| Experiment | |
| Obecná informace | |
|---|---|
| název | Mars-500 |
| Účel experimentu | Simulace letu na Mars |
| Trávení času | listopadu 2007 do listopadu 2011 |
| členové posádky | 6 lidí |
| Postavení | hotovo |
| Zákazník | Roskosmos a Ruská akademie věd |
| členové | Roskosmos , ESA |
| Předchůdce | Simulace letu mezinárodní posádky na vesmírné stanici |
| Nástupce | Luna 2015 |
"Mars-500" je experiment simulující pilotovaný let na Mars , který provedlo Rusko s širokou mezinárodní účastí [1] . Experiment byl proveden pod záštitou Roskosmosu a Ruské akademie věd [1] . Hlavním mezinárodním partnerem projektu je Evropská kosmická agentura [1] . Během experimentu bylo šest dobrovolníků v uzavřeném komplexu po dobu 520 dní [2] . Experiment byl co nejblíže skutečnému pilotovanému letu na Mars s návratem na Zemi [1] . Projekt byl realizován Ústavem biomedicínských problémů Ruské akademie vědv Moskvě. Náklady na projekt se odhadují na 15 milionů amerických dolarů [3] . První dvě fáze projektu (14 a 105 dní izolace) byly úspěšně dokončeny do poloviny roku 2010. Realizace třetí etapy (vlastně „letové“) začala 3. června 2010 a byla úspěšně dokončena 4. listopadu 2011 [4] . Ředitelem projektu je pilot-kosmonaut Ruské federace Boris Morukov .
Pilotovaný let na Mars by se měl uskutečnit v první polovině 21. století . Taková mise vyžaduje obrovské finanční náklady a je zatížena velkými technickými problémy, protože vzhledem k velké vzdálenosti mezi Zemí a Marsem (od 55 do 400 milionů kilometrů) potrvá déle než rok . Nevyhnutelným aspektem mise je, že tým 6 astronautů musí neustále žít v uzavřeném prostoru. To může rychle vést k napětí v týmu, zejména proto, že rutinní technická práce, která přijde během celého letu, a nuda se mohou stát vážnými problémy.
Hlavním cílem projektu je shromáždit data o zdravotním stavu členů týmu a jejich výkonu pomocí simulace hlavních rysů pilotovaného letu na Mars, jako je dlouhá doba trvání, autonomie, neobvyklé podmínky pro komunikaci se Zemí – komunikační zpoždění, omezená zdrojů a určit, zda je takový let možný, na základě schopností lidského těla [5] .
První etapa projektu, trvající 14 dní, byla realizována ve dvou modulech medicínsko-technického komplexu - rezidenčním modulu EU-150 o objemu 150 m³ a zdravotnickém modulu EU-100 o objemu 100 m³. Etapa skončila v listopadu 2007 .
Účelem této etapy bylo zkontrolovat shodu technických a provozních charakteristik modulových systémů, ve kterých měla posádka žít, posoudit jejich pohodlí a udržovatelnost.
Výsledek ukázal, že moduly splňují všechny potřebné požadavky [6] .
Dobrovolníci museli strávit 14 dní v izolaci.
Posádku tvořilo 6 lidí.
Druhá etapa projektu v délce 105 dní probíhala od 31. března do 14. července 2009 .
Etapa byla nezbytná k získání vědeckých a technických informací a jejich analýze, aby bylo možné zorganizovat co nejoptimálnější a nejefektivnější hlavní poslední fázi projektu.
Hlavní úkoly, které museli výzkumníci v této fázi vyřešit, byly: studium rysů fyziologické a psychologické adaptace členů posádky v podmínkách autonomní existence, studium interakce posádky se zaměstnanci řídicího centra, v úvahu zpoždění komunikace a další [7] .
5. března 2010 IBMP zveřejnila výsledky 105denní izolace [8] [9] .
Třetí a poslední etapa projektu v délce 520 dní probíhala od 3. června 2010 do listopadu 2011 [5] . V této fázi byla provedena studie interakce „člověk – prostředí“ a sběr informací o zdraví a výkonu posádky v podmínkách blízkých marťanskému letu : dlouhá doba pobytu v omezeném prostoru, autonomie, komunikace se Zemí s výrazným zpožděním, omezené zdroje. Dále byl proveden vývoj technologií lékařské podpory pro astronauty pro meziplanetární lety a posouzení možností moderních technologií, systémů a prostředků podpory života a ochrany člověka [10] . Během této etapy byly provedeny tři výstupy na simulovaný marťanský povrch.
Pro psychickou podporu týmu se konal šachový turnaj mezi „marťanskou“ posádkou a bývalým mistrem světa v šachu Anatolijem Karpovem [8] .
Složení posádky pro 520denní izolaci
Z Ruska:
1. Sitev Alexey Sergeevich - velitel posádky
2. Kamolov Suchrob Rustamovič - posádkový lékař
3. Smoleevskij Alexander Egorovič - výzkumník
Od Evropské vesmírné agentury:
4. Romain Charles - palubní inženýr
5. Diego Urbina - Průzkumník
Z čínského výcvikového střediska kosmonautů:
6. Wang Yue - Průzkumník
12. února 2011 byla posádka rozdělena do dvou týmů: Alexej Sitev, Suchrob Kamolov a Romain Charles zůstali v „lodi“. Alexander Smoleevsky, Diego Urbina a Wang Yue se přesunuli na „lander“, ve kterém byly prováděny experimenty související s přistáním na Marsu [11] [12] .
Dne 14. února 2011 ve 13:00 moskevského času došlo k prvnímu přístupu na simulovaný povrch Marsu [13] . Účastníci nesli vlajky Ruska, Číny a Evropské vesmírné agentury , poté přečetli pozdrav v ruštině a angličtině a shromáždili vzorky částic z povrchu do kapsle, kterou umístili do speciální nádoby. Ze stejných míst astronauti také sbírali kameny a zeminu. Doba pobytu na „povrchu Marsu“ byla asi 1,5 hodiny.
18. února 2011 proběhlo druhé přiblížení k simulátoru povrchu Marsu. Zúčastnili se ho dva kosmonauti : Rus Alexander Smoleevskij a Číňan Wang Yue. Četli pozdrav v ruštině a čínštině. Poté kosmonauti provedli nezbytnou práci s malou marťanskou stanicí, odebrali vzorky volné půdy a kamenů a pomocí magnetometru hledali anomálie . Aktivity astronautů byly vysílány živě v Centru řízení mise Ústředního výzkumného ústavu strojního inženýrství z Ústavu biomedicínských problémů Ruské akademie věd , kde se experiment provádí [14] .
Třetí, poslední výstup na „povrch Marsu“ se uskutečnil 22. února 2011 . Na povrch se dostali Rus Alexander Smoleevskij a Ital Diego Urbina. Při výjezdu byly odebrány vzorky hornin. Kosmonauti také řešili nouzovou situaci, kdy Diego Urbina zakopl o balvan a spadl a Alexander Smoleevskij mu musel pomoci nahoru [15] .
4. listopadu 2011 byla úspěšně dokončena 520denní izolace a posádka opustila experimentální komplex [16] . Tři dny byli v pozorovacím režimu. 8. listopadu uspořádala agentura RIA Novosti první tiskovou konferenci s projektovým štábem [17] .
V průběhu projektu byly realizovány další experimenty, tzv. satelitní, které jsou zaměřeny na studium účinků záření , předcházení účinkům stavu beztíže , účinků ohnivzdorné atmosféry lodi a dalších.
Dlouhodobý pobyt v izolovaném komplexu pod vlivem různých stresových faktorů může výrazně ovlivnit organismus, zejména životaschopnost a regulační mechanismy. Aby bylo možné správně analyzovat vědecká data o stavu týmu testovacích subjektů Mars-500 během jeden a půl roku existence v NEC, byly provedeny kontrolní experimenty, ve kterých byly stejné skupiny v přirozených podmínkách, s přihlédnutím k různé faktory prostředí – klimatické, geografické, průmyslové a sociální. Jen tak lze vyvinout kritéria pro hodnocení zdravotního stavu a rizika vzniku onemocnění u lidí.
Kardiologické experimenty jsou zaměřeny na studium dynamiky změn zdravotního stavu v dlouhodobém časovém horizontu, vlivu faktorů prostředí na něj a vytváření kritérií pro hodnocení individuálního rizika rozvoje onemocnění. K tomu byly vytvořeny skupiny dobrovolníků z celého světa s vynikajícím zdravím. Dobrovolníci byli zkoumáni se stejným vybavením a stejnými metodami jako subjekty v projektu Mars-500. Poté byly tyto skupiny dobrovolníků studovány a výsledky byly porovnány s výsledky studie referenční skupiny testerů "Mars-500", která byla v tepelné komoře za standardních podmínek.
Tyto studie jsou důležité nejen pro rozvoj kosmické medicíny , ale také pro rozvoj zdravotnictví v Rusku . Jsou zaměřeny na udržení zdraví pracující populace a profesionální dlouhověkost. V průběhu provádění srdečních experimentů bude vyvinuta nová metodika a technologie pro diagnostiku prenosologických stavů . Očekává se, že nové metody budou zaváděny do zdravotnického systému, až budou přijata opatření před propuknutím onemocnění. Studium prenosologických stavů je zvláště nutné pro kosmonauty, protože jsou vystaveni neustálému stresovému zatížení.
Během 105denní fáze byly rekrutovány velké skupiny dobrovolníků, aby vybrali ty, kteří splnili kritéria prakticky zdravého člověka, pro srovnání s referenční skupinou studovanou po dlouhou dobu v tepelné komoře. Paralelně se takové experimenty prováděly v Moskvě , ve střední oblasti Ruska, na Kavkaze , na severu Ruska, na Dálném východě a také v Bělorusku , Kazachstánu , České republice , Německu a Kanadě .
Studijní program:
Při měření všech parametrů byl použit hardwarově-softwarový komplex "Ekosan-2007". Totéž platilo pro 520denní etapu. V budoucnu se z takových komplexů stanou víceparametrické, víceúčelové zdravotnické prostředky pro lidi, jejichž práce je stresující. Dříve byl Ecosan-2007 testován na řidičích a pilotech autobusů [18] .
Jak známo, při dlouhodobém pobytu člověka ve stavu beztíže se u něj rozvinou hypokinetické poruchy. Pro studium tohoto jevu provádí Ústav biomedicínských problémů již řadu let výzkum v této oblasti, který umožnil vytvořit si detailní obraz hypokinetických poruch. Výsledky experimentů ukazují, že hlavním důvodem pro rozvoj poruch je změna v práci mechanismů závislých na gravitaci, které jsou zodpovědné za motorickou aktivitu, když gravitace působí na tělo. Změny se začínají objevovat v důsledku narušení koordinované práce smyslových systémů , zejména podpůrných a proprioceptivních.
Data získaná během experimentů dávají důvod se domnívat, že podpůrná aferentace u člověka hraje roli mechanismu pro aktivaci a regulaci činnosti posturálně-tonického systému a také, že podpůrné odlehčení je příčinou fyziologických a morfologických změn, které jsou běžné v podmínkách beztíže a mikrogravitace .
Hlavním cílem imerzních experimentů je studium vlivu odlehčení podpory na mechanismy realizace podpůrných signálů (spinální, supraspinální) a stav centrálních mechanismů systémů řízení pohybu [19] .
Během celého letu hrozí v kosmické lodi požár. K minimalizaci tohoto rizika bude pravděpodobně použit argon . Pomocí argonu je možné bez újmy na posádce výrazně snížit koncentraci kyslíku v atmosféře kosmické lodi a vytvořit tzv. hypoxické prostředí.
Od roku 1996 do roku 2003_ IBMP RAS provedl výzkum expozice člověka normoxickému a hypoxickému prostředí složenému z kyslíku , dusíku a argonu , který prokázal bezpečnost dlouhodobého pobytu v normoxickém prostředí a zlepšenou adaptaci organismu vlivem argonu na hypoxii v hypoxickém prostředí. V roce 1996 byla skupina pokusných osob po dobu 7 dnů při tlaku 10 metrů vodního sloupce v normoxickém prostředí s obsahem kyslíku 10 % (zbytek tvoří směs dusíku a argonu). Psychická a fyzická aktivita během celého experimentu zůstala na normální úrovni. Když byl kyslík snížen na 7,5 % přidáním argonu, bylo zaznamenáno zlepšení adaptace na hypoxii . V roce 1999 strávili subjekty 18 dní při tlaku 5 m vody. Umění. v normoxickém prostředí také bez duševních a fyzických postižení. V současné době je pro praktické použití uznávána směs obsahující 14 % kyslíku , 53 % dusíku a 33 % argonu . Třídenní experiment provedený v roce 2003 při tlaku 5 m vody. Umění. s 10% obsahem kyslíku odhalilo zvýšení duševní a fyzické aktivity, pozornosti a množství krátkodobé paměti člověka.
Všechny tyto studie hovoří ve prospěch možnosti jeho aplikace pro vytvoření ohnivzdorného prostředí na pilotované kosmické lodi , ačkoli počet těchto studií není dostatečný pro statistické hodnocení.
Hyperbarické experimenty doplňují poznatky o vlivu ohnivzdorné směsi kyslík-dusík-argon na lidský organismus pomocí komplexního posouzení stavu těla testovaného při dlouhodobém pobytu v ohnivzdorné směsi. U dobrovolníků byla zjišťována úroveň duševní a fyzické výkonnosti, hodnocen stav kardiorespiračního systému, hematologické, metabolické a imunologické parametry v krvi, dále mikrobiologické studie a studie, které by zlepšily stávající systémy podpory života. .
Aby se zabránilo kombinované (chronické a akutní) expozici během letu na Mars , je nutné vytvořit model předpovědi radiačního rizika. Model by měl popisovat pravděpodobnost výskytu nemoci z ozáření v závislosti na celkové přijaté dávce, snížení výkonnosti způsobené akutní reakcí těla a možné snížení celkové odolnosti vůči vlivu faktorů meziplanetárního letu. Takový model je možné vytvořit studiem vlivu záření na živý organismus po dlouhou dobu.
Radiologické experimenty se provádějí za účelem studia radiobiologických reakcí hlavních regulačních systémů těla ( nervových , endokrinních , imunitních , kardiovaskulárních , hematopoetických ), stejně jako spermato- a cytogenetické reakce na ozáření a analýzy opožděných účinků ozáření (životnost a karcinogeneze ). Jako experimentální subjekty byli vybráni samci opic rhesus ve věku 3-5 let . Jsou rozděleni do skupin po 10-15 opicích. Experimenty jsou organizovány tak, aby napodobovaly skutečnou expozici astronautů při letu na Mars , včetně akutní a chronické fáze onemocnění. Zdrojem záření použitého v těchto experimentech je 137 Cs .
Mezi vesmírnými experimenty v rámci lékařské a biologické sekce „Dlouhodobého programu vědeckého a aplikovaného výzkumu a experimentů plánovaných na ruském segmentu ISS“ je naplánován a uveden do provozu experiment Splanch: „Studie strukturální a funkční stav různých úseků gastrointestinálního traktu k identifikaci specifických změn v trávicím systému během kosmického letu“ [20] V rámci projektu „Mars-500“ posádka provádí 24hodinovou elektrogastroenterografii — studie elektrické aktivity lidského trávicího traktu pomocí gastroenterografu Splanch-1 — palubního zařízení vyvinutého Ústavem biomedicínských problémů Ruské akademie věd za účasti JE " Istok-System " na základě komerčně dostupného elektrogastroenterografu "Gastroscan-GEM" “ [21] [22] .
Lékařský a technický komplex byl vytvořen k provádění experimentů na simulaci vesmírných letů, které se co nejvíce přibližují skutečným, trvající minimálně 500 dní s posádkou 4-6 osob.
Komplex zahrnuje několik experimentálních zařízení (EU):
| Posádka 14denní izolace [24] | Rok narození | Profese |
|---|---|---|
| Rjazansky Sergey (velitel posádky) | 1974 | Kosmonaut - výzkumník |
| Artamonov Anton | 1982 | Fyzik , softwarový inženýr ve společnosti IBMP RAS |
| Kovalev Alexander | 1982 | Inženýr , pracuje v laboratoři telemedicíny IBMP |
| Marina Tugusheva | 1983 | Biolog , výzkumný pracovník IBMP |
| Perfilov Dmitrij | 1975 | Lékař , pracuje v laboratoři telemedicíny IBMP |
| Artěmiev Oleg | 1970 | Inženýr ve společnosti RSC Energia |
| Posádka 105denní izolace [25] | ||
| Rjazansky Sergej Nikolajevič | 1974 | Kosmonaut - výzkumník |
| Artěmiev Oleg Germanovič | 1970 [26] | Testovací kosmonaut |
| Shpakov Alexey Vasiljevič [27] | 1983 [28] | Specialista na tělesnou kulturu a sport |
| Baranov Alexej Viktorovič | 1976 [29] | Urolog , onkolog _ |
| Cyrille Fournier ( fr. Cyrille Fournier ) | 1969 [30] | Pilot komerční letecké společnosti Air France , v současnosti kapitán Airbusu A320 |
| Oliver Knickel ( německy: Oliver Knickel ) | 1980 [31] | Vojenský inženýr v Bundeswehru |
| Posádka 520denní izolace [32] | ||
| Sitev Alexey Sergeevich (velitel posádky) | 1972 | lodní inženýr |
| Kamolov Suchrob Rustamovič | 1973 | Chirurg |
| Smoleevskij Alexandr Egorovič | 1978 | Vojenský lékař, praktický lékař, fyziolog |
| Romain Charles ( fr. Romain Charles ) | 1979 | Inženýr |
| Diego Urbina ( Ital: Diego Urbina ) | 1983 | Inženýr |
| Wang Yue ( čínština 王玥) | 1983 | Asistent vyučování astronautů |
Hlavní požadavky na dobrovolníky byly následující [33] :
Pro provedení 520denního experimentu bylo před startem vybráno ze seznamu kandidátů 6 lidí, kteří tvořili posádku „marťanského letu“ [34] .
kandidáti:
Od 10. do 11. března 2010 prošlo výcvikem přežití 11 kandidátů. Byli rozděleni do dvou skupin po 5 a 6 lidech. V prvním byl velitelem posádky přední zkušební inženýr z TsPK im. Gagarin Boris Egorov, ve druhém - vrchní inspektor-potápěč TsPK im. Gagarin Michail Sinelnikov [8] .
Partneři a experti mezinárodního projektu „Mars-500“ z Moskevského centra pro lidská práva kritizovali izolaci účastníků experimentu simulujícího let a kolonizaci rudé planety mezi osobami stejného pohlaví, uvedli v rozhovoru pro britské noviny „ Daily Mail , že k diskriminaci na základě pohlaví na Marsu došlo ještě dříve, jako by lidská noha vkročila na planetu.
Generální ředitel MOV, právník Michail Salkin, řekl: „Nepřítomnost žen v projektu opět demonstruje přítomnost starých genderových stereotypů na Zemi,“ což zkreslí výsledky biomedicínského výzkumu a negativně ovlivní úplnost vědeckého obrazu. experimentu. Jegor Rozenkov, náměstek generálního ředitele pro rozvoj a vědu Moskevského centra pro lidská práva, zase varoval před možným vznikem „sociálních patologií, které se vyvíjejí v izolovaných mužských skupinách: vězení, armáda nebo uzavřená škola“, přičemž upozornil na pravděpodobný výskyt sexuální inverze, která může být důsledkem izolace osob stejného pohlaví: „Z hlediska zdravotního a psychického komfortu posádky by bylo velkou chybou „vysílat“ nikoli smíšené, ale výhradně mužské posádka,“ řekl specialista.
V reakci na kritiku zástupce ředitele experimentu Mars-500 Mark Belakovsky z Ústavu biomedicínských problémů Ruské akademie věd vysvětlil, že při výběru nedošlo k žádné diskriminaci žen: „Oni [ženy] prostě nevyhrát tento výběr. Pravidla byla stejná, stejná pro každého, kdo se chtěl připojit k našemu projektu, ale dívky prostě neprošly testem.“ Anonymní zdroj z Roskosmos však řekl britskému korespondentovi: „Nechceme experiment ohrozit napětím mezi pohlavími,“ ale ujistil, že ženy budou pravděpodobně zahrnuty do nové posádky v příštím experimentu simulace Marsu [38 ] .
Podle pilota-kosmonauta SSSR Valentina Lebedeva jsou takové experimenty zbytečné, protože podmínky těchto experimentů jsou příliš vzdálené skutečnému meziplanetárnímu letu. Upozorňuje, že kterýkoli účastník může kdykoli odmítnout další účast a opustit komplex, na rozdíl od skutečného letu na Mars [39] .
Člen korespondenta Ruské akademie věd Jurij Karash v článku v Nezavisimaya Gazeta napsal, že let „lze ospravedlnit pouze potud, pokud by Rusko skutečně stanovilo úkol letět na Mars“. Ale protože Roskosmos zatím žádné takové plány nemá, nemá ani tento let žádné opodstatnění [1] .
V srpnu 2015 začal tým NASA provádět podobný experiment s cílem přežít v podmínkách podobných letu na Mars. Tým šesti lidí strávil jeden rok v naprosté izolaci od okolního světa ve speciálním komplexu na svahu spící sopky Mauna Loa na Havajských ostrovech. Experimentální tým se skládal ze tří mužů a tří žen [40] . Experiment skončil 28. srpna 2016 [41] .
Luna-2015 je experiment simulující let s lidskou posádkou na Měsíc , který provedlo Rusko ve dnech 27. října – 4. listopadu 2015. [42]