Прежде чем осуществить пилотируемый полет на Марс, нужно решить множество вопросов. Наиважнейший среди них - медико-биологическое обеспечение экипажа. В условиях длительного автономного полета главным становится человеческий фактор. Человек оказывается наиболее важным, но в то же время наиболее уязвимым звеном в системе "экипаж - космический корабль", в значительной степени определяющим возможность успешного выполнения полета.

Наука и жизнь // Иллюстрации

Макет жилого блока марсианского корабля, собранный в Институте медико-биологических проблем. Добровольцы-испытатели проведут в нем от 500 до 700 суток в условиях, имитирующих межпланетный полет и высадку на поверхность Марса.

Интерьер каюты космонавта-исследователя.

Макет жилого блока в разрезе. На нем представлены каюты экипажа, переходные шлюзы и круглое помещение, предназначенное для имитации работ на поверхности Марса.

Кают-компания. Слева - гермолюк шлюза, ведущего в другое помещение.

Коридор жилого блока. В него выходят двери кают экипажа.

В Государственном научном центре РФ "Институт медико-биологических проблем Российской академии наук" (ГНЦ РФ-ИМБП РАН) в IV квартале 2007 года планируется начать наземный эксперимент "Марс-500" продолжительностью 520 суток (с возможностью продления до 700 суток), моделирующий пилотируемый полет на Марс.

В результате эксперимента специалисты получат данные для уточнения концепции медико-биологического обеспечения экспедиции, а также исходные требования к концепции полета в целом, к составным частям марсианского экспедиционного комплекса и системам обеспечения жизнедеятельности экипажа.

Цель эксперимента

В процессе проведения "Марс-500" будут изучены взаимодействие компонентов системы "человек - окружающая среда", получены данные о состоянии здоровья и работоспособности экипажа, длительно находящегося в условиях изоляции в герметично замкнутом ограниченном пространстве при моделировании основных особенностей марсианского полета. Влияние на человека очень большой длительности автономного полета при сильной задержке сигналов связи с Землей и ограниченности расходуемых ресурсов требует самого серьезного изучения. Кроме того, необходимо отработать принципы, методы и средства контроля, диагностики и прогнозирования состояния здоровья и работоспособности членов экипажа, их психологической поддержки, оказания медицинской помощи и своими силами, и с использованием телеметрической медицины и многое другое. В рамках научной программы будут проведены различные клинико-физиологические, биохимические, иммунологические исследования, а также исследования в области психофизиологии и психологии.

Основные этапы эксперимента

"Полет" по трассе Земля - Марс продлится 250 суток. Пребывание на "поверхности Марса" трех членов экипажа - до 30 суток. Перед "посадкой на Марс" испытатели будут находиться до 30 суток в условиях, имитирующих невесомость. Они займут горизонтальное положение на разгрузочном ложе, не позволяющем совершать физические усилия, с наклоном головы в сторону. Кровь, которая обычно приливает к ногам под действием сил гравитации, станет приливать к голове, как в невесомости. Такое положение называется антиортостатической гипокинезией (см. "Наука и жизнь" № 9, 2004 г.). Эксперимент завершится "полетом" по трассе Марс - Земля продолжительностью 240 суток.

Состав экипажа

Экипаж предполагается интернациональный, численностью шесть человек в возрасте от 25 до 50 лет (гендерная структура будет определена по результатам отбора испытателей-добровольцев). Предпочтительные специальности членов экипажа (с учетом их совмещения): врачи, инженеры, биологи, специалисты по вычислительной технике.

Организация жизнедеятельности экипажа

В эксперименте предполагается ориентироваться на режим труда и отдыха экипажей в орбитальных полетах (семидневная неделя с двумя выходными). Вместе с тем организация труда и отдыха экипажа на разных стадиях эксперимента может иметь особенности, обусловленные спецификой моделируемых этапов полета и ситуаций.

Деятельность экипажа будет включать штатные операции (медицинский контроль здоровья, физические тренировки, контроль и обслуживание систем, управление посадочным модулем и др.), научные исследования, санитарно-гигиенические процедуры и т.д. Планируется моделирование нештатных и аварийных ситуаций, обусловленных человеческим фактором (снижением работоспособности, надежности деятельности и т. п.), а также отказами бортовых систем и оборудования. Во всех этих ситуациях экипажу предстоит самостоятельно принимать решения и выполнять их.

Рационы питания членов экипажа будут идентичны рационам, используемым на Международной космической станции. Питьевая вода такая же, как для космических экипажей. Курение и употребление алкогольных напитков не допускаются.

Основным способом обмена информацией между экипажем и центром управления экспериментом станет электронная почта. Сообщения будут поступать с задержкой, соответствующей удалению корабля от Земли в полете.

Экспериментальная база

Эксперимент намечено проводить в наземном экспериментальном комплексе (НЭК) ГНЦ РФ-ИМБП РАН. Он представляет собой пять герметичных, сообщающихся между собой цилиндрических модулей суммарным объемом 550 м³, один из которых предназначен для имитации деятельности на "поверхности Марса".

В жилом отсеке блока (модуль ЭУ-150) оборудованы индивидуальные каюты командира и экипажа, кают-компания, кухня, главный пульт, санузел, коридор, рабочие места для проведения медико-биологических исследований, помещение для хранения взятых "на борт" запасов и т.п. Все помещения обшиты деревянными панелями, пропитанными огнеупорным составом и антисептиком. Модули оснащены системами аудио- и телевизионной связи. Экипаж будет находиться в условиях искусственной атмосферной среды при нормальном барометрическом давлении. Ряд систем обеспечения жизнедеятельности расположен вне модулей, однако члены экипажа смогут управлять ими либо непосредственно, либо с помощью имитации действий.

Добровольцы-испытатели проведут в наземно-экспериментальном комплексе как минимум 500 дней. В нем во всех деталях (кроме, разумеется, отсутствия силы тяжести) будет смоделирован полет на Марс. Даже умываться "космонавты" станут при помощи влажных салфеток - раковины на корабле не будет. Дело в том, что вода в невесомости разбивается на шарики, которые свободно плавают в воздухе и могут попасть испытателю в дыхательное горло или замкнуть какое-либо электронное устройство.

Врачебно-экспертная комиссия Института медико-биологических проблем уже отобрала первых пять кандидатов в испытатели. Интерес к предстоящему эксперименту "Марс-500" не ослабевает. Его проявляют представители ряда иностранных космических агентств, научных организаций и фирм. С ними проводятся встречи и переговоры об основных направлениях и условиях возможного участия в эксперименте "Марс-500", старт которого состоится уже в этом году.

Фото предоставлены Институтом медико-биологических проблем.

См. в номере на ту же тему

Л. ГОРШКОВ - Полет человека на Марс.

№7, 2007