«Научные бриллианты» «Марс-500»

С.Филипенков
Сергей Филипенков
редактор журнала «Авиапанорама»,
начальник сектора авиакосмической медицины НПП «Звезда» имени академика Г.И.Северина, кандидат медицинских наук
23 по 25 апреля в Москве по адресу: Ленинский проспект 32А, в здании Президиума РАН, прошел представительный международный научный симпозиум по итогам 520-суточного эксперимента «Марс-500». В работе симпозиума участвовали учёные и инженерные специалисты России, Евросоюза, Китая, Японии, Южной Кореи, Малайзии, Аргентины, США, Канады и других стран, которые обменялись предварительными оценками собственных исследований, проведенных при непосредственном участии 6 добровольцев во время наземной имитации сверх длительного полёта экипажа к Марсу и обратно.

Летчик-космонавт  Александр  Александров: Россия  реально может  участвовать в  международных  пилотируемых  полетах к Марсу

В дискуссиях на 9 секциях симпозиума были обсуждены следующие перспективные медико-биологические проблемы:

  1. Особенности и перспективы межпланетных полетов и основные задачи, стоящие перед космической физиологией и медициной при полетах к Марсу.
  2. Фундаментальные и прикладные исследования по изучению состояния человека в условиях автономной изоляции при моделировании факторов, присущих марсианской экспедиции.
  3. Совершенствование системы медицинского обеспечения экспериментов с длительной изоляцией в замкнутых объёмах для последующего её применения в космических полетах.
  4. Основные направления и перспективы применения на Земле результатов, полученных при выполнении программы «Марс-500».
  5. Медико-биологическое сопровождение экспериментов с длительной изоляцией и межпланетных космических полетов.
  6. Физиологическая оценка состояния членов экипажа при моделировании полета на Марс.
  7. Психологические проблемы отбора, подготовки и сопровождения членов экипажей, участвующих в исследованиях по моделированию межпланетных миссий.
  8. Экспериментальная оценка эффективности различных средств профилактики неблагоприятных воздействий на организм человека факторов космического полета.
  9. Обитаемость в замкнутых объёмах.
  10. Микробиологические и токсикологические проблемы полетов на другие планеты и санитарно-гигиеническое обеспечение пребывания людей в гермообъектах.
  11. Моделирование деятельности человека, разработка виртуальных моделей и робототехники для работ на поверхности осваиваемых планет. Операторская деятельность человека на поверхности других планет с использованием скафандров, робототехники и технологий виртуальной реальности.
  12. Технические средства для моделирования факторов космических полётов и совершенствование систем и средств жизнеобеспечения для межпланетных полетов.

Кроме того, в рамках симпозиума состоялись два круглых стола – «Этические проблемы длительного пребывания интернационального экипажа в условиях изоляции» и «Перспективы медико-биологических исследований применительно к межпланетным полетам» (25 апреля). Более подробно с программой симпозиума «Марс-500» можно ознакомиться на сайте симпозиума: http://mars500.net/ru/about/programm.php
В рамках форума были намечены пути обеспечения безопасности пилотируемых межпланетных полётов, поддержания психического и физического статуса человека в условиях моделирования автономной изоляции марсианской экспедиции, возможности совершенствования средств профилактики и систем медико-технического обеспечения жизнедеятельности экипажа при длительной изоляции в замкнутых герметических объёмах наземной экспериментальной установки (НЭК), особенности моделирования операторской деятельности членов экипажа в полете с применением виртуальной реальности, моделирующих стендов и робототехники для работы в скафандрах на поверхности планет, а также выявлен целый ряд нерешенных проблем космической психологии, биологии и медицины. Реальный пилотируемый полет на Марс может состояться уже в первой половине XXI века, заявил вице-президент РАН Анатолий Иванович Григорьев, открывая симпозиум, посвященный научным результатам проекта Марс-500. «Я думаю, что полет состоится в первой половине текущего века», – сказал академик Григорьев, который также является научным руководителем Института медико-биологических проблем (ИМБП), где с 2007 г. проходил сначала 105-суточный («Авиапанорама» № 1-2006), а в прошлом году блестяще завершился 520-суточный эксперимент. Во вступительном слове академик рассказал о международном научном сотрудничестве в рамках проекта «Марс-500», о программе эксперимента и о предшествовавших испытаниях внутри наземного экспериментального комплекса со времени его создания 50 лет тому назад по инициативе С.П. Королева, с юности мечтавшего о межпланетной экспедиции. «Я надеюсь, мы получили значимые научные результаты», – сказал Григорьев, обращаясь к участникам симпозиума.
Приветствуя участников форума от имени и по поручению Президента России помощник главы Администрации Президента Екатерина Попова отметила, что строительство космодрома «Восточный» для реализация полета на Марс даст толчок развитию новой техники и приведет к прогрессу в области земной медицины. «Конечно, нам придется решить сложные проблемы, такие как защита от радиации, чтобы такая экспедиция и принесла пользу науке, и сохранила экипаж», – сказала Попова, пожелав ученым «скорейшего перехода к следующим стадиям марсианского проекта». С приветствиями к участникам симпозиума выступил представитель Федерального космического агентства Валерий Михайлович Ольшанский, а также представители китайского центра подготовки космонавтов (CARTC)-Bai Yanqiang, Li Yinghui, Chen Shanguang и представители Европейского космического агентства (ESA)-C.Fuglesang и M.Zell.
На пленарном заседании в докладах ведущих ученых России было заявлено, что межпланетная экспедиция и работа на поверхности Марса при современном состоянии космической техники угрожает в будущем марсонавтам изменениями в организме на молекулярном уровне и повреждением ДНК из-за радиационного облучения тяжелыми заряженными частицами (ТЗЧ) высоких энергий, входящими в состав галактических космических лучей (ГКЛ). Первым с этих позиций выступил с обобщающим докладом «Проблемы и задачи медико-биологического обеспечения межпланетных экспедиций» А.И. Григорьев.
«По нашим оценкам, исследователей на поверхности Марса может ожидать ряд неблагоприятных факторов, таких как нарушения сердечного ритма, снижение уровня устойчивости и работоспособности, сенсорные нарушения, а также более отдаленные последствия в виде изменений на уровне ДНК и деминерализация костной ткани… Мы ожидаем, что длительному перелету будут способствовать ряд неблагоприятных психофизиологических факторов, таких как гипокинезия (понижение двигательной активности), монотония (возникает при однообразной работе), фрустрация (возникает при невозможности достичь результата). Кроме того, пока недостаточно изучены последствия социальной изолированности, а также влияние длительного космического полета в условиях повышенного радиационного излучения на способность работы космонавтов с оборудованием и механизмами», – дословно сообщил вице-президент РАН. Он также отметил, что во время наземных экспериментов невозможно изучить степень влияния ТЗЧ на человека и степень его работоспособности. Однако ученые РАН предполагают, что повреждения ДНК человека под воздействием ГКЛ во время перелета к Марсу и обратно неизбежны. Члены экспедиций на Марс, долгое время работающие на поверхности Красной планеты, также потенциально рискуют получить повреждения ДНК из-за разреженной атмосферы планеты и отсутствия у нее мощного магнитного поля, имеющегося у Земли. Анатолий Иванович Григорьев перечислил и другие опасности, подстерегающие экипаж во время полета к Марсу. Это, в частности, очень высокий уровень другой ионизирующей радиации, например, рентгеновского гамма-излучения, а также потоков протонов и электронов при солнечных корпускулярных событиях, вызванных вспышками на Солнце, наличие сильных сезонных и суточных колебаний температуры, метеороидная опасность, низкое атмосферное давление, составляющее сотую долю от земного уровня. По его словам, после высадки экипажа на Марс космонавты также неизбежно столкнутся с рядом физиологических проблем. Наиболее вероятны следующие проблемы: стресс, адаптация к марсианской гравитации, ортостатическая неустойчивость после посадки на планету, нарушения деятельности сенсорных систем, нарушения сна, снижение работоспособности, изменения обмена веществ в организме и клеточного метаболизма. Интересно, что во время длительных орбитальных полетов обнаружены микробы, способные вывести из строя бортовое оборудование, полимерные и металлические конструкции станции. «Мы сталкивались с этим на станции «Мир» и столкнулись с этим на МКС – с пагубным воздействием микрофлоры на конструкцию станции. Эти микробы поражают не только металлы, но и полимеры. Они могут стать причиной отказов техники», – заявил Григорьев. Он также добавил, что на МКС проводился уникальный эксперимент, в котором космонавты во время выходов в космос выставляли на внешней стороне станции панели «Биориск» со спорами, колониями микробов, а также с простейшими микроорганизмами, в том числе ракообразными. Все простейшие и микробы показали высокую жизнеспособность при пребывании в условиях открытого космоса в течение более 31 месяца без каких-либо скафандров. Академик особо отметил, что во время наземных экспериментов невозможно изучить степень влияния тяжелых заряженных частиц на простейшие микроорганизмы и тем более на сложный организм человека и степень снижения его работоспособности. По этим причинам перспективно продолжить радиационные исследования по программе «Биориск» и дополнить их запуском биологических спутников типа «Бион» на высокоэллиптические орбиты за пределы радиационных поясов Земли. В то же время российские ученые предполагают, что повреждения ДНК человека во время перелета к Марсу и обратно неизбежны, что может привести к сокращению продолжительности жизни на несколько лет из-за таких профессиональных заболеваний, как катаракта и раковые опухоли.
Директор Института медико-биологических проблем, член-корреспондент РАН Игорь Борисович Ушаков выступил с докладом «Психофизиологический стресс на земле и в космосе (орбитальные и межпланетные полеты)», в котором дал обзор достижений российских научных школ академиков И.П. Павлова, Л.А. Орбели и О.Г. Газенко, оставивших глубокий след в исследовании психофизиологии организма человека на земле, под водой, в атмосфере и в космическом пространстве. Отечественными учеными введено понятие интегрального прогностического показателя устойчивости и резистентности к любому виду стресса при воздействии различных внешних условий, а также дано определение адаптационного потенциала организма с двумя его характеристиками – коэффициентами реакций и приспособительными уровнями показателей. Это позволяет построить трехмерное изображение более чем 100 клинико-физиологических показателей у тысяч здоровых людей, привлеченных к исследованиям проекта «Марс-500» в различных регионах Земного шара, помимо участвовавших в изоляции членов экипажа.
Главной целью проекта было получение экспериментальных данных о состоянии здоровья и работоспособности экипажа, находящегося в экстремальных условиях длительной изоляции. По его словам, все «марсонавты» оказались устойчивыми к болезням благодаря проведенному предварительному отбору участников и профилактическим мероприятиям. Поскольку для обычного здорового человека вероятность заболеть составляет 7% в год, постольку при численности экипажа из 6 человек и длительности опыта 520 суток имелась почти 100%-я вероятность заболеть. Однако этого не произошло. Кроме того, не наблюдалось очевидных проблем и конфликтов. Сами участники эксперимента «Марс-500» показали столь высокий уровень работоспособности и устойчивости к стрессу, что имитация «полета» могла бы продолжаться не 520, а даже 700 суток, как считает директор ИМБП. «Уровень работоспособности экипажа оставался адекватным на всех важнейших этапах эксперимента, в том числе во внештатных ситуациях. Экипаж функционировал как единое целое… Надо думать, что если бы экипаж заранее знал, что он будет лететь не 520 суток, а 700, то и 700-суточный полет прошел бы успешно», – сказал И.Б. Ушаков. Он несколько раз подчеркнул, что все члены экипажа успешно приспособились к изоляции в замкнутом пространстве имитатора межпланетного корабля, были работоспособны и не вступали в конфликты, действуя как одна дружная команда. Директор ИМБП подвел предварительные итоги 520-суточному эксперименту, моделирующему межпланетную экспедицию следующим образом: международный экипаж из 6 представителей четырех стран (России, Китая, Италии и Франции) оказался устойчивым к большинству психофизиологических факторов и условий замкнутой среды обитания при полном выполнении общих условий экспедиции; не выявлено значимых отклонений в состоянии здоровья испытателей при расчетном риске заболеваемости 0,63 на одного члена экипажа за 520-суточный период воздействия; уровень работоспособности по данным различных когнитивных тестов и психологических опросников оставался очень высоким на всех этапах эксперимента, включая нештатные ситуации и моделирование высадки на поверхность Марса; применявшаяся автоматизированная система физических тренировок и компьютерных игровых задач позволила сохранить необходимый уровень общей работоспособности (умственной и физической) и функционирование экипажа из 6 человек как сплоченного в единое целое коллектива, обладающего высокой мотивацией и креативным поведением в течение столь длительной изоляции в экстремальных условиях имитации межпланетного полета; отсутствовали очевидные конфликты внутри экипажа и при общении с центром управления, в том числе в двух нештатных ситуациях по суточному отключению электроэнергии и недельному отсутствию связи с Землей; преобладание количества радиограмм и сообщений от наземного центра управления и по каналу личной переписки свидетельствует об эффекте автономизации деятельности экипажа и стойкой перестройке соответствующих психофизиологических механизмов регуляции; эксперимент стал показательным примером интегративной физиологии и биомедицины, позволившим точно оценить значимость самых разнообразных биологических и физиологических маркеров стресса при выполнении высокомотивированной социально значимой деятельности в экстремальных условиях, носящей в отдельные периоды выраженный творческий и эвристический характер. В заключение доклада он подчеркнул, что теперь важнейшая задача – не растерять собранные в ходе проекта «научные бриллианты».
Небезынтересный доклад «К оценке риска действия галактических тяжёлых ионов на нервную систему и структуры глаза в условиях межпланетного полета» подготовлен ведущими специалистами Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ) в Дубне М.А.Островским и Е.А. Красавиным.
