Проект марс 500 кратко

Обновлено: 02.07.2024

Марс-500 - эксперимент по имитации пилотируемого полёта на Марс, проведённый Институтом медико-биологических проблем Российской академии наук, под эгидой Роскосмоса и с участием Европейского космического агентства. Проект прошел в три этапа и был максимально приближен к реальному пилотируемому полёту на Марс с возвращением на Землю. Участники, во время эксперимента, находились в специально Медико-техническом экспериментальном комплексе.

Моруков Борис Владимирович - Директор проекта

Демин Евгений Павлович - Заместитель директора проекта по техническим вопросам

Белаковский Марк Самуилович - Заместитель директора проекта, главный менеджер

Экипаж 14-суточной изоляции, ноябрь 2007 года:

Рязанский Сергей - Командир экипажа, космонавт
Артамонов Антон - Инженер-программист ИМБП РАН
Ковалев Александр - Инженер
Тугушева Марина - Биолог, научный сотрудник ИМБП
Перфилов Дмитрий - Врач
Артемьев Олег - Космонавт

Экипаж 105-суточной изоляции, 31 марта - 14 июля 2009 года:

Экипаж 520-суточной изоляции, 3 июня 2010 - 4 ноября 2011 года:

Ситёв Алексей - Командир экипажа, инженер-кораблестроитель
Камолов Сухроб - Хирург
Смолеевский Александр - Военный врач
Ромен Шарль - Инженер, Франция
Диего Урбина - Инженер, Италия
Китай Ван Юэ - Ассистент преподавателя для космонавтов, Китай

Модуль ЭУ-50:

Объём модуля - 50 м3. Используется для имитации посадочного марсианского модуля. Модуль рассчитан на 2-3-месячное пребывание 3 человек.

- жилой отсек с 3 спальными местами и рабочей зоной
- кухня
- санузел
- два переходных шлюза с люками для перехода в модуль ЭУ-150 и в шлюзовую камеру имитатора марсианской поверхности
- системы обеспечения жизнедеятельности

Модуль ЭУ-100:

Объём модуля - 100 м3. Используется для проведения медицинских и психологических экспериментов.

- жилой отсек с 2 спальными местами и рабочей зоной
- кухня-столовая
- санузел
- рабочие места с размещённой на них медицинской аппаратурой
- переходной шлюз с люками, которые соединены с модулем ЭУ-150
- герметичная дверь в торце модуля и аварийный люк в противоположном торце модуля
- системы обеспечения жизнедеятельности

Модуль ЭУ-150:

Объём модуля - 150 м3. Используется для проживания 6 человек.

- 6 индивидуальных кают
- кают-компания для отдыха и общих сборов
- кухня
- санузел
- главный пульт управления
- три переходных шлюза с люками:
торцевой для перехода в модуль ЭУ-50
торцевой для перехода в модуль ЭУ-100
боковой для перехода в модуль ЭУ-250
- системы обеспечения жизнедеятельности

Модуль ЭУ-250:

Объём модуля - 250 м3. Используется для хранения продовольственных запасов, размещения экспериментальной оранжереи, одноразовой посуды, одежды и прочее.

- холодильная камера для хранения пищевых продуктов
- хранилище со стеллажами для хранения продовольственных запасов, которые не требуют особых условий хранения, и для хранения одноразовой посуды и одежды
- помещение экспериментальной оранжереи
- тренажёрный зал
- шлюзовая камера для удаления отходов
- три герметичные двери - одна для соединения модуля со шлюзовым переходом в модуль ЭУ-150, две герметичные двери с металлическими лестницами в торцах модуля для предстартовой загрузки запаса продовольствия
- системы обеспечения жизнедеятельности
- санузел
- душевая кабина

Объём модуля - 1200 м3. Используется для имитации марсианской поверхности.

- имитатор марсианской поверхности, представляющий из себя негерметичный отсек, использующийся для пребывания экипажа в скафандрах, изолирующих от внешней среды

- герметичные лестница и кессон, разделяющие модуль ИМП и модуль ЭУ-50, и имеющий кладовую для хранения скафандров, гардероб и переходной шлюз

Марс

Условное путешествие

В несколько этапов

На 14-суточном первом этапе экипаж из 6 добровольцев (включая одну женщину) был изолирован в комплексе из двух – жилого и медицинского – модулей общим объёмом 250 м³. Целью данного мероприятия была проверка удобства использования и ремонтопригодности систем модулей, их эксплуатационно-технических характеристик. Также важным фактором была оценка условий проживания экипажа.

