| Kísérlet | |
| Általános információ | |
|---|---|
| Név | Mars-500 |
| A kísérlet célja | Repülési szimuláció a Marsra |
| Időtöltés | 2007 novemberétől 2011 novemberéig |
| stáb tagok | 6 fő |
| Állapot | befejezett |
| Vevő | Roszkoszmosz és az Orosz Tudományos Akadémia |
| tagok | Roscosmos , ESA |
| Előző | A nemzetközi legénység repülésének szimulációja az űrállomáson |
| Utód | Luna 2015 |
A "Mars-500" egy kísérlet egy emberes Mars-repülés szimulálására , amelyet Oroszország végez széles nemzetközi részvétellel [1] . A kísérletet a Roszkozmosz és az Orosz Tudományos Akadémia [1] égisze alatt végezték . A projekt fő nemzetközi partnere az Európai Űrügynökség [1] . A kísérlet során hat önkéntes volt zárt komplexumban 520 napig [2] . A kísérlet a lehető legközelebb állt egy valódi emberes Mars -repüléshez a Földre való visszatéréssel [1] . A projektet az Orosz Tudományos Akadémia Moszkvában működő Orvosbiológiai Probléma Intézete valósította meg . A projekt költségét 15 millió USA dollárra becsülik [3] . A projekt első két szakasza (14 és 105 napos elkülönítés) 2010 közepére sikeresen lezárult. A harmadik szakasz (valójában "repülés") megvalósítása 2010. június 3-án kezdődött és 2011. november 4-én sikeresen befejeződött [4] . A projekt igazgatója Borisz Morukov , az Orosz Föderáció pilóta- űrhajósa .
A 21. század első felében egy emberes repülésnek kell megtörténnie a Marsra . Egy ilyen küldetés hatalmas pénzügyi költségeket igényel, és nagy technikai problémákkal terhelt, mivel a Föld és a Mars közötti nagy távolság (55-400 millió kilométer) miatt több mint egy évig fog tartani. A küldetés megkerülhetetlen eleme, hogy a 6 fős űrhajós csapatnak mindenkor zárt térben kell élnie. Ez hamar feszültséghez vezethet a csapaton belül, főleg, hogy az egész repülés alatt beköszöntő rutin technikai munka és az unalom komoly gondokká válhat.
A projekt fő célja, hogy adatokat gyűjtsön a csapattagok egészségi állapotáról és teljesítményükről egy emberes Mars-repülés fő jellemzőinek szimulálásával, mint például a hosszú időtartam, az autonómia, a Földdel való kommunikáció szokatlan körülményei - kommunikációs késés, korlátozott erőforrásokat, és az emberi test képességei alapján határozzák meg, hogy lehetséges-e egy ilyen repülés [5] .
A projekt első szakasza, amely 14 napig tartott, az orvosi és műszaki komplexum két moduljában valósult meg - egy 150 m³ térfogatú EU-150 lakóépületi modulban és egy 100 m³ térfogatú EU-100 egészségügyi modulban. A szakasz 2007 novemberében ért véget .
Ennek a szakasznak az volt a célja, hogy ellenőrizzék azon modulrendszerek műszaki és működési jellemzőinek megfelelőségét, amelyekben a személyzetnek kellett volna élnie, felmérni azok kényelmét és karbantarthatóságát.
Az eredmény azt mutatta, hogy a modulok minden szükséges követelménynek megfelelnek [6] .
Az önkénteseknek 14 napot kellett elszigetelten tölteniük.
A legénység 6 főből állt.
A projekt második, 105 napig tartó szakasza 2009. március 31. és július 14. között valósult meg .
A szakasz a tudományos és műszaki információk megszerzéséhez és elemzéséhez volt szükséges a projekt legoptimálisabb és leghatékonyabb fő utolsó szakaszának megszervezéséhez.
A fő feladatok, amelyeket ebben a szakaszban kellett megoldaniuk a kutatóknak: a személyzet tagjai fiziológiai és pszichológiai adaptációjának sajátosságainak tanulmányozása autonóm létezés körülményei között, a legénység interakciójának tanulmányozása az irányítóközpont munkatársaival, figyelembe veszi a kommunikációs késést és másokat [7] .