Член-корреспондент РАН, директор лаборатории радиационной биологии ОИЯИ Евгений Александрович Красавин утверждает, что главным препятствием на пути человека к освоению Марса и Луны будет воздействие ГКЛ и ядер тяжелых элементов, входящих в их состав и обладающих высокой энергией 300–500 МэВ. Они настолько разрушительны для центральной нервной системы, нейронов сетчатки глаза и иннервации других жизненно важных органов человека, что на современном уровне развития технологий делают межпланетную экспедицию невозможной. «Пока это (полет на Марс) физически невозможно – до тех пор, пока не разберемся, насколько опасно воздействие этого уникального вида излучения», – сказал Красавин.
По его словам, результаты экспериментов на крысах при воздействии очень малых доз облучения ТЗЧ в пределах долей сантигрея, т.е. порядка 10 тысяч тяжелых ядер на квадратный сантиметр в год, вызывают «фантастические реакции» у облученного организма млекопитающих. «Это можно сравнить с тем, как вы, выпив приличную дозу алкоголя, садитесь за руль, чувствуете себя абсолютно нормально, но на дороге сами не замечая того, начинаете вести себя неадекватно», – сказал ученый. Он пояснил, что примерно такое впечатление создавалось при наблюдении за облученными крысами. Опыты показывают, что воздействие тяжелых ядер необратимо нарушает поведение животных из-за кластерного поражения целых скоплений нейронов ц.н.с. Предварительно обученные крысы теряют навыки и с многомесячной задержкой восстанавливаются после облучения, но навыки возвращаются не полностью из-за поражения зрительного анализатора. Ученый отметил, что никакой пригодной для межпланетного корабля защиты от галактических космических лучей – ядер углерода, кремния и железа – пока не придумано. Толстые слои пассивной физической защиты из конструкций корабля приведут к появлению еще более интенсивных потоков вторичного излучения при разрушении ядрами частиц самого материала противорадиационной защиты корабля, которые могут быть даже опаснее ГКЛ.
«Господь Бог предусмотрел механизмы защиты живых существ – репарацию молекул ДНК от ультрафиолетового излучения и ионизирующей радиации. Но защиты от воздействия такого вида излучения, как ТЗЧ высоких энергий из состава ГКЛ, пока нет. Бог не рассчитывал, что человек выберется за границы магнитосферы… Выход один – нужно быстрее летать. Добираться до Марса не за год, а в три раза быстрее», – заявил Красавин. В заключение он добавил, что существуют возможные варианты защиты с помощью магнитного поля, однако воздействие мощного магнитного поля на человека тоже небезопасно и ещё очень мало изучено, а по массе такая активная защита будет еще больше и потребует значительного расхода энергии на поддержание достаточной для противорадиационной защиты напряженности магнитного поля вокруг корабля. Тем не менее, сейчас российские ученые полным ходом прорабатывают возможность создания технологии защиты корабля для полета к Марсу с помощью искусственного магнитного поля по типу соленоидной катушки на корпусе корабля, подключенной к ядерной энергетической двигательной установке.
«Радиационная опасность при полете к Марсу является одной из основных проблем, которые ограничивают его возможность и даже ставят под вопрос сам факт осуществления такого полета без причинения существенного вреда здоровью человека. Одной из перспективных технологий физической защиты является создание вокруг корабля искусственного магнитного поля, которое защищало бы экипаж, отклоняя ГКЛ, как это делает естественное геомагнитное поле», – говорили на симпозиуме специалисты по противорадиационной защите.
Другая разработка, которая, как отмечали ученые, обязательно найдет свое применение на «марсолете» – это система радиационного контроля, предупреждающая космонавтов об опасности для своевременного перехода в радиационное убежище или отсек корабля, имеющий дополнительную защиту. Прототип такой системы уже используется на служебном модуле российского сегмента МКС. Ученые констатируют, что доза облучения экипажа потоком тяжелых заряженных частиц космического излучения будет зависеть от длительности полета, фаз солнечной активности и определяемого ей уровня космической радиации.
Затем были заслушаны доклады европейских ученых, а именно: доклад «Эксперименты с участием человека, проводимые ЕКА с целью осуществления космических исследований в будущем» (авторы из администрации агентства M. Zell, Ch.Fuglesang, P.Sundblad, E.Feichtinger) и доклад «Взаимосвязь между медициной в космосе и на Земле: уникальные возможности во время имитации межпланетных полетов» (автор профессор R. Gerzer из института авиакосмической медицины при германском аэрокосмическом центре DLR в Кёльне). В этих докладах представлены основные направления, развиваемые европейскими учеными в рамках собственной космической программы. После них выступил доктор J. Sutton из американского национального космического биомедицинского исследовательского института (NSBRI) в Хьюстоне с докладом «Международное сотрудничество в области науки о космосе, медицины и образования», подчеркнувшим успешную международную кооперацию с участием США в проекте «Марс-500». В заключение научный руководитель эксперимента «Марс-500» летчик-космонавт Б.В. Моруков, совместно с руководителем международного отдела ИМБП М.С. Белаковским, техническим руководителем проекта Е.П. Деминым и ответственным исполнителем эксперимента «Марс-500» А.В. Суворовым представили доклад «Эксперимент с 520-суточной изоляцией в гермообъеме: задачи, структура, предварительные итоги» и ответили на многочисленные вопросы.
