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.

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: