| Experiment | |
| Informatii generale | |
|---|---|
| Nume | Marte-500 |
| Scopul experimentului | Simulare de zbor spre Marte |
| Cheltuirea timpului | noiembrie 2007 până în noiembrie 2011 |
| membrii echipajului | 6 persoane |
| stare | terminat |
| Client | Roscosmos și Academia Rusă de Științe |
| Membrii | Roscosmos , ESA |
| Predecesor | Simularea zborului echipajului internațional pe stația spațială |
| Succesor | Luna 2015 |
„Mars-500” este un experiment de simulare a unui zbor cu echipaj uman către Marte , realizat de Rusia cu o largă participare internațională [1] . Experimentul a fost realizat sub auspiciile lui Roscosmos și al Academiei Ruse de Științe [1] . Principalul partener internațional al proiectului este Agenția Spațială Europeană [1] . În timpul experimentului, șase voluntari au fost într-un complex închis timp de 520 de zile [2] . Experimentul a fost cât se poate de aproape de un zbor cu echipaj real către Marte cu întoarcere pe Pământ [1] . Proiectul a fost implementat de Institutul de Probleme Biomedicale al Academiei Ruse de Științein Moscova. Costul proiectului este estimat la 15 milioane de dolari SUA [3] . Primele două faze ale proiectului (14 și 105 zile de izolare) au fost finalizate cu succes până la jumătatea anului 2010. Implementarea celei de-a treia etape (de fapt „zbor”) a început pe 3 iunie 2010 și s-a finalizat cu succes la 4 noiembrie 2011 [4] . Directorul proiectului este cosmonaut-pilot al Federației Ruse Boris Morukov .
Un zbor cu echipaj uman către Marte ar trebui să aibă loc în prima jumătate a secolului XXI . O astfel de misiune necesită costuri financiare uriașe și este împovărată cu mari probleme tehnice, deoarece va dura mai mult de un an din cauza distanței mari dintre Pământ și Marte (de la 55 la 400 de milioane de kilometri). Un aspect inevitabil al misiunii este că echipa de 6 astronauți trebuie să locuiască în orice moment într-un spațiu închis. Acest lucru poate duce rapid la tensiuni în cadrul echipei, mai ales că munca tehnică de rutină care va veni pe parcursul întregului zbor și plictiseala pot deveni probleme serioase.
Scopul principal al proiectului este de a colecta date privind starea de sănătate a membrilor echipei și performanța acestora prin simularea principalelor caracteristici ale unui zbor cu echipaj cu echipaj către Marte, precum durată lungă, autonomie, condiții neobișnuite de comunicare cu Pământul - întârziere de comunicare, limitată. resurse și să determine dacă un astfel de zbor este posibil, pe baza capacităților corpului uman [5] .
Prima etapă a proiectului, cu o durată de 14 zile, a fost realizată în două module ale complexului medical și tehnic - un modul rezidențial EU-150 cu un volum de 150 m³ și un modul medical EU-100 cu un volum de 100 m³. Etapa sa încheiat în noiembrie 2007 .
Scopul acestei etape a fost verificarea conformității caracteristicilor tehnice și operaționale ale sistemelor modulare în care trebuia să locuiască echipajul, pentru a evalua confortul și mentenabilitatea acestora.
Rezultatul a arătat că modulele îndeplinesc toate cerințele necesare [6] .
Voluntarii au trebuit să petreacă 14 zile în izolare.
Echipajul era format din 6 persoane.
A doua etapă a proiectului, cu o durată de 105 zile, a fost realizată în perioada 31 martie – 14 iulie 2009 .
Etapa a fost necesară pentru obținerea de informații științifice și tehnice și analizarea acestora pentru a organiza cea mai optimă și eficientă etapă principală a proiectului.
Principalele sarcini care trebuiau rezolvate de cercetători în această etapă au fost: studierea caracteristicilor adaptării fiziologice și psihologice a membrilor echipajului în condiții de existență autonomă, studierea interacțiunii echipajului cu angajații centrului de control, luarea ținând cont de întârzierea comunicării, și altele [7] .
Pe 5 martie 2010, IBMP a publicat rezultatele unei izolări de 105 zile [8] [9] .
A treia și ultima etapă a proiectului cu o durată de 520 de zile a fost realizată în perioada 3 iunie 2010 până în noiembrie 2011 [5] . În această etapă, a fost realizat un studiu al interacțiunii „om – mediu” și culegerea de informații despre starea de sănătate și performanța echipajului, în condiții apropiate de zborul marțian : durată mare de ședere într-un spațiu restrâns, autonomie, comunicarea cu Pământul cu o întârziere semnificativă, resurse limitate. De asemenea, s-au realizat dezvoltarea tehnologiilor de suport medical pentru astronauți pentru zboruri interplanetare și evaluarea posibilității tehnologiilor, sistemelor și mijloacelor moderne de susținere a vieții și protecției umane [10] . În această etapă, au fost efectuate trei ieșiri către suprafața marțiană simulată.
Pentru a oferi sprijin psihologic echipei, a avut loc un turneu de șah între echipajul „marțian” și fostul campion mondial la șah Anatoly Karpov [8] .
Compoziția echipajului pentru izolare de 520 de zile
Din Rusia:
1. Sitev Alexey Sergeevich - comandant de echipaj
2. Kamolov Sukhrob Rustamovici - medic de echipaj
3. Smoleevsky Alexander Egorovich - cercetător
De la Agenția Spațială Europeană:
4. Romain Charles - inginer de zbor
5. Diego Urbina - Explorator
Din China Cosmonaut Training Center:
6. Wang Yue - Explorator
Pe 12 februarie 2011, echipajul a fost împărțit în două echipe: Alexei Sitev, Sukhrob Kamolov și Romain Charles au rămas în „navă”. Alexander Smoleevsky, Diego Urbina și Wang Yue s-au mutat la „aterizare” în care au fost efectuate experimente legate de aterizarea pe Marte [11] [12] .
Pe 14 februarie 2011 la ora 13:00 ora Moscovei a avut loc primul acces la suprafața simulată a lui Marte [13] . Participanții au purtat steaguri ale Rusiei, Chinei și Agenției Spațiale Europene , apoi au citit un salut în rusă și engleză și au colectat mostre de particule de la suprafață într-o capsulă, plasându-le într-un recipient special. De asemenea, astronauții au adunat pietre și pământ din aceleași locuri. Durata șederii pe „suprafața lui Marte” a fost de aproximativ 1,5 ore.
Pe 18 februarie 2011, a avut loc a doua abordare a simulatorului de suprafață marțian. La ea au participat doi cosmonauți : rusul Alexander Smoleevsky și chinezul Wang Yue. Au citit un salut în rusă și chineză. Apoi, cosmonauții au efectuat lucrările necesare cu mica stație marțiană, au prelevat mostre de sol și pietre afânate și au căutat anomalii folosind un magnetometru . Activitățile astronauților au fost transmise în direct la Centrul de Control al Misiunii al Institutului Central de Cercetare de Inginerie Mecanică de la Institutul de Probleme Biomedicale al Academiei Ruse de Științe , unde se desfășoară experimentul [14] .
A treia, ultima ieșire pe „suprafața lui Marte” a avut loc pe 22 februarie 2011 . Rusul Alexander Smoleevsky și italianul Diego Urbina au ieșit la suprafață. La ieșire au fost prelevate probe de rocă. Cosmonauții au rezolvat și o situație de urgență, în care Diego Urbina s-a împiedicat de un bolovan și a căzut, iar Alexander Smoleevsky a trebuit să-l ajute să se ridice [15] .
Pe 4 noiembrie 2011, izolarea de 520 de zile a fost finalizată cu succes, iar echipajul a părăsit complexul experimental [16] . Timp de trei zile au fost în modul de observație. Pe 8 noiembrie, agenția RIA Novosti a găzduit prima conferință de presă cu echipa de proiect [17] .