В частности, на вопрос о наличии девушки-командира в составе экипажа 105-суточного эксперимента и об отсутствии женщин в 520-суточном эксперименте летчик-космонавт, доктор медицинских наук и научный руководитель проекта Б.В. Моруков ответил следующее: «Женщины могли бы стать участниками проекта «Марс-500» наравне с мужчинами, но им помешал психологический барьер. В нашем эксперименте не было ограничений для женщин, и были кандидаты-женщины, они участвовали в экспериментах, одна даже была командиром экипажа. Но для женщин есть определенный психологический барьер, – в основном, им трудно оставлять ту среду, в которой они находятся и которая для них привычна», Он заметил, что для полета в космос женщина должна быть высоким профессионалом, для которого не существует психологических барьеров, например, в ближайший год в полет готовится единственная участница сводного отряда космонавтов Елена Серова.
О наиболее заметных результатах журналу «Авиапанорама» в перерывах между секционными заседаниями рассказал ответственный исполнитель эксперимента доктор медицинских наук Александр Владимирович Суворов. По его словам, исследования с имитацией высадки на поверхность Марса помогли сделать очень важный вывод о том, что даже в отсутствие сильного ветра, скорость которого во время марсианской бури может достигать 100–200 км/ч и погубила не одну автоматическую межпланетную станцию СССР, космонавт затрачивает огромное количество энергии, чтобы удержаться на ногах и выполнить рабочие операции. Напряжение физиологических функций при работе в скафандре приближено к «субмаксимальным значениям» для высокотренированного спортсмена тяжелоатлета, т.е. «марсонавты» выложились на 70–80% своих физических возможностей. Очень хорошие результаты получили микробиологи, поставившие в «марсианский корабль» новые санитарно-гигиенические средства, каких еще не было у настоящих космонавтов. В частности, кроме использования влажных гигиенических салфеток, испытатели носили посеребренное белье. Кроме того, они пили «в полете» именные пробиотики, которые были выращены из их же собственной микрофлоры еще до старта. В результате данные таблетки или порошки помогали организму каждого из «марсонавтов» справляться с вредоносными микроорганизмами, вызывающими проблемы с пищеварением. Такая проблема, как правило, постоянно возникает в условиях длительной изоляции.
По словам Александра Владимировича, нехватка витаминов группы С и D из-за недостатка свежих растительных продуктов питания и естественного освещения Солнцем компенсировались выращенным собственными руками салатом и поливитаминами в таблетках. Разработанная в ИМБП система психологической поддержки, включающая в себя и переписку с родными, телеконференции и всевозможные виртуальные программы релаксации, очень помогала сохранить высокую мотивацию и психологический комфорт в течении длительной изоляции. Правда, иногда членам экипажа становилось скучно и тогда они играли в компьютерные игры – команда на команду. Любопытным оказалось психологическое взаимодействие между собой членов экипажа. Как известно, они все приехали из разных стран, и это вносило в эксперимент дополнительные сложности, например, из-за языковых барьеров и разницы в традициях и культуре, а также в особенностях западного и восточного типов мышления.
Группа психологов ИМБП, изучая совместно с канадскими, норвежскими, французскими и немецкими психологами динамику столь малой социальной группы, как экипаж из 6 человек выявила с помощью анализа личной переписки участников эксперимента характерную особенность российских участников эксперимента «Марс-500». В условиях изоляции они значимо меньше общались с внешним миром, чем европейские коллеги. Об этом свидетельствовали результаты сеансов связи «марсонавтов» и обмен по электронной почте. По словам ученых, такое поведение связано с тем, что круг заявленных респондентов общения у европейских участников эксперимента был намного шире, и переписка велась более интенсивно. Как сообщили ведущий специалист ИМБП, доктор психологических наук Вадим Гущин и психолог группы поддержки экипажа Ольга Шевченко: «Потоки информации европейских членов экипажа в разы превышали объемы информации остальных испытателей… Российские члены экипажа ограничили свой круг общения семьей и тремя–пятью друзьями и переписывались реже, не стремясь к расширению этого круга общения… та же тенденция отмечалась у китайского участника эксперимента, круг общения которого оставался стабильным в ходе всего эксперимента».
