| Eksperiment | |
| Generel information | |
|---|---|
| Navn | Mars-500 |
| Formålet med forsøget | Flysimulering til Mars |
| Tidsforbrug | november 2007 til november 2011 |
| besætningsmedlemmer | 6 personer |
| Status | færdig |
| Kunde | Roscosmos og Det Russiske Videnskabsakademi |
| Medlemmer | Roscosmos , ESA |
| Forgænger | Simulering af den internationale besætnings flyvning på rumstationen |
| Efterfølger | Luna 2015 |
"Mars-500" er et eksperiment til at simulere en bemandet flyvning til Mars , udført af Rusland med bred international deltagelse [1] . Eksperimentet blev udført i regi af Roscosmos og Det Russiske Videnskabsakademi [1] . Projektets vigtigste internationale partner er European Space Agency [1] . Under eksperimentet var seks frivillige i et lukket kompleks i 520 dage [2] . Eksperimentet var så tæt som muligt på en rigtig bemandet flyvning til Mars med en tilbagevenden til Jorden [1] . Projektet blev implementeret af Institute of Biomedical Problems of the Russian Academy of Sciencesi Moskva. Omkostningerne ved projektet er anslået til 15 millioner amerikanske dollars [3] . De første to faser af projektet (14 og 105 dages isolation) blev afsluttet med succes i midten af 2010. Implementeringen af den tredje fase (faktisk "flyvning") begyndte den 3. juni 2010 og blev afsluttet med succes den 4. november 2011 [4] . Projektlederen er pilot-kosmonaut i Den Russiske Føderation Boris Morukov .
En bemandet flyvning til Mars skulle finde sted i første halvdel af det 21. århundrede . En sådan mission kræver enorme økonomiske omkostninger og er belastet med store tekniske problemer, da den vil vare mere end et år på grund af den store afstand mellem Jorden og Mars (fra 55 til 400 millioner kilometer). Et uundgåeligt aspekt af missionen er, at holdet på 6 astronauter skal leve i et lukket rum til enhver tid. Dette kan hurtigt føre til spændinger i teamet, især da det rutinemæssige tekniske arbejde, der vil komme ind under hele flyvningen, og kedsomhed kan blive alvorlige problemer.
Hovedmålet med projektet er at indsamle data om teammedlemmernes helbred og deres præstationer ved at simulere hovedtræk ved en bemandet flyvning til Mars, såsom lang varighed, autonomi, usædvanlige forhold for kommunikation med Jorden - kommunikationsforsinkelse, begrænset ressourcer og afgøre, om en sådan flyvning er mulig, baseret på den menneskelige krops muligheder [5] .
Den første fase af projektet, der varede 14 dage, blev udført i to moduler af det medicinske og tekniske kompleks - et boligmodul EU-150 med en volumen på 150 m³ og et medicinsk modul EU-100 med en volumen på 100 m³. Scenen sluttede i november 2007 .
Formålet med denne fase var at kontrollere overensstemmelsen af de tekniske og operationelle egenskaber af de modulsystemer, som besætningen skulle bo i, for at vurdere deres bekvemmelighed og vedligeholdelse.
Resultatet viste, at modulerne opfylder alle de nødvendige krav [6] .
Frivillige måtte tilbringe 14 dage i isolation.
Besætningen bestod af 6 personer.
Anden fase af projektet, der varede 105 dage, blev udført fra 31. marts til 14. juli 2009 .
Fasen var nødvendig for at indhente videnskabelig og teknisk information og analysere den for at organisere den mest optimale og effektive hovedfase i projektet.
De vigtigste opgaver, der skulle løses af forskerne i denne fase var: at studere funktionerne i den fysiologiske og psykologiske tilpasning af besætningsmedlemmerne under betingelser for autonom eksistens, at studere besætningens interaktion med de ansatte i kontrolcentret, tage hensyntagen til kommunikationsforsinkelsen og andre [7] .
Den 5. marts 2010 offentliggjorde IBMP resultaterne af en 105-dages isolation [8] [9] .
Den tredje og sidste fase af projektet, der varede 520 dage, blev udført fra 3. juni 2010 til november 2011 [5] . På dette stadium blev der udført en undersøgelse af interaktionen "menneske-miljø" og indsamling af information om besætningens helbred og ydeevne under forhold tæt på Mars-flyvningen : høj varighed af ophold i et begrænset rum, autonomi, kommunikation med Jorden med en betydelig forsinkelse, begrænsede ressourcer. Også udviklingen af medicinske støtteteknologier til astronauter til interplanetariske flyvninger og vurderingen af muligheden for moderne teknologier, systemer og midler til livsunderstøttelse og menneskelig beskyttelse blev udført [10] . I løbet af denne fase blev der udført tre udgange til den simulerede Mars-overflade.
For at yde psykologisk støtte til holdet blev der afholdt en skakturnering mellem "Mars"-besætningen og den tidligere skakverdensmester Anatoly Karpov [8] .
Besætningssammensætning til 520 dages isolation
Fra Rusland:
1. Sitev Alexey Sergeevich - besætningschef
2. Kamolov Sukhrob Rustamovich - besætningslæge
3. Smoleevsky Alexander Egorovich - forsker
Fra European Space Agency:
4. Romain Charles - flyveingeniør
5. Diego Urbina - Explorer
Fra China Cosmonaut Training Center:
6. Wang Yue - Explorer
Den 12. februar 2011 blev besætningen opdelt i to hold: Alexei Sitev, Sukhrob Kamolov og Romain Charles forblev i "skibet". Alexander Smoleevsky, Diego Urbina og Wang Yue flyttede til "landeren", hvor eksperimenter relateret til landing på Mars blev udført [11] [12] .
Den 14. februar 2011 kl. 13:00 Moskva-tid fandt den første adgang til den simulerede overflade af Mars sted [13] . Deltagerne bar Ruslands, Kinas og Den Europæiske Rumorganisations flag , læste derefter en hilsen op på russisk og engelsk og samlede partikelprøver fra overfladen i en kapsel og placerede den i en speciel beholder. Astronauterne samlede også sten og jord fra de samme steder. Varigheden af opholdet på "Mars overflade" var omkring 1,5 time.
Den 18. februar 2011 fandt den anden tilgang til Mars overfladesimulator sted. To kosmonauter deltog i det : russiske Alexander Smoleevsky og kinesiske Wang Yue. De læste en hilsen på russisk og kinesisk. Derefter udførte kosmonauterne det nødvendige arbejde med den lille Mars-station, tog prøver af løs jord og sten og søgte efter uregelmæssigheder ved hjælp af et magnetometer . Astronauternes aktiviteter blev transmitteret live på Mission Control Center for Central Research Institute of Mechanical Engineering fra Institute of Biomedical Problems of the Russian Academy of Sciences , hvor eksperimentet udføres [14] .
Den tredje, sidste udgang til "Mars overflade" fandt sted den 22. februar 2011 . Russiske Alexander Smoleevsky og italieneren Diego Urbina kom til overfladen. Under udsejlingen blev der taget stenprøver. Kosmonauterne udarbejdede også en nødsituation, hvor Diego Urbina snublede over en kampesten og faldt, og Alexander Smoleevsky måtte hjælpe ham op [15] .
Den 4. november 2011 blev den 520 dage lange isolation gennemført, og besætningen forlod forsøgskomplekset [16] . I tre dage var de i observationstilstand. Den 8. november var RIA Novosti-agenturet vært for den første pressekonference med projektbesætningen [17] .
Under projektet blev yderligere eksperimenter, kaldet satellit-eksperimenter, implementeret, som har til formål at studere virkningerne af stråling , forhindre virkningerne af vægtløshed , virkningerne af skibets brandsikre atmosfære og andre.
Længerevarende ophold i et isoleret kompleks under påvirkning af forskellige stressfaktorer kan i høj grad påvirke kroppen, især levedygtigheden og reguleringsmekanismerne. For korrekt at analysere de videnskabelige data om tilstanden for Mars-500-teamet af testpersoner i løbet af det halvandet års eksistens på NEC, blev der udført kontroleksperimenter, hvor de samme grupper var i naturlige forhold, under hensyntagen til forskellige miljøfaktorer - klimatiske, geografiske, industrielle og sociale. Kun på den måde kan kriterier for vurdering af sundhedstilstand og risiko for at udvikle sygdomme hos mennesker udvikles.
Kardiologiske eksperimenter har til formål at studere dynamikken i ændringer i sundhedstilstanden over lang tid, miljøfaktorers indflydelse på den og skabelsen af kriterier til vurdering af den individuelle risiko for at udvikle sygdomme. Til dette blev der skabt grupper af frivillige fra hele verden med fremragende sundhed. Frivillige blev undersøgt med det samme udstyr og de samme metoder som forsøgspersonerne i Mars-500-projektet. Derefter blev disse grupper af frivillige undersøgt, og resultaterne blev sammenlignet med resultaterne af undersøgelsen af referencegruppen af testere "Mars-500", som var i et termisk kammer under standardbetingelser.
