Эксперимент «Марс-500»
Модуль ЭУ-50:
Объём модуля — 50 м3. Используется для имитации посадочного марсианского модуля. Модуль рассчитан на 2-3-месячное пребывание 3 человек.
Состав модуля:
— 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.
Состав модуля:
— 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.
Состав модуля:
— 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.
Состав модуля:
— 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
Модуль «Имитатор марсианской поверхности»:
Объём модуля — 1200 м3. Используется для имитации марсианской поверхности.
Состав модуля:
— 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
Сателлитные эксперименты[править | править код]
Во время проекта реализованы дополнительные эксперименты, именуемые сателлитными, которые направлены на изучение воздействия радиации, профилактики воздействия невесомости, влияния пожаробезопасной атмосферы корабля и другие.
Кардиологические эксперименты[править | править код]
Длительное пребывание в изолированном комплексе при воздействии различных стрессовых факторов может сильно повлиять на организм, в частности, на жизнеспособность и механизмы регуляции. Чтобы правильно проанализировать научные данные о состоянии команды испытуемых «Марс-500» в течение полуторагодового существования в НЭКе, проводились контрольные эксперименты, в которых такие же группы находились в естественных условиях с учётом разных факторов среды — климато-географических, производственных и социально-бытовых. Только таким методом можно разработать критерии оценки состояния здоровья и риск развития заболеваний у людей.
Кардиологические эксперименты нацелены на изучение динамики изменения состояния здоровья за длительный отрезок времени, влияния на неё экологических факторов и создание критериев оценки индивидуального риска развития заболеваний. Для этого были созданы группы добровольцев из разных стран мира с отличным состоянием здоровья. Добровольцев исследовали той же аппаратурой и теми же методами, что и испытуемых в проекте «Марс-500». Затем эти группы добровольцев изучались, а результаты сравнивались с результатами исследования эталонной группы испытателей «Марс-500», которая находилась в термокамере в стандартных условиях.
Эти исследования важны не только для развития космической медицины, но и для развития здравоохранения в России. Они направлены на сохранение здоровья работающего населения и профессионального долголетия. В ходе проведения кардиологических экспериментов будут разрабатываться новые методология и технология диагностики донозологического состояния. Предполагается, что новые методы внедрят в систему здравоохранения, когда меры будут приниматься до начала развития болезни. Изучение донозологических состояний особенно необходимо для космонавтов, так как они подвержены постоянным стрессорным нагрузкам.
Во время 105-суточного этапа была произведена работа с бо́льшими группами добровольцев для того, чтобы выбрать тех, кто соответствует критериям практически здорового человека, для сравнения с эталонной группой, исследуемой в течение долгого времени в термокамере. Параллельно такие эксперименты проводились в Москве, в Центральном регионе России, на Кавказе, на Севере России, на Дальнем Востоке, а также в Белоруссии, Казахстане, Чехии, Германии и Канаде.
Программа изучения:
- Ежемесячные оперативные исследования, которые состоят из:
- регистрации электрокардиограммы с проведением дыхательных проб и измерением артериального давления
- заполнения специальной анкеты об образе жизни, нагрузках и возможных жалобах за прошедший месяц
- Ежеквартальные динамические комплексные исследования, которые состоят из:
- регистрации комплекса кардиореспираторных параметров с выполнением функциональных проб с физической, умственной и ортостатической нагрузками и измерением артериального давления
- заполнения подробной анкеты и проведения психологического тестирования
- стандартные поликлинические диспансерные исследования проводятся до и после всей серии исследований
При измерении всех параметров использовался аппаратно-программный комплекс «Экосан-2007». Такой же был применён для 520-суточного этапа. В перспективе подобные комплексы станут многопараметрическими, многоцелевыми медицинскими приборами для людей, чья работа является стрессорной. Ранее «Экосан-2007» испытывался на водителях автобусов и лётчиках[19].
Иммерсионные эксперименты[править | править код]
Как известно, во время долгого пребывания человека в невесомости у него появляются гипокинетические нарушения. Для изучения этого явления Институт медико-биологических проблем много лет проводит исследования в этой области, что позволило детально составить картину гипокинетических нарушений. Результаты экспериментов показывают, что главная причина развития нарушений — это изменение в работе гравитационно-зависимых механизмов, которые отвечают за двигательную активность при воздействии гравитации на организм. Изменения начинают происходить из-за нарушения согласованной работы сенсорных систем, в частности, опорной и проприоцептивной.
Данные, полученные в ходе экспериментов, дают основание полагать, что опорная афферентация у человека выполняет роль механизма активации и регуляции активности позно-тонической системы, а также, что опорная разгрузка является причиной физиологических и морфологических изменений, которые обычны для условий невесомости и микрогравитации.
Основная цель иммерсионных экспериментов состоит в изучении воздействия опорной разгрузки на механизмы реализации опорных сигналов (спинальные, супраспинальные) и состояние центральных механизмов систем управления движением[20].
Гипербарические эксперименты[править | править код]
Во время всего полёта существует риск возникновения пожара в космическом корабле. Для сведения этого риска к минимуму возможно будет использоваться аргон. С помощью аргона можно значительно снизить концентрацию кислорода в атмосфере космического корабля без вреда для экипажа и создать так называемую гипоксическую среду.
С 1996 по 2003 гг. ИМБП РАН проводил исследования по пребыванию человека в нормоксических и гипоксических средах, состоящих из кислорода, азота и аргона, которые показали безопасность долговременного нахождения в нормоксической среде и улучшение адаптации организма благодаря аргону к гипоксии в гипоксической среде. В 1996 году на протяжении 7 суток группа подопытных находилась при давлении в 10 метров водяного столба в нормоксической среде с содержанием кислорода в 10 % (остальное — азотно-аргоновая смесь). Умственная и физическая деятельность в течение всего эксперимента сохранялась на нормальном уровне. При уменьшении кислорода до 7,5 % с добавлением аргона было замечено улучшение адаптации к гипоксии. В 1999 году испытуемые провели 18 суток при давлении 5 м вод. ст. в нормоксической среде также без нарушений умственной и физической деятельности. В настоящий момент для безопасного практического применения признана смесь, состоящая из 14 % кислорода, 53 % азота и 33 % аргона. Трёхсуточный эксперимент, проведённый в 2003 году, при давлении 5 м вод. ст. с 10 % содержанием кислорода выявил повышение умственной и физической деятельности, внимания и объёма кратковременной памяти человека.
Все эти исследования говорят в пользу возможности его применения для создания пожаробезопасной среды на пилотируемом космическом корабле, хотя количества этих исследований недостаточно, чтобы сделать статистическую оценку.
Гипербарические эксперименты дополняют знания по влиянию пожаробезопасной кислородо-азотно-аргоновой смеси на организм человека при помощи комплексной оценки состояния организма испытуемого во время длительного нахождения в пожаробезопасной смеси. У добровольцев определяли уровень психической и физической работоспособности, оценивали состояние кардиореспираторной системы, гематологических, метаболических и иммунологических показателей в крови, а также проводились микробиологические исследования и исследования, которые позволят усовершенствовать существующие системы жизнеобеспечения[источник не указан 2903 дня
].
Радиологические эксперименты[править | править код]
Чтобы избежать комбинированного (хронического и острого) облучения во время полёта на Марс, надо создать модель прогнозирования радиационного риска. Модель должна описывать вероятность возникновения радиационной болезни в зависимости от полученной общей дозы, снижение работоспособности, которое вызывает острая реакция организма, и возможное снижение общей устойчивости к влиянию факторов межпланетного перелёта. Создать такую модель можно, изучив воздействие радиации на живой организм в течение долгого времени.
Радиологические эксперименты проводятся с целью изучения радиобиологических реакций основных регуляторных систем организма (нервной, эндокринной, иммунной, сердечно-сосудистой, кроветворной), а также спермато- и цитогенетического ответа на облучение и анализ отсроченных эффектов облучения (продолжительность жизни и канцерогенез). В качестве подопытных выбраны самцы макаки-резус возрастом 3—5 лет. Они поделены на группы по 10—15 обезьян в каждой. Эксперименты организованы так, что имитируют реальное облучение космонавтов при полёте на Марс, включая острую и хроническую фазы болезни. Источник радиации, использующийся в этих экспериментах — 137Cs[источник не указан 2903 дня
].
Исследование желудочно-кишечного тракта[править | править код]
Среди космических экспериментов по медико-биологическому разделу «Долгосрочной программы научно-прикладных исследований и экспериментов, планируемых на российском сегменте МКС» запланирован и введён в действие эксперимент «Спланх»: «Исследование особенностей структурно-функционального состояния различных отделов желудочно-кишечного тракта для выявления специфики изменений пищеварительной системы в условиях космического полёта»[21] В рамках проекта «Марс-500» экипажем выполняется 24-часовая электрогастроэнтерография — исследования электрический активности отделов пищеварительного тракта человека с помощью гастроэнтерографа «Спланх-1» — бортового прибора, разработанного ИМБП РАН с участием НПП «Исток-Система» на базе серийно выпускаемого электрогастроэнтерографа «Гастроскан-ГЭМ»[22][23].