2010. március 5- én az IBMP közzétette a 105 napos elkülönítés eredményeit [8] [9] .
A projekt harmadik, egyben utolsó, 520 napig tartó szakasza 2010. június 3- tól 2011 novemberéig valósult meg [5] . Ebben a szakaszban tanulmányt végeztek az „ember-környezet” interakcióról, valamint a legénység egészségi állapotáról és teljesítményéről szóló információk gyűjtéséről, a marsi repüléshez közeli körülmények között : hosszú zárt térben való tartózkodás, autonómia, a Földdel való kommunikáció jelentős késéssel, korlátozott erőforrásokkal. Emellett sor került az űrhajósok orvosi támogatási technológiáinak fejlesztésére a bolygóközi repülésekhez, valamint a modern technológiák, rendszerek, életfenntartó és embervédelmi eszközök lehetőségének felmérésére [10] . Ebben a szakaszban három kijáratot hajtottak végre a szimulált marsi felszínre.
A csapat pszichológiai támogatása érdekében sakkversenyt rendeztek a "marsi" legénység és a volt sakkvilágbajnok Anatolij Karpov [8] között .
A legénység összetétele 520 napos izolációhoz
Oroszországból:
1. Sitev Alekszej Szergejevics - a legénység parancsnoka
2. Kamolov Sukhrob Rusztamovics - a legénység orvosa
3. Smoleevsky Alexander Egorovich - kutató
Az Európai Űrügynökségtől:
4. Romain Charles - repülőmérnök
5. Diego Urbina – felfedező
A kínai űrhajósképző központból:
6. Wang Yue – felfedező
2011. február 12- én a legénységet két csapatra osztották: Alekszej Sitev, Sukhrob Kamolov és Romain Charles maradt a "hajóban". Alexander Smoleevsky, Diego Urbina és Wang Yue a „leszállóba” költözött, amelyben a Marsra való leszálláshoz kapcsolódó kísérleteket végeztek [11] [12] .
2011. február 14- én , moszkvai idő szerint 13:00-kor megtörtént az első hozzáférés a Mars szimulált felszínéhez [13] . A résztvevők magukkal vitték Oroszország, Kína és az Európai Űrügynökség zászlaját , majd orosz és angol nyelvű üdvözletet olvastak fel, és a felszínről részecskemintákat gyűjtöttek egy kapszulába, amelyet egy speciális tartályba helyeztek. Az űrhajósok köveket és talajt is gyűjtöttek ugyanazokról a helyekről. A "Mars felszínén" való tartózkodás időtartama körülbelül 1,5 óra volt.
2011. február 18- án megtörtént a Marsi felszíni szimulátor második megközelítése. Két űrhajós vett részt benne : az orosz Alekszandr Szmolejevszkij és a kínai Wang Yue. Üdvözletet olvastak oroszul és kínaiul. Ezután a kozmonauták elvégezték a szükséges munkát a kis marsi állomáson, mintákat vettek laza talajból és kövekből, és magnetométerrel anomáliákat kerestek . Az űrhajósok tevékenységét élőben közvetítették az Orosz Tudományos Akadémia Orvosbiológiai Problémái Intézetének küldetésirányító központjában , ahol a kísérletet végzik [14] .
A harmadik, utolsó kilépés a "Mars felszínére" 2011. február 22- én történt . Felszínre került az orosz Alekszandr Szmolejevszkij és az olasz Diego Urbina. A kilépés során kőzetmintákat vettek. Az űrhajósok egy vészhelyzetet is kidolgoztak, amikor Diego Urbina megbotlott egy sziklában és elesett, Alekszandr Szmolejevszkijnek pedig fel kellett segítenie [15] .
2011. november 4-én az 520 napos izoláció sikeresen befejeződött, és a legénység elhagyta a kísérleti komplexumot [16] . Három napig megfigyelő üzemmódban voltak. November 8-án a RIA Novosti ügynökség adott otthont az első sajtótájékoztatónak a projekt legénységével [17] .