Disse undersøgelser er vigtige ikke kun for udviklingen af rummedicin , men også for udviklingen af sundhedsvæsenet i Rusland . De er rettet mod at opretholde den arbejdende befolknings sundhed og professionelle levetid. I løbet af udførelsen af hjerteeksperimenter vil der blive udviklet ny metodologi og teknologi til diagnosticering af prænosologiske tilstande . Det forventes, at der vil blive introduceret nye metoder i sundhedssystemet, når der tages tiltag inden sygdommens opståen. Studiet af prænosologiske tilstande er især nødvendigt for kosmonauter, da de er udsat for konstante stressbelastninger.
I løbet af 105 dages fasen blev store grupper af frivillige rekrutteret til at udvælge dem, der opfyldte kriterierne for en praktisk talt rask person, til sammenligning med en referencegruppe, der blev undersøgt over en længere periode i et termisk kammer. Sideløbende blev sådanne eksperimenter udført i Moskva , i den centrale region i Rusland, i Kaukasus , i det nordlige Rusland, i Fjernøsten samt i Hviderusland , Kasakhstan , Tjekkiet , Tyskland og Canada .
Studieprogram:
Ved måling af alle parametre blev hardware-softwarekomplekset "Ekosan-2007" brugt. Det samme blev anvendt for 520-dages etape. I fremtiden vil sådanne komplekser blive multi-parametriske, multi-purpose medicinsk udstyr til mennesker, hvis arbejde er stressende. Tidligere blev Ecosan-2007 testet på buschauffører og piloter [18] .
Som det er kendt, under et langt ophold af en person i vægtløshed udvikler han hypokinetiske forstyrrelser. For at studere dette fænomen har Institut for Biomedicinske Problemer i mange år forsket på dette område, hvilket gjorde det muligt at tegne et detaljeret billede af hypokinetiske lidelser. Resultaterne af forsøg viser, at hovedårsagen til udviklingen af lidelser er en ændring i arbejdet med tyngdekraftafhængige mekanismer, der er ansvarlige for motorisk aktivitet, når tyngdekraften påvirker kroppen. Ændringer begynder at forekomme på grund af en krænkelse af det koordinerede arbejde af sensoriske systemer , især støttende og proprioceptive.
De data, der er opnået under forsøgene, giver grund til at tro, at støtteafferentationen hos mennesker spiller rollen som en mekanisme til aktivering og regulering af aktiviteten af det posturalt-toniske system, og også at støtteudladning er årsagen til fysiologiske og morfologiske ændringer, der er almindelig under forhold med vægtløshed og mikrotyngdekraft .
Hovedmålet med nedsænkningseksperimenter er at studere indvirkningen af aflæsning af støtte på mekanismerne for implementering af støttesignaler (spinal, supraspinal) og tilstanden af de centrale mekanismer i bevægelseskontrolsystemer [19] .
Under hele flyvningen er der risiko for brand i rumfartøjet. Argon vil sandsynligvis blive brugt til at minimere denne risiko . Ved hjælp af argon er det muligt at reducere iltkoncentrationen i atmosfæren i et rumfartøj markant uden at skade besætningen og skabe et såkaldt hypoksisk miljø.
Fra 1996 til 2003 _ IBMP RAS udførte forskning i menneskelig eksponering for normoksiske og hypoksiske miljøer bestående af oxygen , nitrogen og argon , som viste sikkerheden ved langvarigt ophold i et normoksisk miljø og forbedret tilpasning af kroppen på grund af argon til hypoksi i et hypoksisk miljø. I 1996 var en gruppe forsøgspersoner i 7 dage ved et tryk på 10 meter vandsøjle i et normoksisk miljø med et iltindhold på 10 % (resten er en nitrogen-argon-blanding). Mental og fysisk aktivitet under hele forsøget forblev på et normalt niveau. Når oxygen blev reduceret til 7,5% med tilsætning af argon, blev der bemærket en forbedring i tilpasningen til hypoxi . I 1999 tilbragte forsøgspersonerne 18 dage ved et tryk på 5 m vand. Kunst. i et normoksisk miljø også uden psykiske og fysiske funktionsnedsættelser. I øjeblikket er en blanding bestående af 14% oxygen , 53% nitrogen og 33% argon anerkendt for sikker praktisk brug . Et tre-dages eksperiment udført i 2003 , ved et tryk på 5 m vand. Kunst. med 10% iltindhold afslørede en stigning i mental og fysisk aktivitet, opmærksomhed og mængden af korttidshukommelse hos en person.
Alle disse undersøgelser taler for muligheden for dens anvendelse til at skabe et brandsikkert miljø på et bemandet rumfartøj , selvom antallet af disse undersøgelser ikke er nok til at foretage en statistisk vurdering.
Hyperbariske eksperimenter supplerer viden om effekten af en brandsikker oxygen-nitrogen-argon-blanding på menneskekroppen ved hjælp af en omfattende vurdering af testpersonens kropstilstand under et længere ophold i en brandsikker blanding. Frivillige blev bestemt niveauet af mental og fysisk ydeevne, vurderet tilstanden af det kardiorespiratoriske system, hæmatologiske, metaboliske og immunologiske parametre i blodet, samt mikrobiologiske undersøgelser og undersøgelser, der ville forbedre eksisterende livsstøttesystemer .
For at undgå kombineret (kronisk og akut) eksponering under en flyvning til Mars , er det nødvendigt at lave en strålingsrisikoforudsigelsesmodel. Modellen skal beskrive sandsynligheden for forekomst af strålingssyge afhængigt af den samlede modtagne dosis, faldet i ydeevne forårsaget af en akut reaktion fra kroppen og det mulige fald i den samlede modstand mod påvirkningen af interplanetariske flyvefaktorer. Det er muligt at skabe en sådan model ved at studere effekten af stråling på en levende organisme over en længere periode.
Radiologiske eksperimenter udføres for at studere de radiobiologiske reaktioner af kroppens vigtigste reguleringssystemer ( nerve , endokrine , immune , kardiovaskulære , hæmatopoietiske ), såvel som spermato- og cytogenetiske reaktioner på bestråling og analyse af forsinkede virkninger af bestråling (levetid og carcinogenese ). Han rhesus aber i alderen 3-5 år blev udvalgt som forsøgspersoner . De er opdelt i grupper på hver 10-15 aber. Eksperimenterne er organiseret på en sådan måde, at de efterligner astronauters reelle eksponering under en flyvning til Mars , inklusive de akutte og kroniske faser af sygdommen. Kilden til stråling, der anvendes i disse eksperimenter, er 137 Cs .
Blandt rumeksperimenterne under den medicinske og biologiske sektion af "Langsigtet program for videnskabelig og anvendt forskning og eksperimenter planlagt på det russiske segment af ISS", er Splanch-eksperimentet planlagt og sat i drift: "Studie af den strukturelle og funktionel tilstand af forskellige sektioner af mave-tarmkanalen for at identificere de specifikke ændringer i fordøjelsessystemet under rumflyvning" [20] Inden for rammerne af "Mars-500"-projektet udfører besætningen 24-timers elektrogastroenterografi - undersøgelser af den elektriske aktivitet af den menneskelige fordøjelseskanal ved hjælp af Splanch-1 gastroenterograph - en indbygget enhed udviklet af Institute of Biomedical Problems of the Russian Academy of Sciences med deltagelse NPP " Istok-System " på basis af kommercielt tilgængelig elektrogastroenterograph "Gastroscan-GEM " [21] [22] .
Det medicinske og tekniske kompleks blev skabt for at udføre eksperimenter med at simulere rumflyvninger, som er så tæt som muligt på virkelige, og varer mindst 500 dage med en besætning på 4-6 personer.
Komplekset omfatter flere eksperimentelle installationer (EU):
| Besætning 14-dages isolation [24] | Fødsels år | Erhverv |
|---|---|---|
| Ryazansky Sergey (besætningschef) | 1974 | Kosmonaut -forsker |
| Artamonov Anton | 1982 | Fysiker , softwareingeniør hos IBMP RAS |
| Kovalev Alexander | 1982 | Ingeniør , arbejder i IBMP telemedicin laboratorium |
| Tugusheva Marina | 1983 | Biolog , forsker ved IBMP |
| Perfilov Dmitry | 1975 | Læge , arbejder i IBMP's telemedicinske laboratorium |
| Artemiev Oleg | 1970 | Ingeniør hos RSC Energia |
| Besætning 105 dages isolation [25] | ||
| Ryazansky Sergey Nikolaevich | 1974 | Kosmonaut -forsker |
| Artemiev Oleg Germanovich | 1970 [26] | Test kosmonaut |
| Shpakov Alexey Vasilyevich [27] | 1983 [28] | Specialist i fysisk kultur og sport |
| Baranov Alexey Viktorovich | 1976 [29] | Urolog , onkolog _ |
| Cyrille Fournier ( fr. Cyrille Fournier ) | 1969 [30] | Air France kommerciel flyselskabpilot , i øjeblikket kaptajn på en Airbus A320 |
| Oliver Knickel ( tysk: Oliver Knickel ) | 1980 [31] | Militæringeniør i Bundeswehr |
| Besætning 520 dages isolation [32] | ||
| Sitev Alexey Sergeevich (besætningschef) | 1972 | skibsbygningsingeniør _ |
| Kamolov Sukhrob Rustamovich | 1973 | Kirurg |
| Smoleevsky Alexander Egorovich | 1978 | Militærlæge, praktiserende læge, fysiolog |
| Romain Charles ( fr. Romain Charles ) | 1979 | Ingeniør |
| Diego Urbina ( italiensk: Diego Urbina ) | 1983 | Ingeniør |
| Wang Yue ( kinesisk 王玥) | 1983 | Astronaut undervisningsassistent |
De vigtigste krav til frivillige var følgende [33] :
For at udføre et 520-dages eksperiment, før opsendelsen, blev 6 personer udvalgt fra listen over kandidater, som udgjorde besætningen på "Mars-flyvningen" [34] .
Kandidater:
Fra 10. til 11. marts 2010 gennemgik 11 kandidater overlevelsestræning. De blev delt op i to grupper på 5 og 6 personer. I den første var besætningschefen en førende testingeniør fra TsPK im. Gagarin Boris Egorov, i den anden - seniorinspektør-dykker af TsPK im. Gagarin Mikhail Sinelnikov [8] .
Partnere og eksperter fra det internationale projekt "Mars-500" fra Moscow Human Rights Center kritiserede den samme køn isolation af deltagerne i eksperimentet for at simulere flugten og koloniseringen af den røde planet, siger i et interview med den britiske avis " Daily Mail ", at kønsdiskrimination på Mars skete endnu før, ligesom en menneskelig fod har sat sine ben på planeten.
Generaldirektøren for IOC, advokat Mikhail Salkin sagde: "Fraværet af kvinder i projektet demonstrerer endnu en gang tilstedeværelsen af gamle kønsstereotyper på jorden," hvilket vil forvrænge resultaterne af biomedicinsk forskning, hvilket negativt påvirker fuldstændigheden af det videnskabelige billede af eksperimentet. Yegor Rozenkov, vicegeneraldirektør for udvikling og videnskab i Moskva Menneskerettighedscenter, advarede til gengæld om den mulige fremkomst af "sociale patologier, der udvikler sig i isolerede mandlige grupper: fængsler, hæren eller en lukket skole", og henleder opmærksomheden på sandsynligt udseende af seksuel inversion, hvilket kan være en konsekvens af isolation af samme køn: "Ud fra et synspunkt af besætningens helbred og psykologiske komfort ville det være en stor fejl at" sende "ikke en blandet, men udelukkende mandlig besætning," sagde specialisten.
Som svar på kritikken forklarede vicedirektøren for Mars-500-eksperimentet, Mark Belakovsky fra Institute of Biomedical Problems of the Russian Academy of Sciences , at der ikke var nogen diskrimination mod kvinder under udvælgelsen: "De [kvinder] gjorde det simpelthen ikke vinde denne udvælgelse. Reglerne var de samme, lige for alle, der ville være med i vores projekt, men pigerne bestod bare ikke testen." En anonym kilde hos Roskosmos sagde imidlertid til en britisk korrespondent: "Vi ønsker bare ikke at bringe eksperimentet med spændinger mellem kønnene i fare," men forsikrede, at kvinder sandsynligvis ville blive inkluderet i den nye besætning i det næste Mars-simuleringseksperiment [38 ] .
Ifølge USSR pilot-kosmonaut Valentin Lebedev er sådanne eksperimenter ubrugelige, da betingelserne for disse eksperimenter er for langt fra en rigtig interplanetarisk flyvning. Han påpeger, at enhver deltager til enhver tid kan nægte yderligere deltagelse og forlade komplekset, i modsætning til selve flyvningen til Mars [39] .
Tilsvarende medlem af Det Russiske Videnskabsakademi Yuri Karash skrev i en artikel i Nezavisimaya Gazeta, at flyvningen "kun kan retfærdiggøres i det omfang, Rusland virkelig ville sætte opgaven med at flyve til Mars." Men da Roscosmos endnu ikke har sådanne planer, er der heller ingen begrundelse for denne flyvning [1] .
I august 2015 begyndte et NASA -hold at udføre et lignende eksperiment for at overleve under forhold, der ligner en flyvning til Mars. Et hold på seks personer tilbragte et år i fuldstændig isolation fra omverdenen i et særligt kompleks på skråningen af den sovende Mauna Loa-vulkan på Hawaii-øerne. Forsøgsholdet bestod af tre mænd og tre kvinder [40] . Eksperimentet sluttede den 28. august 2016 [41] .
Luna-2015 er et eksperiment til at simulere en bemandet flyvning til Månen , udført af Rusland den 27. oktober - 4. november 2015. [42]