особенности психофизиологической адаптации добровольцев к условиям полной изолированности;
взаимодействие с ЦУП;
проверка жизнедеятельности членов экипажа в ограничениях, смоделированных под условия экспедиции на Марс.

Командир Алексей Ситев.
Врач-хирург Сухроб Камолов.
Исследователь Александр Смолеевский.
Бортинженер Роман Шарль.
Исследователь Диего Урбина.
Исследователь Ван Юэ.

Полёт, посадка и снова полёт

В рамках эксперимента осуществлялись условные:

перелёт к Марсу;
выход на орбиту Красной планеты;
высадка специального модуля;
работа на поверхности планеты;
возвращение на корабль;
полет-возвращение на Землю.

Первую имитацию посадки на марсианскую поверхность осуществила команда исследователей с Александром Смолеевским, Диего Урбиной и Ваном Юэ в составе. Условное приземление на планету, смоделированное с помощью посадочного модуля, состоялось 12 февраля 2011 года.

22 февраля 2011 года, выйдя на условную поверхность в третий раз, команда исследователей взяли образцы скальных пород и отработали возможную нештатную ситуацию: падение после столкновения с камнем одного члена команды и оказание ему помощь другим.

О поставленных экспериментах

1. Психология:

проблемы поддержания здорового психоэмоционального состояния членов экипажа, их общей и профессиональной работоспособности;
эффективное внутригрупповое взаимодействие (с учётом фактора мультикультурности);
взаимодействие экипажа с Центром управления полётами в условиях сверхдлительной автономности межпланетного полёта и при увеличивающихся интервалах задержки связи.

2. Исследования клинические и в рамках лабораторной диагностики:

слежение за динамическим изменением состояния органов и тканей, а также протеканием обменных процессов;
изучение системы крови (состава, морфологии, свёртывания);
анализы жидкостей организма с выявлением наличия биологически активных веществ, гормонов и ферментных систем;
анализ данных о протекании процессов обмена веществ – белкового, электролитного, жирового и углеводного;
изучение нейроэндокринной регуляции;
оценка работы иммунной системы, деятельности ЖКТ и мочевыделительной системы, микробиологии организма.

4. Санитарно-гигиенические и микробиологические исследования. В рамках этого раздела изучалась динамика условий среды обитания, в которой пребывали члены экипажа, и анализировались цикличные изменения её характеристик (токсикологических и гигиенических).

Данный проект был осуществлён при прямом сотрудничестве с Институтом медико-биологических проблем РАН в Москве. Затраты проекта оцениваются в 15-16 миллионов долларов.

Благодаря достижениям человека в научной сфере, по оценкам экспертов, человек совершит первый полёт к Марсу уже в первой половине XXI столетия. Однако, проект по пилотированию, и дальнейшему освоению/колонизации почти пригодной для жизни "планеты-соседа Земли" оценивается в десятки миллиардов долларов. Ключевую роль в образовании такой цены играет расстояние между Землёй и Марсом- 55-400 миллионов км. Полёт на Марс может занять больше года, что может вызвать серьёзные проблемы как психологические, так и физические у членов команды.

Эксперимент по психосоциальной изоляции, проведенный с 2007 по 2011 год Россией, Европейским космическим агентством и Китаем.

Трехмерный план российского МАРС-500 комплекс, используемый для наземных экспериментов, которые дополняют МКС-препараты к человеческая миссия на Марс

В Марс-500 миссия была психосоциальный изоляция эксперимент, проведенный в период с 2007 по 2011 год Россией, Европейское космическое агентство и Китай, в рамках подготовки к неизвестному будущему пилотируемому космическому полету на планету. Марс. [1] Экспериментальная установка располагалась на Российская Академия Наук' Институт медико-биологических проблем (ИМБП) в Москва, Россия. [1]

В период с 2007 по 2011 год три разных экипажа добровольцев жили и работали на макете космического корабля в ИМБП. Заключительный этап эксперимента, имитирующий 520-дневную экспедицию с экипажем, проводился мужской командой в составе трех россиян (Алексей Ситев, Сухроб Камолов, Александр Смолеевский), француза (Ромен Шарль), Итальянец (Диего Урбина) и гражданин Китая (Юэ Ван). Макет установки моделировал космический корабль-шаттл Земля-Марс, спускаемый аппарат и поверхность Марса. Волонтеры, принявшие участие в трех этапах, включали профессионалов с опытом работы в области инженерии, медицины, биологии и пилотируемых космических полетов. В ходе эксперимента были получены важные данные о физиологических, социальных и психологических последствиях длительной изоляции в тесном контакте.

Содержание

Обзор проекта

МАРС-500 был предназначен для изучения психологических, физиологических и технологических проблем, присущих длительным космическим полетам. Среди других препятствий, которые необходимо было преодолеть, в эксперименте изучались физиологические эффекты длительной невесомости, эффективность управления ресурсами и эффекты изоляции в герметичной среде. Системы связи MARS-500 были спроектированы с 13-минутной задержкой, чтобы моделировать фактическое время передачи к и от космического корабля, направляющегося к Марсу.

Научные цели

Научные цели MARS-500 включали изучение возможных конструкций среды обитания с особым упором на медицинскую и психологическую поддержку экипажа (который обязательно будет заключен в относительно небольшой космический корабль с относительно ограниченным медицинским оборудованием для семи-пяти человек. девятимесячное путешествие на Марс). [2]

Этапы эксперимента

В период с 2007 по 2011 год было запланировано в общей сложности 640 дней экспериментов, разделенных на три этапа разной продолжительности. На каждом этапе команда добровольцев жила и работала в макете космического корабля. Связь с внешним миром была ограниченной и осуществлялась с реалистичной задержкой до 25 минут, чтобы имитировать реальную задержку связи между Марсом и Землей. Точно так же добровольцам был предоставлен реально ограниченный запас бортовых расходных материалов. [3] Некоторые условия, например невесомость и космическое излучение не могли быть смоделированы.

Второй, 105-дневный этап эксперимента MARS-500 начался 31 марта 2009 года, когда шесть добровольцев начали жить в изолированном жилом комплексе эксперимента. [6] 14 июля 2009 г. этот этап эксперимента был завершен.

520-дневный заключительный этап эксперимента, который был предназначен для моделирования полномасштабной миссии с экипажем, начался 3 июня 2010 г. и завершился 4 ноября 2011 г. [7] [8] [9] Этот этап проводился международной командой из шести человек, состоящей из трех россиян, француза, итальянца / колумбийца и гражданина Китая. [9] Сцена включала симуляцию экипажа Посадка на Марс, с тремя смоделированными прогулками по Марсу 14, 18 и 22 февраля 2011 г. [10] [11] Эксперимент завершился 4 ноября 2011 года, когда все участники были в оптимальном физическом и психологическом состоянии. [9]

В феврале 2013 г. Труды Национальной академии наук сообщили, что у четырех из шести членов экипажа были значительные проблемы со сном и увеличилось время сна и отдыха по сравнению с животными, находящимися в спячке. [12] Участники также испытали нарушение своего циркадного ритма во время заключения. [13]

Средство

Экспериментальная установка располагалась на Институт медико-биологических проблем'сайт в Москве. Комплекс состоял из изолятора, операционной, технических помещений и офисов.

Изолятор состоял из пяти разных модулей. Три модуля - жилой, вспомогательный и медицинский - моделировали основной космический корабль. Четвертый модуль моделировал марсианский спускаемый аппарат и был связан с основным космическим кораблем. Пятый модуль был симулятором марсианской поверхности и связан с марсианским посадочным модулем. Суммарный объем модулей составил 550 м3. 3 (19000 куб футов).

В помещении было все необходимое оборудование для проведения эксперимента. Сюда входят системы связи и управления, системы вентиляции, подачи воздуха и воды, электрические установки, канализационные системы, системы мониторинга качества воздуха и воды и системы частичной рециркуляции, медицинское оборудование, противопожарные системы и другие системы мониторинга безопасности, а также аварийное оборудование. В модулях поддерживается атмосферное давление, нормальное для Земли. [14]

Жилой модуль

Жилой модуль был основным жилым помещением для экипажа. Цилиндрический модуль 3,6 м × 20 м (12 футов × 66 футов) состоял из шести отдельных отсеков экипажа, кухни / столовой, гостиной, главной диспетчерской и туалета. Отдельные спальные отсеки площадью около 3 м 2 (32 кв. Фута) каждая, вмещала кровать, стол, стул и полки для личных вещей. [15]

Медицинский модуль

Цилиндрический медицинский модуль размером 3,2 м × 11,9 м (10 футов × 39 футов) вмещал две медицинские койки, туалет и оборудование для обычных медицинских осмотров. В нем также находилось оборудование для телемедицинский, лабораторные и диагностические исследования. Если бы член экипажа заболел, его бы изолировали и лечили в модуле. [14]

Симулятор посадочного модуля на Марс

Имитатор посадочного модуля на Марс использовался только во время 30-дневной фазы эксперимента "Марс-орбита". Цилиндрический модуль размером 6,3 м × 6,17 м (20,7 футов × 20,2 фута) вмещал до трех членов экипажа и имел три двухъярусные кровати, два рабочих места и туалет. Его вспомогательные системы включали в себя систему управления и сбора данных, систему видеонаблюдения и связи, систему анализа газов, систему кондиционирования и вентиляции, систему канализации и водоснабжения, а также систему пожаротушения. [14]