În timpul proiectului, au fost implementate experimente suplimentare, numite satelit, care au ca scop studierea efectelor radiațiilor , prevenirea efectelor imponderabilitatii , efectele atmosferei ignifuge a navei și altele.
Şederea prelungită într-un complex izolat sub influenţa diverşilor factori de stres poate afecta foarte mult organismul, în special viabilitatea şi mecanismele de reglare. Pentru a analiza corect datele științifice despre starea echipei de subiecți de testare Mars-500 pe parcursul unui an și jumătate de existență la NEC, s-au efectuat experimente de control în care aceleași loturi s-au aflat în condiții naturale, ținând cont diverși factori de mediu - climatici, geografici, industriali și sociali. Numai în acest fel pot fi elaborate criterii de evaluare a stării de sănătate și a riscului de apariție a bolilor la oameni.
Experimentele de cardiologie au ca scop studierea dinamicii schimbărilor stării de sănătate pe o perioadă lungă de timp, influența factorilor de mediu asupra acesteia și crearea de criterii pentru evaluarea riscului individual de a dezvolta boli. Pentru aceasta, au fost create grupuri de voluntari din întreaga lume cu sănătate excelentă. Voluntarii au fost examinați cu același echipament și aceleași metode ca subiecții din proiectul Mars-500. Apoi au fost studiate aceste grupuri de voluntari, iar rezultatele au fost comparate cu rezultatele studiului grupului de teste de referință „Mars-500”, care se afla într-o cameră termică în condiții standard.
Aceste studii sunt importante nu numai pentru dezvoltarea medicinei spațiale , ci și pentru dezvoltarea asistenței medicale în Rusia . Acestea au ca scop menținerea sănătății populației active și longevitatea profesională. Pe parcursul desfășurării experimentelor cardiace, vor fi dezvoltate noi metodologii și tehnologii pentru diagnosticarea stărilor prenosologice . Este de așteptat ca noi metode să fie introduse în sistemul de sănătate atunci când se iau măsuri înainte de debutul bolii. Studiul stărilor prenosologice este deosebit de necesar pentru cosmonauți, deoarece aceștia sunt supuși unor sarcini constante de stres.
Pe parcursul fazei de 105 zile, au fost recrutate grupuri mari de voluntari pentru a-i selecta pe cei care au îndeplinit criteriile unei persoane practic sănătoase pentru comparare cu un grup de referință studiat pe o perioadă lungă de timp într-o cameră termică. În paralel, astfel de experimente au fost efectuate la Moscova , în regiunea centrală a Rusiei, în Caucaz , în nordul Rusiei, în Orientul Îndepărtat , precum și în Belarus , Kazahstan , Republica Cehă , Germania și Canada .
Program de studii:
La măsurarea tuturor parametrilor, a fost utilizat complexul hardware-software „Ekosan-2007”. Același lucru a fost aplicat pentru etapa de 520 de zile. În viitor, astfel de complexe vor deveni dispozitive medicale multiparametrice, multifuncționale pentru persoanele a căror muncă este stresantă. Anterior, Ecosan-2007 a fost testat pe șoferi de autobuz și piloți [18] .
După cum se știe, în timpul șederii lungi a unei persoane în imponderabilitate, el dezvoltă tulburări hipocinetice. Pentru a studia acest fenomen, Institutul de Probleme Biomedicale desfășoară de mulți ani cercetări în acest domeniu, ceea ce a făcut posibilă realizarea unui tablou detaliat al tulburărilor hipocinetice. Rezultatele experimentelor arată că principalul motiv pentru dezvoltarea tulburărilor este o schimbare a activității mecanismelor dependente de gravitație, care sunt responsabile de activitatea motorie atunci când gravitația afectează corpul. Schimbările încep să apară din cauza unei încălcări a activității coordonate a sistemelor senzoriale , în special, de susținere și proprioceptive.