A projekt során további, úgynevezett műholdas kísérleteket hajtottak végre, amelyek célja a sugárzás hatásainak tanulmányozása, a súlytalanság hatásainak megelőzése , a hajó tűzálló légkörének hatásai és egyebek.
A hosszan tartó tartózkodás egy elszigetelt komplexumban különböző stressztényezők hatására nagymértékben befolyásolhatja a szervezetet, különösen az életképességet és a szabályozó mechanizmusokat. A Mars-500-as kísérleti alanyok NEC-ben eltöltött másfél éves fennállása alatti állapotára vonatkozó tudományos adatok helyes elemzése érdekében kontrollkísérleteket végeztek, amelyekben ugyanazok a csoportok természetes körülmények között tartózkodtak, figyelembe véve a különböző környezeti tényezők – éghajlati, földrajzi, ipari és társadalmi. Csak így alakíthatók ki kritériumok az emberek egészségi állapotának és a betegségek kialakulásának kockázatának felmérésére.
A kardiológiai kísérletek célja az egészségi állapot változásainak hosszú távú dinamikájának, a környezeti tényezők arra gyakorolt hatásának vizsgálata, a betegségek kialakulásának egyéni kockázatának felmérésére szolgáló kritériumok megalkotása. Ehhez a világ minden tájáról hozták létre a kiváló egészségi állapotú önkéntesekből álló csoportokat. Az önkénteseket ugyanazokkal a berendezésekkel és módszerekkel vizsgálták, mint a Mars-500 projekt alanyait. Ezután az önkéntesek ezen csoportjait tanulmányozták, és az eredményeket összehasonlították a "Mars-500" tesztelők referenciacsoportjának vizsgálatának eredményeivel, amely szabványos körülmények között termikus kamrában volt.
Ezek a tanulmányok nemcsak az űrgyógyászat fejlesztése szempontjából fontosak , hanem az oroszországi egészségügy fejlődése szempontjából is . Céljuk a dolgozó lakosság egészségének megőrzése és a szakmai hosszú élettartam. A szívkísérletek során új módszertant és technológiát dolgoznak ki a prenosológiai állapotok diagnosztizálására . Várhatóan új módszereket vezetnek be az egészségügyi rendszerbe, amikor már a betegség megjelenése előtt megteszik az intézkedéseket. A prenosológiai állapotok vizsgálata különösen a kozmonauták számára szükséges, mivel állandó stresszterhelésnek vannak kitéve.
A 105 napos fázis során önkéntesek nagy csoportjait toborozták, hogy kiválasszák azokat, akik megfelelnek a gyakorlatilag egészséges ember kritériumainak, összehasonlítva azokat a referenciacsoporttal, amelyeket hosszú ideig termikus kamrában vizsgáltak. Ezzel párhuzamosan végeztek ilyen kísérleteket Moszkvában , Oroszország középső régiójában, a Kaukázusban , Oroszország északi részén, a Távol-Keleten , valamint Fehéroroszországban , Kazahsztánban , a Cseh Köztársaságban , Németországban és Kanadában .
Tanulmányi program:
Az összes paraméter mérésekor az "Ekosan-2007" hardver-szoftver komplexumot használtuk. Ugyanez vonatkozik az 520 napos szakaszra is. A jövőben az ilyen komplexumok többparaméteres, többcélú orvosi eszközökké válnak azok számára, akiknek a munkája megterhelő. Korábban az Ecosan-2007-et buszsofőrökön és pilótákon tesztelték [18] .
Mint ismeretes, a súlytalanságban szenvedő személy hosszú távú tartózkodása során hipokinetikus zavarok alakulnak ki. A jelenség tanulmányozására az Orvosbiológiai Problémák Intézete évek óta folytat kutatásokat ezen a területen, amely lehetővé tette a hipokinetikus rendellenességek részletes képének felállítását. A kísérletek eredményei azt mutatják, hogy a rendellenességek kialakulásának fő oka a gravitációtól függő mechanizmusok működésének megváltozása, amelyek felelősek a motoros aktivitásért, amikor a gravitáció hatással van a testre. Változások kezdődnek az érzékszervi rendszerek összehangolt munkájának megsértése miatt , különösen a támogató és proprioceptív.
A kísérletek során nyert adatok alapján feltételezhető, hogy az emberben a támasztóafferencia a testtartási-tónusos rendszer működését aktiváló és szabályozó mechanizmus szerepét tölti be, valamint azt is, hogy a támasztó lerakodás a fiziológiai és morfológiai változások okozója. gyakori súlytalanság és mikrogravitáció körülményei között .
Az immerziós kísérletek fő célja a támaszkiürítés hatásának vizsgálata a támaszjelek megvalósítási mechanizmusaira (spinalis, supraspinalis) és a mozgásvezérlő rendszerek központi mechanizmusainak állapotára [19] .
A repülés teljes ideje alatt fennáll a tűzveszély az űrhajóban. Valószínűleg argont használnak a kockázat minimalizálására . Az argon segítségével jelentősen csökkenthető az oxigénkoncentráció az űrhajó légkörében anélkül, hogy a legénységet károsítaná, és úgynevezett hipoxiás környezetet hozhat létre .
1996 - tól 2003 -ig _ Az IBMP RAS kutatást végzett az oxigénből , nitrogénből és argonból álló normoxikus és hipoxiás környezetnek való emberi expozícióról , amely kimutatta a normox környezetben való hosszú távú tartózkodás biztonságát és a szervezet jobb alkalmazkodását az argon hatására hipoxiás környezetben. 1996- ban 7 napig kísérleti alanyok egy csoportja 10 méter vízoszlop nyomáson volt 10% oxigéntartalmú normoxikus környezetben (a többi nitrogén-argon keverék). A mentális és fizikai aktivitás a kísérlet teljes ideje alatt normális szinten maradt. Amikor az oxigént 7,5%-ra csökkentették argon hozzáadásával, javult a hipoxiához való alkalmazkodás . 1999 -ben az alanyok 18 napot töltöttek 5 méteres víznyomás mellett. Művészet. normoxikus környezetben szellemi és testi károsodás nélkül is. Jelenleg egy 14% oxigénből , 53% nitrogénből és 33% argonból álló keveréket ismerik el biztonságos gyakorlati használatra . Egy háromnapos kísérletet 2003 -ban végeztek , 5 m víznyomáson. Művészet. 10%-os oxigéntartalommal az ember mentális és fizikai aktivitásának, figyelmének és rövid távú memóriájának növekedését mutatta ki.
Mindezek a tanulmányok amellett szólnak, hogy alkalmazható legyen tűzálló környezet létrehozására emberes űrhajókon , bár e tanulmányok száma nem elegendő a statisztikai értékeléshez.
Hiperbár kísérletek egészítik ki a tűzálló oxigén-nitrogén-argon keverék emberi szervezetre gyakorolt hatásával kapcsolatos ismereteket a kísérleti alany testállapotának átfogó felmérésével a tűzálló keverékben való hosszú tartózkodás során. Meghatározták az önkéntesek szellemi és fizikai teljesítőképességének szintjét, felmérték a szív- és légzőrendszer állapotát, a vér hematológiai, metabolikus és immunológiai paramétereit, valamint mikrobiológiai vizsgálatokat és olyan vizsgálatokat, amelyek javítják a meglévő életfenntartó rendszereket. .
A kombinált (krónikus és akut) expozíció elkerülése érdekében a Marsra való repülés során létre kell hozni egy sugárzási kockázat-előrejelzési modellt. A modellnek le kell írnia a sugárbetegség előfordulásának valószínűségét a kapott teljes dózis függvényében, a szervezet akut reakciója által okozott teljesítménycsökkenést, valamint a bolygóközi repülési tényezők hatásával szembeni általános ellenállás lehetséges csökkenését. Lehetséges ilyen modell létrehozása a sugárzás élő szervezetre gyakorolt hatásának hosszú távú tanulmányozásával.
Radiológiai kísérleteket végzünk a szervezet főbb szabályozó rendszereinek ( idegrendszeri , endokrin , immunrendszeri , kardiovaszkuláris , vérképzőrendszeri ) sugárbiológiai reakcióinak, valamint a besugárzásra adott spermato- és citogenetikai válaszok tanulmányozására, valamint a besugárzás késleltetett hatásainak elemzésére. besugárzás (élettartam és karcinogenezis ). Kísérleti alanyokként 3-5 éves hím rhesus majmokat választottak ki . Egyenként 10-15 majomból álló csoportokra osztják őket. A kísérletek úgy vannak megszervezve, hogy utánozzák az űrhajósok valódi expozícióját a Marsra való repülés során , beleértve a betegség akut és krónikus fázisait is. A kísérletekben használt sugárforrás 137 Cs .
A "Az ISS orosz szegmensén tervezett tudományos és alkalmazott kutatások és kísérletek hosszú távú programja" orvosi és biológiai szakasza keretében végzett űrkísérletek közül a Splanch-kísérletet tervezik és helyezik üzembe: "A szerkezeti és a gasztrointesztinális traktus különböző szakaszainak funkcionális állapota az emésztőrendszer sajátos változásainak azonosítása érdekében az űrrepülés során” [20] A „Mars-500” projekt keretében a személyzet 24 órás elektrogasztroenterográfiát – az elektromos aktivitás vizsgálatát. Az emberi emésztőrendszer vizsgálata a Splanch-1 gasztroenterográf segítségével – egy fedélzeti eszköz, amelyet az Orosz Tudományos Akadémia Orvosbiológiai Problémák Intézete fejlesztett ki az Atomerőmű „ Istok-System ” részvételével, a kereskedelemben kapható „Gastroscan-GEM” elektrogastroenterográf alapján. " [21] [22] .
Az orvosi és műszaki komplexumot 4-6 fős legénységgel legalább 500 napig tartó, a valódihoz a lehető legközelebb álló űrrepülések szimulálására hozták létre.
A komplexum számos kísérleti létesítményt foglal magában (EU):
| A személyzet 14 napos elkülönítése [24] | Születési év | Szakma |
|---|---|---|
| Rjazanszkij Szergej (legénységparancsnok) | 1974 | Űrhajós -kutató |
| Artamonov Anton | 1982 | Fizikus , szoftvermérnök az IBMP RAS -nál |
| Kovaljov Sándor | 1982 | Mérnök , az IBMP telemedicina laboratóriumában dolgozik |
| Tugusheva Marina | 1983 | Biológus , az IBMP kutatója |
| Perfilov Dmitrij | 1975 | Orvos , az IBMP telemedicina laboratóriumában dolgozik |
| Artemjev Oleg | 1970 | Mérnök az RSC Energia -nál |
| A személyzet 105 napos elkülönítése [25] | ||
| Rjazanszkij Szergej Nyikolajevics | 1974 | Űrhajós -kutató |
| Artemjev Oleg Germanovics | 1970 [26] | Teszt űrhajós |
| Shpakov Alekszej Vasziljevics [27] | 1983 [28] | Testkultúra és sport szakértő |
| Baranov Alekszej Viktorovics | 1976 [29] | Urológus , onkológus _ |
| Cyrille Fournier ( fr. Cyrille Fournier ) | 1969 [30] | Az Air France kereskedelmi légitársaság pilótája , jelenleg egy Airbus A320-as kapitánya |
| Oliver Knickel ( németül: Oliver Knickel ) | 1980 [31] | Hadmérnök a Bundeswehrnél |
| A személyzet 520 napos elkülönítése [32] | ||
| Sitev Alekszej Szergejevics (legénységparancsnok) | 1972 | hajóépítő mérnök |
| Kamolov Sukhrob Rusztamovics | 1973 | Sebész |
| Szmolejevszkij Alekszandr Jegorovics | 1978 | Katonaorvos, háziorvos, fiziológus |
| Romain Charles ( fr. Romain Charles ) | 1979 | Mérnök |
| Diego Urbina ( olaszul: Diego Urbina ) | 1983 | Mérnök |
| Wang Yue ( kínai 王玥) | 1983 | Űrhajós tanársegéd |
Az önkéntesekkel szemben támasztott fő követelmények a következők voltak [33] :
Egy 520 napos kísérlet lebonyolításához a kilövés előtt 6 főt választottak ki a jelöltek listájáról, akik a "Marsi repülés" [34] legénységét alkották .
Jelöltek:
2010. március 10. és 11. között 11 jelölt vett részt túlélőképzésen. Két 5 és 6 fős csoportra osztották őket. Az elsőben a legénység parancsnoka a TsPK im. vezető tesztmérnöke volt . Gagarin Boris Egorov, a másodikban - a TsPK főfelügyelő- búvára im. Gagarin Mihail Szinelnikov [8] .
A "Mars-500" nemzetközi projekt partnerei és szakértői a Moszkvai Emberi Jogi Központtól bírálták az azonos neműek izolálását a vörös bolygó repülését és kolonizációját szimuláló kísérletben, mondván a brit lapnak adott interjúban " A Daily Mail szerint a nemi megkülönböztetés a Marson már korábban is megtörtént, mint ahogy az emberi láb betette a lábát a bolygóra.
A NOB vezérigazgatója, Mihail Salkin ügyvéd elmondta: „A nők hiánya a projektben ismét bizonyítja a régi nemi sztereotípiák jelenlétét a Földön”, ami torzítja az orvosbiológiai kutatások eredményeit, negatívan befolyásolva a tudományos kép teljességét. a kísérletről. Jegor Rozenkov, a Moszkvai Emberi Jogi Központ fejlesztési és tudományos főigazgató-helyettese pedig „olyan társadalmi patológiák esetleges megjelenésére figyelmeztetett, amelyek elszigetelt férficsoportokban: börtönökben, hadseregben vagy zárt iskolában alakulnak ki”, felhívva a figyelmet a a szexuális inverzió valószínű megjelenése, ami az azonos neműek izolációjának következménye lehet: „A legénység egészségi és lelki komfortérzete szempontjából nagy hiba lenne nem kevert, hanem kizárólag férfit küldeni legénység” – mondta a szakember.
A bírálatra reagálva a Mars-500 kísérlet igazgatóhelyettese, Mark Belakovsky , az Orosz Tudományos Akadémia Orvosbiológiai Probléma Intézetének munkatársa kifejtette, hogy a kiválasztás során nem történt megkülönböztetés a nőkkel szemben: „Ők [nők] egyszerűen megtették. nem nyeri meg ezt a válogatást. A szabályok ugyanazok voltak, egyenlőek voltak mindenkivel, aki csatlakozni akart a projektünkhöz, de a lányok egyszerűen nem mentek át a teszten.” A Roszkozmosz egyik névtelen forrása azonban azt mondta egy brit tudósítónak: "Csak nem akarjuk, hogy a kísérletet veszélybe sodorja a nemek közötti feszültség", de biztosította, hogy a következő Mars-szimulációs kísérletben valószínűleg nők is bekerülnek majd az új csapatba [38] ] .
A Szovjetunió pilóta-űrhajósa , Valentin Lebegyev szerint az ilyen kísérletek haszontalanok, mivel ezeknek a kísérleteknek a feltételei túl messze vannak a valódi bolygóközi repüléstől. Rámutat arra, hogy bármely résztvevő bármikor megtagadhatja a további részvételt és elhagyhatja a komplexumot, ellentétben a tényleges Mars - repüléssel [39] .
Jurij Karas, az Orosz Tudományos Akadémia levelező tagja a Nezavisimaya Gazeta cikkében azt írta, hogy a repülés "csak annyiban indokolható, ha Oroszország valóban a Marsra való repülést tűzi ki feladatának". De mivel a Roszkozmosznak még nincsenek ilyen tervei, ezért ez a repülés sem indokolt [1] .
2015 augusztusában a NASA egy csapata elkezdett egy hasonló kísérletet, hogy túlélje a Marsra repüléshez hasonló körülmények között. Egy hatfős csapat egy évet töltött a külvilágtól teljes elszigeteltségben a Hawaii-szigeteken, a szunnyadó Mauna Loa vulkán lejtőjén található különleges komplexumban. A kísérleti csoport három férfiból és három nőből állt [40] . A kísérlet 2016. augusztus 28-án ért véget [41] .
A Luna-2015 egy kísérlet egy emberes Holdra repülés szimulálására , amelyet Oroszország hajtott végre 2015. október 27. és november 4. között. [42]