Заказчиками КА "Фотон-М" №4 являются Совет РАН по космосу и Федеральное космическое агентство РФ.

Разработчиками и изготовителями комплекса научной аппаратуры для КА "Фотон-М" №4 являются ведущие научно-производственные центры РФ.

Эксперимент "ГЕККОН-Ф4"

Цель эксперимента: Изучение влияния микрогравитации на половое поведение, организм взрослых животных и эмбриональное развитие геконов Phelsuma ornata в двухмесячном орбитальном эксперименте.

Научный руководитель: д.б.н., проф. Савельев С.В.

Головные организации - исполнители:

• Учреждение Российской Академии Медицинских наук, НИИ морфологии человека Российской Академии Медицинских Наук (ИМЧ РАМН).
• Учреждение Российской Академии наук ГНЦ РФ Институт медико-биологических проблем РАН (ГНЦ РФ ИМБП РАН)

Задачи:

• создать условия для полового поведения, копуляции и размножения гекконов в орбитальном эксперименте;
• заснять на видеокамеру половое поведение Phelsuma ornata и возможную откладку яиц, а также обеспечить максимальную вероятность выживания яиц, которые могут быть отложены в ходе эксперимента;
• провести гистологические и иммуногистохимические исследования, которые позволят выявить возможные структурные и метаболические изменения в организме взрослых животных, а также особенности отложенных яиц и онтогенеза зародышей;
• провести микротомографические исследования проксимальных хвостовых позвонков Phelsuma ornata;
• проанализировать поведение гекконов по материалам видеорегистрации;
• оценить возможность использования и разведения Phelsuma ornata в многолетних экспериментах.

Эксперимент "ФЛУОТРЕК"

Цель эксперимента: исследование динамики изменения состояния внутриклеточных систем при действии факторов космического полета; многопараметрический флуоресцентный анализ состояния иммунокомпетентных клеток in vitro в условиях микрогравитации.

Научный руководитель: д.м.н. Буравкова Л.Б.

Головная организация - исполнитель:

• Учреждение Российской Академии наук ГНЦ РФ Институт медико-биологических проблем РАН (ГНЦ РФ ИМБП РАН).

Соисполнитель:

• ЗАО "Специальное конструкторское бюро экспериментального оборудования при ИМБП РАН" (ЗАО "СКБ ЭО при ИМБП РАН").

Задачи:

• регистрация мембранного потенциала митохондрий на разных этапах КП с помощью флуоресцентных зондов;
• регистрация внутриклеточного рН методом зондовой флуориметрии;
• анализ влияния температуры на внутриклеточные процессы регуляции функционального состояния клетки in vitro при действии факторов космического полета;

Эксперимент "МЕТЕОРИТ"

Цель эксперимента: Исследование возможности выживания микроорганизмов на материалах, имитирующих основы метеоритов и астероидов.

Научный руководитель: д.м.н., проф., Ильин В.К.

Головная организация - исполнитель:

• Учреждение Российской Академии наук ГНЦ РФ Институт медико-биологических проблем РАН (ГНЦ РФ ИМБП РАН).

Соисполнитель:

• МГУ им. Ломоносова;
• Институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов.

Задачи:

• изучить влияние преадаптации носителей плазмид в условиях космического полета на сегрегационную стабильность плазмид и их мобилизационную активность;
• изучить ревертирующюю способность микроорганизмов;
• изучить возможность использования фуллеренов в качестве носителя тест-культур;

Эксперимент "БИОФРОСТ"

Цель эксперимента: Изучение влияния условий космического полета на микробный комплекс, выделяемый из многолетнемерзлых отложений.

Научный руководитель: д.м.н., проф. Ильин В.К., д.г-м.н. Гиличинский Д.А.

Головная организация - исполнитель:

• Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения.

Соисполнитель:

• Учреждение Российской Академии наук ГНЦ РФ Институт медико-биологических проблем РАН (ГНЦ РФ ИМБП РАН).

Задачи:

• подтвердить ранее полученные результатов о влиянии условий полета на численность жизнеспособных гетеротрофных микроорганизмов;
• сравнить состав выделяемого микробного комплекса до и после полета;
• провести модельные эксперименты по изучению влияния ионизирующих излучений низкой интенсивности на микроорганизмы в составе исследуемых образцов;
• провести комплексную оценку воздействия групп факторов на микрофлору исследуемых образцов;
• определить чувствительность микроорганизмов к различным факторам (группам факторов) в зависимости от возраста образца мерзлоты;
• установить вероятные причины наблюдаемых изменений и сравнение полученных данных с результатами модельных экспериментов;

Эксперимент "МИКОЛОГИЯ"

Цель эксперимента: Структурно-функциональное исследование роста и развития чистой грибной культуры и грибной споровой массы (Pleurotus ostreatus), а также слоевища грибных симбиотических организмов (лишайники Peltigera aphthosa и Hypogymnia physodes) в условиях космического полета.

Научный руководитель: д.м.н., проф. Ильин В.К.

Головная организация - исполнитель:

• Учреждение Российской Академии наук ГНЦ РФ Институт медико-биологических проблем РАН (ГНЦ РФ ИМБП РАН).

Соисполнитель:

• МГУ им. Ломоносова;
• Институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов.

Эксперимент "БИОТРАНСФОРМАЦИЯ"

Цель эксперимента: Изучения процесса биодеградации полиэтиленовой пленки микроорганизмами без внесения дополнительных ингредиентов и принудительного удаления продуктов метаболизма в условиях космического полета.

Научный руководитель: д.м.н., проф. Ильин В.К.

Головная организация - исполнитель:

• Учреждение Российской Академии наук ГНЦ РФ Институт медико-биологических проблем РАН (ГНЦ РФ ИМБП РАН).

Соисполнитель:

• ОАО Институт «Прикладной биохимии и машиностроения» (ОАО "Биохиммаш");
• НПП "БиоТехСис", ООО.

Задачи:

• оценить эффективность микробной декомпозиции биодеградируемого полимера в условиях космического полета;
• оценить химический состав продуктов биодеградации;
• оценить возможность микробной доочистки жидких продуктов первичной биотрансформации.

Объекты исследований: культуры аэробных бактерий, осуществляющие микробную декомпозицию биодеградируемого полимерного материала, используемого в качестве упаковочного средства.

Эксперимент "БИОЭЛЕКТРИЧЕСТВО"

Цель эксперимента: Исследование процесса получения электричества с помощью микроорганизмов - электрогенов в условиях невесомости.

Научный руководитель: д.м.н., проф. Ильин В.К., к.т.н. Смирнов И.А.

Головная организация - исполнитель:

• Учреждение Российской Академии наук ГНЦ РФ Институт медико-биологических проблем РАН (ГНЦ РФ ИМБП РАН).

Соисполнитель:

• НПП "БиоТехСис", ООО.

Задачи:

• исследовать процессы формирования биопленок, содержащих микроорганизмы – электрогены на поверхности электродов в условиях невесомости;
• исследовать влияние невесомости на величину электродных потенциалов микробного топливного элемента;
• исследовать вклад седиментационного потенциала (потенциала Дорна) в величину электрического напряжения микробного топливного элемента;
• исследовать энергетические характеристики процесса получения электричества с помощью микроорганизмов - электрогенов в условиях невесомости.

Объекты исследований:

• Электрохимическими объектами исследований являются электроды (аноды и катоды) и катионообменные мембраны, образующие микробный топливный элемент.
• Биологическими объектами исследований являются микробные ассоциации и/или чистые культуры микроорганизмов – электрогенов.

Эксперимент "БИОРАДИАЦИЯ-Ф"

Цель эксперимента: Изучение биологически значимых характеристик космического ионизирующего излучения и эффектов его воздействия на биообъекты в условиях открытого пространства и внутри спутника.

Научный руководитель: к.физ.-мат.н. Шуршаков В.А.

Головная организация - исполнитель:

• Учреждение Российской Академии наук ГНЦ РФ Институт медико-биологических проблем РАН (ГНЦ РФ ИМБП РАН).

Соисполнитель:

• "НПО ВНИИФТРИ", г. Менделеево Московской области и др.;

Задачи:

• проведение полетных радиобиологических экспериментов на биообъектах, не требующих создания и инсталляции на борт специальных систем поддержания их жизнедеятельности, и радиационно-физическое сопровождение этих и других экспериментов на КА «Фотон-М» № 4;
• отработка методов и средств измерения спектра линейной передачи энергии космического излучения;
• отработка средств и методов контроля радиационных условий с учетом вклада в дозу вторичных нейтронов космических излучений;
• исследование радиационно-защитных свойств перспективных материалов в натурных условиях;
• верификация методов расчета прохождения космических излучений через вещество защиты космических аппаратов с учетом вклада вторичных нейтронов;
• верификация модельных описаний радиационных условий в околоземном космическом пространстве.

Объекты исследований: сухие семена, яйца шелкопряда, другие биообъекты, не требующие поддержания жизнедеятельности в условиях космического полета.