Модуль хранения

Цилиндрический модуль хранения 3,9 м × 24 м (13 футов × 79 футов) был разделен на четыре отсека: [14]

Холодильная камера для хранения продуктов
Отсек для хранения нескоропортящихся продуктов
Экспериментальная теплица
Купе с ванной, сауной и тренажерным залом

Экипаж

Рекламируемые требования к волонтерам

Проект МАРС-500 выдвигал ряд основных требований к любым потенциальным кандидатам. Это были: [ нужна цитата ]

Возраст: 25–50 лет
Высшее образование
Профессиональные требования:
- врач общей практики, имеющий навыки оказания первой медицинской помощи
- врач-исследователь, владеющий навыками клинической лабораторной диагностики
- биолог
- инженер - специалист по системам жизнеобеспечения
- инженер - специалист по информатике
- инженер - специалист по электронике
- инженер-механик
Знание языков: знание русского и английского языков на профессиональном уровне

Экипаж первой ступени

Экипаж первого 15-дневного этапа изоляционного эксперимента состоял из шести россиян: пяти мужчин и женщины. [16] Этот этап эксперимента был проведен в ноябре 2007 года.

Антон Артамонов (1982 г.р.), инженер, физик, программист (1970 г.р.), инженер, космонавт
Александр Ковалев (1982 г.р.), инженер ИМБП. телемедицина лаборатория
Дмитрий Перфилов (1975 г.р.), врач-анестезиолог телемедицинской лаборатории ИМБП. (1974 г.р.), командир экипажа, физиолог, космонавт.
Марина Тугушева (1983 г.р.), биолог, исследователь ИМБП

Марина Тугушева, единственная женщина в команде, была исключена из более длительных миссий. [ нужна цитата ]

Экипаж второй ступени

105-дневный второй этап, в котором участвовала бригада из шести человек, завершился 14 июля 2009 года. [17]

Алексей Баранов, российский врач
Сирил Фурнье, пилот французской авиакомпании
Оливер Кникель, инженер-механик Немецкая армия (командир), российский космонавт
Алексей Шпаков, российский спортивный физиолог

Экипаж третьей ступени

На 520-дневный третий этап эксперимента подали заявки более 6000 человек из 40 стран. [18] В число выбранных добровольцев вошли трое россиян, двое европейцев и один китаец. [19] Они в разной степени владели английским, но не все говорили по-русски. [20]

Ромен Шарль, 31-летний французский инженер. [21][22]
Сухроб Рустамович Камолов (Сухроб Рустамович Камолов), российский хирург [18][23]
Алексей Сергеевич Ситёв (Алексей Сергеевич Ситёв), российский инженер [18] и командир миссии [24]
Александр Егорович Смолеевский (Александр Егорович Смолеевский), российский физиолог [18][24]
Диего Урбина, 27-летний итальянец.Колумбийский инженер [19]
Ван Юэ ( 王跃 ), 27-летний китайский инструктор в Китайском центре исследований и подготовки космонавтов. [23][25]

Другим членом экипажа, который был заменен, был Михаил Синельников (Михаил Олегович Синельников), 37-летний российский инженер. [18] Миссия стартовала 3 июня 2010 г. [26] и завершился 4 ноября 2011 г., после чего участники вошли в четырехдневный карантин перед тем, как покинуть объект. [9] [27]

Спутниковые эксперименты

В ходе эксперимента МАРС-500 были проведены дополнительные эксперименты, направленные на изучение эффектов воздействия радиация, проблемы со здоровьем, связанные с невесомостью, воздействием пожара на борт корабля и другие. [28]

Сердечные эксперименты

Экипажные эксперименты включали ежемесячные оперативные исследования, состоящие из записи ЭКГ, респираторные образцы и артериальное давление, а также анкету об образе жизни, стрессе и возможных жалобах за последний месяц.

Квартальные динамические комплексные исследования включали измерение и регистрацию артериального давления и сложных кардиореспираторных параметров при выполнении функциональных проб с физической, умственной и ортостатической нагрузкой. До и после серии исследований проводились подробные анкеты с проведением психологического тестирования и стандартные амбулаторно-диспансерные исследования.