Многие исследования программы «Марс-500» оказались полезными и для «землян». Так, интересными оказались выводы по изучению влияния геомагнитной активности на человека. В те дни, когда Солнце устраивало на Земле магнитные бури, через двое-трое суток после солнечных вспышек у исследователей была возможность отследить при помощи ультразвуковых медицинских приборов изменения состояния «марсонавтов», в частности, скорости движения эритроцитов красной крови в капиллярных сосудах. Оказалось, что в дни с повышенной геомагнитной активностью cкорость кровотока в капиллярах была почти в два раза ниже, чем в магнитно спокойные дни. С этим были связаны головные боли и ухудшение самочувствия.
В любом случае, эксперимент, подобный «Марс-500», но уже с новыми задачами надо будет повторить уже в условиях невесомости, которую невозможно моделировать на наземном экспериментальном комплексе ИМБП, – такой вывод сделали ученые. Сейчас они совместно с Роскосмосом взяли курс на подготовку аналога на борту МКС. «Мы хотим повторить уже в невесомости все наши земные испытания, в частности, задержку связи с кораблем, – подтвердил Александр Владимирович Суворов. – А еще очень хотелось бы совершить революционную посадку наших испытателей на Землю, чтобы приземлившись, они, представив, что сели на марсианской поверхности, продолжили работать».
То же самое сообщили в интервью редактору журнала «Авиапанорама» ведущие специалисты ракетно-космической корпорации РКК «Энергия» летчик-космонавт Александр Павлович Александров, а также главный специалист РКК «Энергия», профессор Олег Семенович Цыганков. Россия реально может участвовать со своими технологиями в международных пилотируемых полетах к Марсу с высадкой космонавтов на поверхность планеты, но не ранее чем через 20 лет и только при условии выполнения в ближайшие десятилетия фундаментальной научно-исследовательской работы по моделированию всех элементов межпланетной экспедиции на борту лабораторного модуля российского сегмента МКС с участием космонавтов. Член-корреспондент РАН, летчик-космонавт Валентин Лебедев полагает, что в ходе моделирования межпланетного полета на околоземной орбите следует наращивать продолжительность пребывания в условиях невесомости свыше полугода до реального срока межпланетной экспедиции. В таком случае станет возможным проверить средства профилактики неблагоприятного воздействия микрогравитации и ионизирующей радиации, дать конструктивные решения по интерьеру, компоновке, системам жизнеобеспечения, управлению, обслуживанию, резервированию межпланетного экспедиционного комплекса, получить исходные данные по комплектации, весовым характеристикам оборудования, снаряжению и расходуемым материалам.
Параллельно изучить, как изменение условий в модуле по температуре, параметрам атмосферы, освещенности, цветовой гамме, характеру шумов, смене запахов влияет на самочувствие и работоспособность экипажа. Постановка такого эксперимента потребует от Роскосмоса минимальных затрат, так как при создании и оснащении лабораторного модуля будет использован проектный и технологический задел и уже имеющиеся средства подготовки экипажа. Сегодня создать на орбите иллюзию межпланетного полета возможностей вполне достаточно. Живя и работая по графику межпланетного полета, можно будет более реалистично, чем в эксперименте «Марс-500», оценить творческий потенциал экипажа, его способность к взаимозаменяемости, сохранению работоспособности, умению находить решения в сложных и непредвиденных ситуациях, понять достаточность снаряжения для жизни и поддержания систем корабля в рабочем состоянии.
При этом удастся выявить массу нестыковок и мелочей, не критичных в отдельности, но которые в совокупности со снижением навыков и усталостью экипажа могут привести к серьезным последствиям. Это позволит ответить на принципиальный вопрос межпланетной экспедиции, хватит ли сил у космонавтов после спуска с орбиты на Землю выполнить моделирование исследования поверхности Марса в облегченных скафандрах на специально оборудованном в районе посадки или в РКК «Энергия» марсодроме, и будут ли члены экипажа готовы после завершения внекорабельной деятельности вернуться во взлетно-посадочный комплекс, вновь подняться на орбиту, чтобы продолжить полет, имитирующий возвращение? Без такой проверки всех звеньев от членов экипажа, до конструкций корабля и наземного обеспечения идти в сверхдальний полет – авантюра. Как заявил летчик-космонавт Валентин Лебедев: «Только имитируя полет на орбите, можно выявить не только выносливых и технически грамотных, но и способных мыслить на уровне поставленных задач, строго следуя указаниям с Земли, уметь брать ответственность на себя. Разносторонне развитым людям легче создать атмосферу взаимообогащающих интересов, обеспечить устойчивое равновесие во взаимоотношениях, чтобы полет стал не только проверкой крепости их духа и нервов, а был наполнен работой одухотворенных людей, стремящихся реализовать идею полета, познанием непонятого и неизвестного, при этом ответив: в чем смысл таких путешествий и по силам ли человеку странствия в космосе.
