марс 500



Марс 500

«Марс-500» — российский космический эксперимент с широким международным участием. Проводился под эгидой космического агентства Роскосмос и Российской академии наук. Среди международных партнеров проекта наиболее важным является европейское космическое агентство ESA. В проекте был сымитирован пилотируемый полёт на Марс, во время которого шесть добровольцев находились в замкнутом комплексе от 520 до 700 дней[1]. Эксперимент был максимально[источник не указан 196 дней] приближен к реальному пилотируемому полёту на Марс с возвращением на Землю. Проект осуществлён Институтом медико-биологических проблем РАН на территории Москвы. Его стоимость оценивается в 15 миллионов долларов США. Первые два этапа проекта (14- и 105-суточная изоляция) были успешно завершены к середине 2010 года. Реализация третьего этапа (собственно «полёт») началась 3 июня 2010 года и успешно завершилась 4 ноября 2011 года. Директор проекта — лётчик-космонавт Российской Федерации Борис Моруков. Цель проекта

Пилотируемый полёт на Марс должен произойти в первой половине 21-го века. Такая миссия требует огромных финансовых затрат и обременена большими техническими проблемами, так как она из-за большого расстояния между Землёй и Марсом (от 55 до 400 миллионов км) продлится больше года. Неизбежный аспект миссии — это то, что всё время команда из 6 космонавтов должна жить в замкнутом помещении. Это может быстро привести к напряжённости внутри команды, тем более что рутинная техническая работа, которая будет поступать во время всего полёта, и скука могут стать серьёзными проблемами.

Основная цель проекта — собрать данные о здоровье членов команды и их работоспособности, сымитировав основные особенности пилотируемого полёта на Марс, такие как высокая длительность, автономность, необычные условия связи с Землей — задержка связи, ограниченность расходуемых ресурсов и определить, возможен ли такой полёт, исходя из возможностей человеческого организма[5].

И так:

17 месяцев назад шестеро добровольцев – трое из России, два европейца и китаец – сделали прощальный взмах рукой, и с тех пор ни один посторонний человек их не видел. Так начался уникальный международный эксперимент «Марс-500», в ходе которого под строгим наблюдением медиков и психологов имитировались условия и сложности, которые могут ждать в будущем пилотируемую экспедицию к Красной планете. В дни начала эксперимента мы рассказывали подробно об условиях, в которых добровольцам предстояло провести не самые легкие, но наверняка самые увлекательные полтора года жизни («Сложности имитации»). И вот все закончилось. Позади «перелет» к Марсу и «выход» на его орбиту, «высадка» спускаемого модуля и работа на «поверхности», «возвращение» на корабль и долгий «полет» домой. Жалко, что – лишь в кавычках.

Впрочем, впустую эти месяцы, конечно, не прошли. За это время на «борту» было поставлено более сотни экспериментов, связанных с разными аспектами и проблемами длительных космических миссий. Имитация была по возможности полной: даже в ходе сеансов связи с «Землей» вводилась искусственная задержка передачи сигналов, которая, в зависимости от «расстояния», на которое удалился «корабль», достигала десятков минут.

Пот отзывам работавших с проектом специалистов, вся команда справилась с задачей просто замечательно. Несмотря на сложные задачи и однообразные условия жизни, несмотря на тесный контакт в условиях изоляции такой долгой, какая не снилась и полярникам, никаких конфликтов и проблем не было. И после того, как «люки корабля» были открыты, все шестеро с законно гордым и довольным видом предстали перед встречающими. Впрочем, ненадолго: тут же они были переданы в руки медиков для прохождения углубленной и всесторонней проверки состояния здоровья.

Стоит напомнить, что вообще «Марс-500» включал три последовательных этапа. На первом, прошедшем в 2007 г., другой «экипаж» (в том числе и одна женщина) провел в изоляции всего 14 дней, обитая всего в двух модулях – медицинском и жилом. Затем набор модулей «корабля» был расширен, и второй «экипаж» был изолирован уже на четыре месяца. На этом этапе команда стала уже чисто мужской, и в ней появились представители европейских стран.

Но главной, конечно, стала нынешняя, 17-месячная изоляция, пережить которую довелось командиру Алексею Ситеву, врачу Сухробу Камолову, бортинженеру Ромэну Шарлю (Romain Charles) и трем исследователям – Александру Смолевскому, Диего Урбину (Diego Urbina) и Вану Юэ (Wang Yue). Место их обитания включало уже четыре модуля – жилой, медицинский, складской и «посадочный» – а также модуль-имитатор марсианской поверхности.

Это был долгий «полет», самый долгий, какой когда-либо состоялся в истории земной космонавтики. Жаль, что – пока лишь в кавычках. Но он показал, что психологические и медицинские проблемы, которые некоторые специалисты считали крайне опасными для планируемой реальной экспедиции на Марс, вполне разрешимы. Лишь под конец испытания медики стали фиксировать заметное снижение физической активности «экипажа», а также скорости метаболизма. Впрочем, и здесь находится повод для оптимизма: в реальный полет это, видимо, позволит взять меньшие количества запасов пищи. По словам ответственного исполнителя проекта, доктора медицинских наук Александра Суворова, успешная реализация 520-суточного эксперимента дала «новые знания об уникальных возможностях человека».

Стоит отметить, что не все разделяют этот оптимизм. При немалых затратах на эксперимент – до 15 млн долларов, большую часть из которых выделил Роскосмос – ряд экспертов считают их потраченными напрасно. Так, летчик-космонавт Валентин Лебедев вполне разумно заявлял, что в эксперименте «Марс-500» «все условно, как если бы подготовку к дрейфу на льдине в Арктике проводили зимой на подмосковном пруду… привлеченные к этому эксперименту люди могут в любую минуту отказаться от его продолжения, выйти и обнять своих близких», что нивелирует всю серьезность психического испытания для участников.

А главное – оправданность проведения эксперимента вызывает большие вопросы уже потому, что Россия ни в ближайшей, ни в средней перспективе пилотируемых полетов на Марс не планирует. Как заявил, встречая участников 520-суточной изоляции, замглавы Роскосмоса Виталия Давыдова, реальный полет международного экипажа на Марс может состояться не ранее середины 2030-х гг.

Между тем, оптимисты уверены, что на этом история «марсианских изоляций» не будет закончена. По их мнению, для полностью завершенной серии понадобится еще минимум два подобных эксперимента, и один, возможно, с женским экипажем.

4 ноября 2011 года. Журналисты встречают «экипаж»

Окончание 520-суточной изоляции

На «борту»: эксперимент «Салатная машина» позволил опробовать в действии прототип космической конвейерной оранжереи для выращивания посевов китайской капусты Brassica chinensis L.

Работа в скафандрах на имитаторе марсианской поверхности

Новый год «экипаж» встретил весело

Уже перед завершением эксперимента на борту отмечали и Хэллоуин

Конечно, в ангаре ИМБП РАН невесомости не добьешься: на снимке – розыгрыш, подготовленный на 1 апреля

Эксперименты:

Гипербарические эксперименты

Во время всего полёта существует риск возникновения пожара в космическом корабле. Для сведения этого риска к минимуму возможно будет использоваться аргон. С помощью аргона можно значительно снизить концентрацию кислорода в атмосфере космического корабля без вреда для экипажа и создать так называемую гипоксическую среду.

Кардиологические эксперименты

Длительное пребывание в изолированном комплексе при воздействии различных стрессовых факторов может сильно повлиять на организм, в частности, на жизнеспособность и механизмы регуляции. Чтобы правильно проанализировать научные данные о состоянии команды испытуемых «Марс-500» в течение полуторагодового существования в НЭКе необходимо проводить контрольные эксперименты, в которых такие же группы находились бы в естественных условиях с учётом разных факторов среды — климато-географических, производственных и социально-бытовых. Только таким методом можно разработать критерии оценки состояния здоровья и риск развития заболеваний у людей.

Кардиологические эксперименты нацелены на изучение динамики изменения состояния здоровья за длительный отрезок времени, влияния на нее экологических факторов и создание критериев оценки индивидуального риска развития заболеваний. Для этого были созданы группы добровольцев из разных стран мира с отличным состоянием здоровья. Добровольцев будут исследовать той же аппаратурой и теми же методами, что и испытуемых в проекте «Марс-500». Затем эти группы добровольцев будут изучаться, а результаты сравниваться с результатами исследования эталонной группы испытателей «Марс-500», которая будет находиться в термокамере в стандартных условиях.

Эти исследования важны не только для развития космической медицины, но и для развития здравоохранения в России. Они направлены на сохранение здоровья работающего населения и профессионального долголетия. В ходе проведения кардиологических экспериментов будут разрабатываться новые методология и технология диагностики донозологического состояния. Предполагается, что новые методы внедрят в систему здравоохранения, когда меры будут приниматься до начала развития болезни. Изучение донозологических состояний особенно необходимо для космонавтов, так как они подвержены постоянным стрессорным нагрузкам.

Во время 105-суточного этапа была произведена работа с более большими группами добровольцев для того, чтобы выбрать тех, кто соответствует критериям практически здорового человека, и которых можно сравнивать с эталонной группой, исследуемой в течение долгого времени в термокамере. Параллельно такие эксперименты будут проводиться в Москве, в Центральном регионе России, на Кавказе, на Севере России, на Дальнем Востоке, а также в Белоруссии и Казахстане, в Чехии, в Германии и в Канаде.

Программа изучения:

Ежемесячные оперативные исследования, которые состоят из:

регистрации электрокардиограммы с проведением дыхательных проб и измерением артериального давления

заполнения специальной анкеты об образе жизни, нагрузках и возможных жалобах за прошедший месяц

Ежеквартальные динамические комплексные исследования, которые состоят из:

регистрации комплекса кардиореспираторных параметров с выполнением функциональных проб с физической, умственной и ортостатической нагрузками и измерением артериального давления

заполнения подробной анкеты и проведения психологического тестирования

стандартные поликлинические диспансерные исследования проводятся до и после всей серии исследований

При измерении всех параметров используется аппаратно-программный комплекс «Экосан-2007». Такой же будет применён и для 520-суточного этапа. В перспективе подобные комплексы станут многопараметрическими, многоцелевыми медицинскими приборами для людей, чья работа является стрессорной. «Экосан-2007» испытывался на водителях автобусов и лётчиках.

[править] Иммерсионные эксперименты

Как известно, во время долгого пребывания человека в невесомости у него появляются гипокинетические нарушения. Для изучения этого явления Институт медико-биологических проблем много лет проводит исследования в этой области, что позволило детально составить картину гипокинетических нарушений. Результаты экспериментов показывают, что главная причина развития нарушений — это изменение в работе гравитационно-зависимых механизмов, которые отвечают за двигательную активность при воздействии гравитации на организм. Изменения начинают происходить из-за нарушения согласованной работы сенсорных систем, в частности, опорной и проприоцептивной.

Данные, полученные в ходе экспериментов, дают основание полагать, что опорная афферентация у человека выполняет роль механизма активации и регуляции активности позно-тонической системы, а также, что опорная разгрузка является причиной физиологических и морфологических изменений, которые обычны для условий невесомости и микрогравитации.

Основная цель иммерсионных экспериментов состоит в изучении воздействия опорной разгрузки на механизмы реализации опорных сигналов (спинальные, супраспинальные) и состояние центральных механизмов систем управления движением.

С 1996 по 2003 гг. ИМБП РАН проводил исследования по пребыванию человека в нормоксических и гипоксических средах, состоящих из кислорода, азота и аргона, которые показали безопасность долговременного нахождения в нормоксической среде и улучшение адаптации организма благодаря аргону к гипоксической гипоксии в гипоксической среде. В 1996 году на протяжении 7 суток группа подопытных находилась при давлении в 10 метров водяного столба в нормоксической среде с содержанием кислорода в 10 % (остальное — азотно-аргоновая смесь). Умственная и физическая деятельность в течение всего эксперимента сохранялась на нормальном уровне. При уменьшении кислорода до 7,5 % с добавлением аргона было замечено улучшение адаптации к гипоксии. В 1999 году испытуемые провели 18 суток при давлении 5 м вод. ст. в нормоксической среде также без нарушений умственной и физической деятельности. В настоящий момент для безопасного практического применения признана смесь, состоящая из 14 % кислорода, 53 % азота и 33 % аргона. Трёхсуточный эксперимент, проведённый в 2003 году, при давлении 5 м вод. ст. с 10 % содержанием кислорода выявил повышение умственной и физической деятельности, внимания и объема кратковременной памяти человека.

Все эти исследования говорят в пользу возможности его применения для создания пожаробезопасной среды на пилотируемом космическом корабле, хотя количества этих исследований недостаточно, чтобы сделать статистическую оценку.

Гипербарические эксперименты дополнят знания по влиянию пожаробезопасной кислородо-азотно-аргоновой смеси на организм человека при помощи комплексной оценки состояния организма испытуемого во время длительного нахождения в пожаробезопасной смеси. У добровольцев будут определять уровень психической и физической работоспособности, оценивать состояние кардиореспираторной системы, гематологических, метаболических и иммунологических показателей в крови, а также проводить микробиологические исследования и исследования, которые позволят усовершенствовать существующие системы жизнеобеспечения.

Радиологические эксперименты

Чтобы избежать комбинированного (хронического и острого) облучения во время полёта на Марс, надо создать модель прогнозирования радиационного риска. Модель должна описывать вероятность возникновения радиационной болезни в зависимости от полученной общей дозы, снижение работоспособности, которое вызывает острая реакция организма, и возможное снижение общей устойчивости к влиянию факторов межпланетного перелёта. Создать такую модель можно, изучив воздействие радиации на живой организм в течение долгого времени.

Радиологические эксперименты проводятся с целью изучения радиобиологических реакций основных регуляторных систем организма (нервной, эндокринной, иммунной, сердечно-сосудистой, кроветворной), а также спермато- и цитогенетического ответа на облучение и анализ отсроченных эффектов облучения (продолжительность жизни и канцерогенез). В качестве подопытных выбраны самцы макаки-резус возрастом 3—5 лет. Они поделены на группы по 10—15 обезьян в каждой. Эксперименты организованы так, что имитируют реальное облучение космонавтов при полёте на Марс, включая острую и хроническую фазы болезни. Источник радиации, использующийся в этих экспериментах — 137Cs.

Исследование желудочно-кишечного тракта

Среди космических экспериментов по медико-биологическому разделу «Долгосрочной программы научно-прикладных исследований и экспериментов, планируемых на российском сегменте МКС» запланирован и введён в действие эксперимент «Спланх»: «Исследование особенностей структурно-функционального состояния различных отделов желудочно-кишечного тракта для выявления специфики изменений пищеварительной системы в условиях космического полёта». В рамках проекта «Марс-500» экипажем выполняется 24-часовая электрогастроэнтерография — исследования электрический активности отделов пищеварительного тракта человека с помощью гастроэнтерографа «Спланх-1» — бортового прибора, разработанного ИМБП РАН с участием НПП «Исток-Система» на базе серийно выпускаемого электрогастроэнтерографа «Гастроскан-ГЭМ».

Экипажи:

Экипаж 14-суточной изоляции[27]

Год рождения

Профессия

Рязанский Сергей (командир экипажа)

1974

Космонавт-исследователь

Артамонов Антон

1982

Инженерфизик, инженер-программист ИМБП РАН

Ковалев Александр

1982

Инженер, работает в лаборатории телемедицины ИМБП

Тугушева Марина

1983

Биолог, научный сотрудник ИМБП

Перфилов Дмитрий

1975

Врач, работает в лаборатории телемедицины ИМБП

Артемьев Олег

1970

Инженер РКК «Энергия»

Экипаж 105-суточной изоляции[28]

Рязанский Сергей Николаевич

1974

Космонавт-исследователь

Артемьев Олег Германович

1970[29]

Космонавт-испытатель

Шпаков Алексей Васильевич

1983[30]

Специалист по физической культуре и спорту

Баранов Алексей Викторович

1976[31]

Врач уролог, онколог

Сириль Фурнье (фр. Cyrille Fournier)

1969[32]

Пилот коммерческой авиалинии «Air France», в настоящее время капитан аэробуса A320

Оливер Книккель (нем. Oliver Knickel)

1980[33]

Военный инженер в Бундесвере

Экипаж 520-суточной изоляции[34]

Ситёв Алексей Сергеевич (командир экипажа)

1972

Инженер-кораблестроитель

Камолов Сухроб Рустамович

1973

Хирург

Смолеевский Александр Егорович

1978

Военный врач, врач общей практики, физиолог

Ромен Шарль (фр. Romain Charles)

1979

Инженер

Диего Урбина (итал. Diego Urbina)

1983

Инженер

Ван Юэ (кит. 王玥)

1983

Ассистент преподавателя для космонавтов



sitemap
sitemap