп сразу из многих, - объясняет Сергей Шашковский. - Установка "Альфа" излучает свет практически по всему диапазону ультрафиолета от 200 до 400 нанометров. К такой массовой атаке ни один из микроорганизмов не может приспособиться. Мы увеличили интенсивность воздействия в 100 тысяч раз, что позволило снизить дозы и время облучения.
Эксперименты в Институте медико-биологических проблем РАН показали, что "Альфа" подавляет все виды опасных микроорганизмов. Не оставляя им никаких шансов, так как срабатывают сразу несколько механизмов уничтожения: прожигается мембрана клетки, разрушается ядро, повреждается ДНК. В итоге эффективность достигает 99,9 процента. Так, для полного обеззараживания (даже плесени!) в помещении в 100 кубических метров хватает трех минут.
"Сердце" установки - мощная ксеноновая лампа, в которой на доли секунды зажигается плазма. Ее яркость в несколько раз мощней, чем у Солнца. Это излучение и убивает все вредные микроорганизмы. Сегодня разные модификации "Альфы" уже успешно работают в десятках клиник страны, в частности, в Российском онкологическом научном центре им. Блохина, Московском НИИ онкологии им. Герцена, Институте хирургии им. Вишневского и многих других.
Кроме того, "Альфа" сможет помочь в борьбе с терроризмом. Испытания показали, что ее лучи способны нейтрализовать вирусы сибирской язвы, а также самые разные виды химических отравляющих веществ.
Сейчас авторы вновь обратились к сфере, с которой когда-то начинали, - космонавтике. Дело в том, что орбитальная станция - это достаточно благоприятная среда для различных микроорганизмов, которые могут быть занесены сюда с доставляемыми грузами. Скажем, в микрофлоре орбитальных комплексов "Салют", "Мир", МКС ученые выявили около 300 видов бактерий и микроскопических грибов, вредных и для человека, и для техники. Достаточно вспомнить, как на станции "Мир" мельчайшие организмы принялись поедать кабель. Серьезные проблемы для космической техники они создали и на МКС. По словам кандидата биологических наук сотрудника ИМБП РАН Николая Поликарпова, планируется доставка "Альфы" на МКС, которая летает уже около 10 лет. А впереди еще 20-25 лет полета и целая серия научных экспериментов, для которых требуется стерильная среда. Значит, станцию надо основательно чистить. Сейчас это делается с помощью специальных жидкостей, которыми протирают поверхности. Однако есть немало зон, куда руке человека трудно добраться. И тут луч света будет вне конкуренции.
Пока же "Альфа" обрабатывает на Земле отправляемые на МКС материалы и пищу. Но она уже готовится к межпланетным полетам, участвуя в эксперименте "Марс-500". Хотя ее еще нет на борту земного корабля, но перед входом туда группы исследователей отсеки обрабатывались мощными вспышками света. Почти наверняка, что на пути к Красной планете "Альфа" окажется в арсенале будущего экипажа.
Справка "РГ"
За создание установок "Альфа" премией правительства РФ за 2010 год награждены директор Института медико-биологических проблем РАН Игорь Ушаков, сотрудники института Наталия Новикова и Николай Поликарпов, ученые МГТУ им. Баумана Александр Камруков и Сергей Шашковский, директор предприятия "Мелитта" Яков Гольдштейн, директор НИИ дезинфектологии Михаил Шандала и сотрудник этого института Виктор Юзбашев, заместитель руководителя Федерального медико-биологического агентства Вячеслав Рогожников.