Предлагаемый эксперимент позволит провести объективную ревизию располагаемых возможностей по всем составляющим обеспечения межпланетного полета, оценить творческий, ресурсный, кадровый потенциал. В процессе этой работы выявим множество проблем и нерешенных вопросов, с которыми не встречались, что откроет широкое поле деятельности для научных исследований, чтобы подойти к практической реализации такого проекта. Однако нельзя исключить, что при нынешних средствах доставки людей к другой планете можем получить и отрицательный вывод о способности людей к столь сложным дальним путешествиям, не говоря о их возможности принести сколь-нибудь значимые результаты. В отсутствии ясной перспективы развития нашей космонавтики, которая растеряла свои приоритеты, консолидированный дух творчества, уступила рынок пространственной информации, спутниковой навигации, большую часть науки в космосе, как в ближнем, так и в дальнем, эксперимент по моделированию межпланетного полета на орбите позволит обобщить огромный опыт пилотируемых полетов, которым располагает наша страна, привлечет внимание мировой общественности к проблемам полета на Марс, позволит России повысить свой статус на МКС, предложив международному сообществу историческую перспективу выхода из околоземного пространства через сплочение человечества в широкой кооперации государств».
Важным вопросом круглых столов стало совместное обсуждение с членами представительства NASA, в котором участвовал астронавт США, доктор медицины Майкл Барратт, главный представитель NASA в России Том Плам, соратник конструктора Вернера фон Брауна, доктор технических наук Джеско фон Путткамер, а также члены представительства Европейского космического агентства в России, предполагаемых вариантов сотрудничества на МКС с целью проведения перспективных научных проектов освоения космического пространства за пределами низкой околоземной орбиты для развития пилотируемой программы исследования дальнего космоса, за которую отвечает образованная пять лет назад Международная группа координации освоения космического пространства ISECG (International Space Exploration Coordination Group). Данная координационная группа создана с целью согласования планов беспилотных и пилотируемых полетов в дальний космос космическими агентствами США, России, ЕКА, Британии, Германии, Италии, Франции, Канады, Индии, Японии, Южной Кореи и Украины. В сентябре прошлого года она выпустила так называемую «глобальную дорожную карту» освоения космоса (Global Exploration Roadmap), в которой указаны осуществимые технически и приемлемые по политико-финансовым условиям шаги программы достижения Марса к середине XXI века.
На пути к Марсу специалисты США и Канады предлагают освоить следующие промежуточные ступени: посещение астероидов, сближающихся с Землей, или пилотируемые полеты по освоению Луны. Первый сценарий предусматривает осуществление пилотируемого полета к астероиду в 2028–2030 гг. Для этой цели ведется летная отработка американского сверхтяжелого носителя и корабля MPCV Orion и предполагается создание эпизодически посещаемой астронавтами станции в одной из точек либрации, например L1, расположенной между Землей и Луной, или в точке L2 над обратной стороной Луны. В обоих точках уравновешиваются силы тяготения системы двух небесных тел «Земля – Луна», т.е. вместо микрогравитации наступает фактическая невесомость. Расположение обитаемой станции в точке L2 предпочтительнее, т.к. оно обеспечит возможность дистанционного управления автоматами, работающими на обратной стороне Луны. Кроме того, на такой станции может размещаться высокоточная радиоаппаратура для астрономических наблюдений Земли, Солнца и дальнего космоса.
В настоящее время в США первый старт сверхтяжелой ракеты SLS планируется с задачей беспилотного облета Луны и приводнением «Ориона» в Тихом океане в 2017 г. В следующем полете аналогичную миссию предстоит выполнить экипажу из четырех астронавтов в 2019 г. При наличии дополнительного финансирования возможно создание в дальнем космосе обитаемой станции Deep Space Habitat и осуществление еще трех полетов к ней корабля «Орион» (одного беспилотного и двух пилотируемых). Первому экипажу предстоит кратковременное пребывание на борту обитаемой станции, второй должен оставаться на ней длительное время. Обитаемая станция в дальнем космосе будет использоваться для отработки мер защиты экипажа в условиях длительного пребывания за пределами радиационных поясов Земли, защищающих человечество от галактического космического излучения.
При возвращении с обитаемой станции в беспилотном полете корабля «Орион» предполагается продемонстрировать способность капсулы корабля выдержать вход в атмосферу Земли со второй космической скоростью (ранее продемонстрированную для советских беспилотных кораблей 7К-Л1 в программе «Зонд» по облету Луны в автоматическом режиме). Впоследствии обитаемая станция будет перестраиваться в промежуточную базу и хранилище запасов компонентов ракетного топлива для полетов к астероидам, и сможет стать местом сборки и заправки пилотируемого комплекса для полета к Марсу. К созданию и использованию этой станции предполагается привлечь зарубежных партнеров, участвующих в настоящее время в программе МКС, а также коммерческие фирмы и научные круги.