Datele obținute în timpul experimentelor dau motive să credem că aferentația de sprijin la om joacă rolul unui mecanism de activare și reglare a activității sistemului postural-tonic și, de asemenea, că descărcarea de sprijin este cauza modificărilor fiziologice și morfologice care sunt comune în condiţii de imponderabilitate şi microgravitaţie .
Scopul principal al experimentelor de imersie este de a studia impactul descărcării suportului asupra mecanismelor de implementare a semnalelor de sprijin (spinal, supraspinal) și a stării mecanismelor centrale ale sistemelor de control al mișcării [19] .
Pe parcursul întregului zbor, există riscul unui incendiu în nava spațială. Argonul va fi probabil folosit pentru a minimiza acest risc . Cu ajutorul argonului , este posibil să se reducă semnificativ concentrația de oxigen din atmosfera unei nave spațiale fără a dăuna echipajului și să se creeze un așa-numit mediu hipoxic.
Din 1996 până în 2003 _ IBMP RAS a efectuat cercetări privind expunerea umană la medii normoxice și hipoxice constând din oxigen , azot și argon , care au arătat siguranța șederii pe termen lung într-un mediu normoxic și o adaptare îmbunătățită a organismului datorită argonului la hipoxie într-un mediu hipoxic. În 1996, timp de 7 zile, un grup de subiecți experimentali s-a aflat la o presiune de 10 metri de coloană de apă într-un mediu normoxic cu un conținut de oxigen de 10% (restul este un amestec de azot-argon). Activitatea mentală și fizică pe parcursul întregului experiment a rămas la un nivel normal. Când oxigenul a fost redus la 7,5% cu adăugarea de argon, s- a observat o îmbunătățire a adaptării la hipoxie . În 1999, subiecții au petrecut 18 zile la o presiune de 5 m de apă. Artă. într-un mediu normoxic și fără deficiențe psihice și fizice. În prezent, un amestec format din 14% oxigen , 53% azot și 33% argon este recunoscut pentru utilizare practică sigură . Un experiment de trei zile realizat în 2003 , la o presiune de 5 m de apă. Artă. cu 10% conținut de oxigen a relevat o creștere a activității mentale și fizice, a atenției și a cantității de memorie pe termen scurt a unei persoane.
Toate aceste studii vorbesc în favoarea posibilității aplicării sale pentru a crea un mediu ignifug pe o navă spațială cu echipaj , deși numărul acestor studii nu este suficient pentru a face o evaluare statistică.
Experimentele hiperbarice completează cunoștințele despre efectul unui amestec ignifug de oxigen-azot-argon asupra corpului uman cu ajutorul unei evaluări cuprinzătoare a stării corpului subiectului testat pe durata unei șederi lungi într-un amestec ignifug. Voluntarilor li s-a determinat nivelul de performanță mentală și fizică, au evaluat starea sistemului cardiorespirator, parametrii hematologici, metabolici și imunologici din sânge, precum și studii microbiologice și studii care ar îmbunătăți sistemele de susținere a vieții existente. .
Pentru a evita expunerea combinată (cronică și acută) în timpul unui zbor către Marte , este necesar să se creeze un model de predicție a riscului de radiații. Modelul ar trebui să descrie probabilitatea de apariție a bolii de radiații în funcție de doza totală primită, scăderea performanței cauzată de o reacție acută a organismului și posibila scădere a rezistenței globale la influența factorilor de zbor interplanetari. Este posibil să se creeze un astfel de model prin studierea efectului radiațiilor asupra unui organism viu pe o perioadă lungă de timp.
Experimentele radiologice sunt efectuate pentru a studia reacțiile radiobiologice ale principalelor sisteme de reglare ale organismului ( nervos , endocrin , imunitar , cardiovascular , hematopoietic ), precum și răspunsul spermato- și citogenetic la iradiere și analiza efectelor întârziate ale iradiere (durata de viata si carcinogeneza ). Au fost selectați ca subiecți experimentali masculi de maimuță rhesus cu vârsta cuprinsă între 3-5 ani . Acestea sunt împărțite în grupuri de câte 10-15 maimuțe fiecare. Experimentele sunt organizate în așa fel încât să imite expunerea reală a astronauților în timpul unui zbor către Marte , inclusiv fazele acute și cronice ale bolii. Sursa de radiație folosită în aceste experimente este 137 Cs .
Printre experimentele spațiale din secțiunea medicală și biologică a „Programului pe termen lung de cercetare științifică și aplicată și experimente planificate pe segmentul rusesc al ISS”, este planificat și pus în funcțiune experimentul Splanch: „Studiul structurii și starea funcțională a diferitelor secțiuni ale tractului gastrointestinal pentru a identifica modificările specifice ale sistemului digestiv în timpul zborului în spațiu” [20] În cadrul proiectului „Mars-500”, echipajul efectuează electrogastroenterografie de 24 de ore - studii ale activității electrice al tractului digestiv uman folosind gastroenterograful Splanch-1 - un dispozitiv de bord dezvoltat de Institutul de Probleme Biomedicale al Academiei Ruse de Științe cu participarea NPP „ Istok-System ” pe baza electrogastroenterografului disponibil comercial „Gastroscan-GEM”. „ [21] [22] .
Complexul medical și tehnic a fost creat pentru a desfășura experimente de simulare a zborurilor spațiale, cât mai apropiate de cele reale, cu o durată de cel puțin 500 de zile cu un echipaj de 4-6 persoane.
Complexul include mai multe instalații experimentale (UE):
| Izolarea echipajului de 14 zile [24] | Anul nasterii | Profesie |
|---|---|---|
| Ryazansky Sergey (comandantul echipajului) | 1974 | Cosmonaut -cercetător |
| Artamonov Anton | 1982 | Fizician , inginer software la IBMP RAS |
| Kovalev Alexandru | 1982 | Inginer , lucrează în laboratorul de telemedicină IBMP |
| Portul de agrement Tugusheva | 1983 | Biolog , cercetător la IBMP |
| Perfilov Dmitri | 1975 | Medic , lucrează în laboratorul de telemedicină IBMP |
| Artemiev Oleg | 1970 | Inginer la RSC Energia |
| Izolarea echipajului 105 zile [25] | ||
| Ryazansky Serghei Nikolaevici | 1974 | Cosmonaut -cercetător |
| Artemiev Oleg Germanovici | 1970 [26] | Testează cosmonaut |
| Shpakov Alexey Vasilyevich [27] | 1983 [28] | Specialist în cultură fizică și sport |
| Baranov Alexey Viktorovici | 1976 [29] | Urolog , oncolog _ |
| Cyrille Fournier ( fr. Cyrille Fournier ) | 1969 [30] | Pilot de transport aerian comercial Air France , în prezent căpitan al unui Airbus A320 |
| Oliver Knickel ( germană: Oliver Knickel ) | 1980 [31] | Inginer militar în Bundeswehr |
| Izolarea echipajului 520 de zile [32] | ||
| Sitev Alexey Sergeevich (comandantul echipajului) | 1972 | inginer constructor naval |
| Kamolov Sukhrob Rustamovici | 1973 | Chirurg |
| Smoleevsky Alexander Egorovici | 1978 | Medic militar, medic generalist, fiziolog |
| Romain Charles ( fr. Romain Charles ) | 1979 | Inginer |
| Diego Urbina ( italiană: Diego Urbina ) | 1983 | Inginer |
| Wang Yue ( chineză 王玥) | 1983 | Asistent didactic astronaut |
Principalele cerințe pentru voluntari au fost următoarele [33] :
Pentru a efectua un experiment de 520 de zile, înainte de lansare, din lista de candidați au fost selectate 6 persoane, care alcătuiau echipajul „zborului marțian” [34] .
Candidați:
În perioada 10-11 martie 2010, 11 candidați au urmat antrenament de supraviețuire. Au fost împărțiți în două grupuri de 5 și 6 persoane. În primul, comandantul echipajului a fost un inginer de testare de frunte de la TsPK im. Gagarin Boris Egorov, în al doilea - inspector-scafandru senior al TsPK im. Gagarin Mihail Sinelnikov [8] .
Partenerii și experții proiectului internațional „Mars-500” de la Centrul pentru Drepturile Omului din Moscova au criticat izolarea între persoane de același sex a participanților la experimentul pentru a simula zborul și colonizarea planetei roșii, spunând într-un interviu pentru ziarul britanic „ Daily Mail „că discriminarea de gen pe Marte a avut loc chiar înainte, așa cum un picior de om a pus piciorul pe planetă.
Directorul general al CIO, avocatul Mikhail Salkin a spus: „Lipsa femeilor în proiect demonstrează încă o dată prezența vechilor stereotipuri de gen pe Pământ”, ceea ce va distorsiona rezultatele cercetării biomedicale, afectând negativ caracterul complet al tabloului științific. a experimentului. Yegor Rozenkov, directorul general adjunct pentru dezvoltare și știință al Centrului pentru Drepturile Omului din Moscova, a avertizat, la rândul său, despre posibila apariție a „patologiilor sociale care se dezvoltă în grupuri izolate masculine: închisori, armata sau o școală închisă”, atrăgând atenția asupra apariția probabilă a inversiunii sexuale, care poate fi o consecință a izolării între persoane de același sex: „Din punctul de vedere al sănătății și confortului psihologic al echipajului, ar fi o mare greșeală să „trimiți” nu un mixt, ci exclusiv masculin echipaj”, a spus specialistul.
Ca răspuns la critici, directorul adjunct al experimentului Mars-500, Mark Belakovsky de la Institutul de Probleme Biomedicale al Academiei Ruse de Științe , a explicat că nu a existat nicio discriminare împotriva femeilor în timpul selecției: „Ele [femeile] pur și simplu au făcut-o. nu câștigă această selecție. Regulile erau aceleași, egale pentru toți cei care doreau să se alăture proiectului nostru, dar fetele pur și simplu nu au trecut testul.” Cu toate acestea, o sursă anonimă de la Roskosmos a spus unui corespondent britanic: „Doar că nu vrem să punem în pericol experimentul cu tensiuni între sexe”, dar a asigurat că femeile vor fi probabil incluse în noul echipaj în următorul experiment de simulare pe Marte [38]. ] .
Potrivit pilotului-cosmonaut al URSS Valentin Lebedev , astfel de experimente sunt inutile, deoarece condițiile acestor experimente sunt prea departe de un zbor interplanetar real. El subliniază că orice participant în orice moment poate refuza participarea ulterioară și poate părăsi complexul, spre deosebire de zborul efectiv către Marte [39] .
Membru corespondent al Academiei Ruse de Științe, Yuri Karash, a scris într-un articol din Nezavisimaya Gazeta că zborul „poate fi justificat doar în măsura în care Rusia ar stabili cu adevărat sarcina de a zbura pe Marte”. Dar din moment ce Roscosmos nu are încă astfel de planuri, nu există nicio justificare pentru acest zbor [1] .
În august 2015, o echipă NASA a început să efectueze un experiment similar pentru a supraviețui în condiții similare unui zbor către Marte. O echipă de șase oameni a petrecut un an complet izolat de lumea exterioară într-un complex special de pe versantul vulcanului adormit Mauna Loa din Insulele Hawaii. Echipa experimentală a fost formată din trei bărbați și trei femei [40] . Experimentul s-a încheiat pe 28 august 2016 [41] .
Luna-2015 este un experiment de simulare a unui zbor cu echipaj uman către Lună , realizat de Rusia în perioada 27 octombrie - 4 noiembrie 2015. [42]