Иммерсионные эксперименты

Из-за длительного пребывания в невесомости человек получает гипокинетический расстройства. Для изучения этого явления ИМБП в течение многих лет проводит исследования в этой области, что позволило построить детальную картину причины гипокинетических нарушений. Результаты экспериментов показывают, что основной причиной нарушений является изменение гравитационно-зависимых механизмов, отвечающих за двигательную активность под действием силы тяжести на организм. Изменения начинают происходить из-за нарушения согласованной работы сенсорных систем, в частности опоры скелета и проприоцептивный ед. Данные, полученные в ходе экспериментов, предполагают, что поддерживающая афферентация у человека действует как механизм активации и регуляции активности постурально-тонической системы, а отсутствие поддержки скелета является причиной сброса физиологических и морфологических изменений, которые являются общими. в условиях невесомости и микрогравитации. [28]

Основной целью иммерсионных экспериментов было изучение потенциальных эффектов полета (включая разгрузку) на поддерживающие механизмы тела (спинной, надспинальный), на состояние центральной нервной системы, а также на двигательную функцию и взаимодействие рук и глаз. рукоположение. [29]

Гипербарические эксперименты

Во время полета в космическом корабле существует опасность возгорания, и аргон планируется в качестве ингибитора в атмосфере корабля, чтобы уменьшить этот риск. Использование аргона позволяет значительно снизить концентрацию кислорода в атмосфере космического корабля без ущерба для экипажа и создать так называемый гипоксическая среда. Гипербарический Эксперименты дополнят знания о влиянии огнестойкой смеси кислорода и азот, аргон на организме человека с помощью комплексной оценки тела субъекта в течение длительного пребывания в огнеупорной смеси. Тесты определят уровень умственной и физической работоспособности, оценят состояние кардиореспираторной системы, гематологические, метаболические и иммунологические параметры крови, а также проведут микробиологические исследования и исследования, которые улучшат существующие системы поддержки. [30]

Радиологические эксперименты

Чтобы избежать проблем со здоровьем, вызванных облучение во время полета на Марс необходимо создать модель прогноза радиационного риска. Модель должна описывать риск лучевой болезни в зависимости от полученной общей дозы, снижение работоспособности, которое вызывает острую реакцию, и возможное снижение общей устойчивости иммунной системы к другим рискам для здоровья при межпланетном полете.

Модель прогноза создается путем воздействия на группу обезьян источником излучения (цезий-137). Затем проводятся радиологические эксперименты для изучения радиобиологических реакций основных регуляторных систем организма (нервной, эндокринной, иммунной, сердечно-сосудистой, кроветворной), сперматозоидов и цитогенетического ответа на облучение, а также анализа долгосрочных эффектов воздействия (продолжительность жизни и канцерогенез). . В эксперименте используются мужские макака резус в возрасте 3–5 лет. Они разделены на группы по 10-15 обезьян в каждой группе. Эксперименты были разработаны таким образом, чтобы имитировать реальное воздействие на экипаж во время полета на Марс, включая острую и хроническую фазы болезни. [31]

Исследование желудочно-кишечного тракта

Среди биологических и медицинских исследований МАРС-500 экипаж провел круглосуточное электрогастроэнтерографияс помощью бортового медицинского оборудования для изучения электрической активности желудочно-кишечного тракта человека. [32] [33] [34]

Психологические эффекты

По официальным данным, бригада 520-дневной изоляции прошла испытания как единое целое. Не было замечено ни межличностных конфликтов, ни ситуаций, которые потребовали бы прерывания или отсрочки какого-либо аспекта проекта. [35] Трудности, возникшие при выполнении сложных работ, экипаж преодолевал вместе. Культурные различия и языковые трудности не оказали существенного влияния. Говорят, что на протяжении всего эксперимента преобладали дружеские и конструктивные отношения. Команда проводила время вместе, просматривая фильмы на разных языках, и использовала такие развлекательные мероприятия как возможность обсудить фильмы и пообщаться в обществе.

Экипаж приготовил сюрпризы к дням рождения, крупным государственным праздникам и неформальным праздникам (31 октября отметили Хеллоуин). Некоторые члены экипажа увеличили время, затрачиваемое на индивидуальные занятия, что не мешало общению или взаимодействию. Никаких языковых, социальных или культурных барьеров не наблюдалось, и командир миссии пользовался своими полномочиями как формального, так и неформального лидера.

Позже в ходе эксперимента команда проводила больше времени в постели или занималась личной деятельностью. Общий уровень активности экипажа резко упал в первые три месяца и продолжал падать в течение следующего года. На обратном пути они провели в постели на 700 часов больше, чем в пути. Четверо участников страдали от сна и психологических проблем. Один член экипажа спал так плохо, что страдал хроническим недосыпанием и в одиночку объяснил большинство ошибок, сделанных в компьютерном тесте, используемом для измерения концентрации и бдительности. [36]

Читайте также: