После завершения эксперимента «Вкладыш» с кассетами возвратили на Землю, где в микробиологической лаборатории провели дальнейшие исследования. Одновременно с полетным экспериментом проводился контрольный синхронный эксперимент на Земле.
Научную программу эксперимента подготовили Лаборатория космической биологии в Тулузе (Франция) и Институт медико-биологических проблем Минздрава СССР.
Эксперимент «Биоблок-3» предназначен для исследований биологического действия тяжелых заряженных частиц (ТЗЧ) в зависимости от физических параметров и локализации мест их попадания в биологические структуры для оценки радиационной опасности при длительных космических полетах.
Специфическим фактором в условиях космического полета является воздействие тяжелых заряженных частиц. Особенное значение этот фактор приобретает при осуществлении длительных полетов. Для получения достоверных оценок опасности воздействия ТЗЧ и составления прогнозов радиационных поражений при различных длительностях полета необходимо всестороннее исследование особенностей действия ТЗЧ на различные биологические системы. С этой целью проводятся модельные радиобиологические исследования на ускорителях заряженных частиц, а также в условиях космического полета. Результаты этих исследований показывают, что следствием воздействия ТЗЧ на биологические объекты являются серьезные структурные нарушения, приводящие в ряде случаев к нарушению процессов постадийного развития простейших животных и проростков семян. Однако к настоящему времени накоплено недостаточное количество фактического материала для выдачи обоснованных рекомендаций.
В качестве биологических объектов в эксперименте использовались семена салата, табака, цисты Artemia sa-linae.
В качестве физических детекторов в эксперименте использовались трековые детекторы из нитрата целлюлозы и поликарбоната, ядерные фотоэмульсии (ЯФЭ), термолюминесцентные детекторы (ТЛД) на основе фтористого лития и стекла.
Аппаратура, используемая для проведения эксперимента, представляет собой две одинаковые сборки «Биоблок» — советскую и французскую, выполненные в виде параллелепипеда. Сборка «Биоблок» представляет пакет из чередующихся в единой координатной системе слоев диэлектрических детекторов и слоев биологических объектов, заключенных в пластины-держатели. Вес одной такой сборки — 0,8 кг. «Биоблок-3» состоял из шести сборок и устанавливался непосредственно на станции, с тем чтобы советско-французский экипаж мог возвратить с собой на Землю пару сборок. Программой эксперимента предусматривалось провести три этапа по продолжительности экспонирования: около двух месяцев, 4–6 месяцев и до одного года. В конце каждого этапа две сборки возвращались на Землю для последующей обработки.
Научную программу эксперимента подготовили Лаборатория растительной радиобиологии Университета в Монпелье и Институт медико-биологических проблем Минздрава СССР.
Эксперименты по космическому материаловедению
По космическому материаловедению было проведено четыре эксперимента: «Калибровка», «Ускорение», «Диффузия» и «Ликвация»,
Отличительными свойствами космического пространства являются, с одной стороны, отсутствие силы тяжести и атмосферы, с другой — наличие различных излучений. Фактор отсутствия силы тяжести, как полагают, должен внести значительные изменения в поведение жидких веществ. Проведенные до советско-французского полета эксперименты показали существенное влияние различных эффектов невесомости на большое количество классических процессов в материаловедении. Физические механизмы явлений, происходящих в невесомости, не поддавались математическому описанию.
Проводящиеся в настоящее время работы пока относятся в большей степени к вопросам фундаментальных исследований, направленных на лучшее понимание механизмов затвердевания и кристаллизации. Очень часто они касаются материалов исключительной технологической важности (полупроводники, сверхпроводники, магнитные материалы). Не исключается, что со временем в космосе смогут работать и промышленные установки.
Научную программу этой группы экспериментов подготовили Национальный центр ядерных исследований в Гренобле, Лаборатория термодинамической и термофизической металлургии при Университете в Гренобле, Институт космических исследований АН СССР и Институт электроники.
Целью эксперимента «Калибровка печи «Магма» было изучение во время полета тепловых характеристик печи «Магма» советской установки «Кристалл». Эти данные необходимы для уточнения конвективной составляющей теплопереноса в трубчатых печах, работающих в условиях замкнутых отсеков космических орбитальных станций. Кроме того, сравнение математических тепловых моделей печи «Магма» по результатам, полученным в условиях космоса и на Земле, дало новую информацию об отличительных особенностях теплопереноса в газовых средах, это в свою очередь позволило оптимизировать программу наземной экспериментальной обработки новых технологических экспериментов.
Сущность эксперимента заключалась в измерении термического профиля печи в различных режима ее работы.
Французская сторона изготовила электронный блок для регистрации данных о температуре и мощности печи, а также имитатор капсулы. Причем имитатор делался двух видов: один — для экспериментов кристаллизации из жидкой фазы, другой — для экспериментов кристаллизации из паровой фазы. Подлежали регистрации измерения и записи температуры в 14 разных точках печи и капсулы.
Космонавты в процессе эксперимента загружали капсулы в печь, включали установку, проводили тестовую проверку, осуществляли программу и контроль за работой установки. По окончании эксперимента капсулы извлекались и возвращались на Землю.
Цель эксперимента «Ускорение» — измерение абсолютного ускорения на борту станции во время материаловедческих экспериментов в печи «Магма».
Французская сторона изготовила датчики ускорения (акселерометры с чувствительностью 5×10-6 g) и блок электроники. Данные по измерению ускорений вблизи печи «Магма» передавались через телеметрическую систему станции и фиксировались аппаратурой «Регистратор» (магнитную пленку возвратили на Землю).
Цель эксперимента, «Диффузия» — уточнение коэффициентов диффузии меди, контактирующей с расплавом свинца при различных температурах. Сравнение результатов космических экспериментов с земными позволит оценить влияние локальной конвекции (в непосредственной близости от границы твердого тела) на диффузионный перенос вещества в жидкой фазе. Эти данные уточнят наши познания о явлениях зародышеобразования, кристаллизации и спекания.
В невесомости, с потерей силы тяжести, меняет свой характер конвекция — беспорядочное перемешивание разных по температуре потоков жидкости или газа. Роль диффузии — постепенного взаимопроникновения, внедрения одного вещества в другое, — напротив, становится более заметной.
Эксперимент проводился на советской электронагревательной установке «Кристалл», капсулы с экспериментальными материалами были подготовлены французскими специалистами. Свинец и медь нагревались до температуры, при которой расплавляется свинец, а медь оставалась в твердом состоянии. В течение нескольких часов сплав выдерживался при этой температуре, затем охлаждался. По измерению кривизны межфазовой поверхности (раковины), образующейся на границе двух элементов, определялись параметры диффузии.