При обсуждении этих международных программ кооперации представители Роскосмоса хотят договориться с NASA и Европейским космическим агентством о подготовке эксперимента по моделированию межпланетного полета «Марс-500» в условиях орбитального полета на МКС. Готовность к такому полету возможна уже в 2017–2018 гг. Как заявил руководитель представительства NASA в России Том Плам и руководитель программы МКС в NASA Майкл Саффредини, провести такой космический эксперимент желательно «до окончания планового срока работы МКС», то есть до 2020 г. В этих целях готовится запуск российского многоцелевого лабораторного модуля (МЛМ) «Наука» к МКС точно по графику в 2013 г. Изначально запуск МЛМ был запланирован на первую половину 2011 г., однако затем этот срок несколько раз переносился из-за недостаточного финансирования производства.
В перерыве между симпозиумами журналу «Авиапанорама» дали интервью участники эксперимента – командир экипажа «Марс-500» Алексей Ситёв и участник двух высадок на поверхность марсодрома Диего Урбина. На вопрос о дальнейшем участии в моделирующих полет наземных экспериментах оба ответили отрицательно, несмотря на то, что уже успели отдохнуть. Слишком сложно расставаться с близкими на столь продолжительное время. На вопрос, как участники оценивают тяжесть работы в экспериментальном скафандре «Орлан-Э» для высадки на Марс, Алексей Ситёв неожиданно захотел испытать его в деле, т.к. по профессиональному долгу он водолаз и готовит космонавтов к полету в гидролаборатории ЦПК им. Ю.А. Гагарина. «Скафандр – это родное», – сказал он и готов поучаствовать в его испытаниях и на Земле, и в космосе. Диего Урбино отметил, что работать в скафандре и тяжело, и волнительно. Поэтому надо много тренироваться, чтобы освоить такую технику. Готов приехать на НПП «Звезда», где создаются космические скафандры, чтобы поучиться и потренироваться. Он также хотел бы полететь и выйти в открытый космос, высадиться на астероид или на Луну. Надеется, что доживет до первой марсианской экспедиции и поучаствует в ней, если позволит здоровье.

Эксперимент стартовал 3 июня 2010 и был завершен 4 ноября 2011 г. Международный экипаж возглавлял россиянин сотрудник ЦПК им. Ю.А. Гагарина, водолаз Алексей Ситёв, врачом был сотрудник центра сердечно-сосудистой хирургии им. Бакулева Сухроб Камолов, космонавтом-исследователем – капитан медицинской службы, врач общей практики Александр Смолеевский. Бортинженером экипажа был Ромэн Шарль из Франции, а итальянцу Диего Урбина и китайцу Ванг Юэ были отведены специальности исследователей («Авиапанорама» №№ 3, 5, 6-2010, 1 и 2-2011). Эксперимент включал 106 российских и зарубежных научных исследований по следующим направлениям: клинико-физиологические и физиологические исследования (17 отечественных и 9 зарубежных), психологические и писхофизиологические тесты (16 и 1 соответственно); биохимические, иммунологические и биологические исследования (24 и 10); санитарно-гигиенические и микробиологические исследования (7 и 1); операционно-технологические эксперименты (10 и 1). 245 суток занимала имитация полета к Марсу, 30 суток высадка на планету с тремя эпизодами внекорабельной деятельности трех из 6 членов экипажа на поверхности и еще 245 суток – возвращение на Землю. Еще полгода ученые потратили на обработку данных исследований, а итоги подвели в конце апреля 2012 г.

1 Комментарий для «Научные бриллианты» «Марс-500»

  1. Статья любопытная, но нет обзора секционных заседаний, а их было 9.
    1. Так и не ясно будет ли продолжение эксперимента в космическом полете на околоземной орбите?
    2. Почему нет интервью с космонавтом Валерием Поляковым, который экспериментально обосновал своим 437-суточным полетом на станции «Мир» принципиальную возможность марсианской экспедиции и доказал вероятность успешного возвращения на Землю по-крайней мере одного работоспособногно члена экипажа, а именно врача-космонавта.
    3. Хотелось бы прочитать продолжение этого материала в части касающейся моделирвания высадки на поверхность планеты, особенно, по вопросам тренировок экипажей к высадке и по конструкции экспериментального скафандра. Почему он такой легкий? Как работает его система обеспечения жизнедеятельности?
    Спасибо за статьтю, но надеюсь, что в следующих номерах появятся более подробные публикации по проблемам межпланетной экспедиции,

Написать ответ

Выш Mail не будет опубликован


*


Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика