MARS-500 - MARS-500



The Mars-500 mise byla a psychosociální izolace experiment provedený v letech 2007 až 2011 Ruskem, Evropská kosmická agentura a Čína, v rámci přípravy na blíže nespecifikované budoucí vesmírné lety s posádkou na planetu Mars.[1] Zařízení experimentu bylo umístěno na Ruská akademie věd ' Ústav biomedicínských problémů (IBMP) v Moskva, Rusko.[1]
V letech 2007 až 2011 žily a pracovaly v modelové kosmické lodi v IBMP tři různé posádky dobrovolníků. Konečnou fázi experimentu, který měl simulovat 520denní misi s posádkou, provedla mužská posádka složená ze tří Rusů (Alexey Sitev, Suchrob Kamolov, Alexander Smoleevskij), Francouz (Romain Charles), Ital (Diego Urbina) a čínský občan (Yue Wang). Maketa simulovala raketoplán kosmické lodi Země-Mars, plavidlo výstupu a sestupu a marťanský povrch. Mezi dobrovolníky, kteří se zúčastnili tří fází, byli odborníci se zkušenostmi v oblasti strojírenství, medicíny, biologie a lidských vesmírných letů. Experiment přinesl důležitá data o fyziologických, sociálních a psychologických účincích dlouhodobé izolace v těsné blízkosti.
Přehled projektu
Účel
MARS-500 měl studovat psychologické, fyziologické a technologické výzvy spojené s dlouhodobým kosmickým letem. Mezi dalšími překážkami, které je třeba překonat, experiment zkoumal fyziologické účinky dlouhodobé beztíže, účinnost řízení zdrojů a účinky izolace v hermeticky uzavřeném prostředí. Komunikační systémy MARS-500 byly navrženy s 13minutovým zpožděním, aby simulovaly skutečný čas přenosu do az kosmické lodi vázané na Mars.
Vědecké cíle
Vědecké cíle MARS-500 zahrnovaly studium potenciálních návrhů stanovišť, se zvláštním zaměřením na lékařskou a psychologickou podporu pro posádku (která by nutně byla omezena na relativně malou kosmickou loď s relativně omezeným zdravotnickým zařízením pro sedm až devítiměsíční cesta na Mars).[2]
Fáze experimentu
V letech 2007 až 2011 bylo naplánováno celkem 640 experimentálních dnů, rozdělených do tří fází různé délky. Během každé etapy posádka dobrovolníků žila a pracovala v maketě kosmické lodi. Komunikace s vnějším světem byla omezená a byla vedena s realistickým časovým zpožděním až 25 minut, aby se simulovalo skutečné zpoždění komunikace mezi Marsem a Zemí. Obdobně byla pro dobrovolníky poskytnuta realisticky omezená dodávka palubního spotřebního materiálu.[3] Některé podmínky, jako např beztíže a kosmické záření, nelze simulovat.
První patnáctidenní fáze experimentu Mars-500 proběhla od 15. listopadu 2007 do 27. listopadu 2007.[4] Účelem této etapy bylo otestovat technické vybavení, zařízení a provozní postupy pro plavbu.[5]
Druhá, 105denní fáze experimentu MARS-500 začala 31. března 2009, kdy šest dobrovolníků začalo žít v izolovaném obytném komplexu experimentu.[6] Dne 14. července 2009 byla tato fáze experimentu dokončena.
520denní závěrečná fáze experimentu, která měla simulovat celovečerní misi s posádkou, začala 3. června 2010 a skončila 4. listopadu 2011.[7][8][9] Tuto etapu řídila šestičlenná mezinárodní posádka, kterou tvořili tři Rusové, Francouz, Ital / Kolumbijec a Čínský občan.[9] Jeviště zahrnovalo simulaci posádky Přistání na Marsu, se třemi simulovanými procházkami po Marsu provedenými ve dnech 14., 18. a 22. února 2011.[10][11] Experiment skončil 4. listopadu 2011 a všichni účastníci byli údajně v optimálním fyzickém a psychickém stavu.[9]
V únoru 2013 se Sborník Národní akademie věd uvedli, že čtyři ze šesti členů posádky měli značné problémy se spánkem a zvýšili dobu spánku a odpočinku v chování ve srovnání s hibernací zvířat.[12] Účastníci také během porodu zaznamenali narušení jejich cirkadiánního rytmu.[13]
Zařízení

Experimentální zařízení bylo umístěno na Ústav biomedicínských problémů „místo v Moskvě. Komplex sestával z izolačního zařízení, operační místnosti mise, technického vybavení a kanceláří.
Izolační zařízení se skládalo z pěti různých modulů. Tři z modulů - modul pro stanoviště, nástroj a lékařský modul - simulovaly hlavní kosmickou loď. Čtvrtý modul simuloval marťansko-přistávací loď a byl připojen k hlavní kosmické lodi. Pátý modul byl simulátor marťanského povrchu a je připojen k marťanskému přistávacímu modulu. Celkový objem modulů byl 550 m3 (19 000 krychlových stop).
Zařízení zahrnovalo veškeré potřebné vybavení pro provedení experimentu. Jednalo se o komunikační a řídicí systémy, ventilační systémy, dodávky vzduchu a vody, elektrická zařízení, kanalizace, systémy sledování kvality vzduchu a vody a systémy částečné recyklace, zdravotnická zařízení, požární a jiné bezpečnostní monitorovací systémy a nouzové vybavení. Moduly byly udržovány na normálním barometrickém tlaku Země.[14]
Obytný modul
Obytný modul byl hlavní obytnou částí posádky. Válcový modul 3,6 m × 20 m (12 ft × 66 ft) sestával ze šesti samostatných oddílů pro posádku, kuchyně / jídelny, obývacího pokoje, hlavní kontrolní místnosti a toalety. Jednotlivé přihrádky pro ložnice, které měly plochu přibližně 3 m2 Každý z nich (32 čtverečních stop) obsahoval postel, stůl, židli a police na osobní věci.[15]
Lékařský modul

Válcový lékařský modul měřil 3,2 m × 11,9 m (10 ft × 39 ft) a nacházel dvě lékařská lůžka, toaletu a vybavení pro běžné lékařské prohlídky. Obsahoval také vybavení pro telemedicínský, laboratorní a diagnostická vyšetření. Pokud by člen posádky onemocněl, byli by izolováni a léčeni v modulu.[14]
Simulátor přistávacího modulu Mars
Simulátor přistávacího modulu Marsu byl použit pouze během 30denní fáze experimentu „obíhající kolem Marsu“. Válcový modul 6,3 m × 6,17 m (20,7 ft × 20,2 ft) pojal až tři členy posádky a měl tři palandy, dvě pracovní stanice a toaletu. Jeho pomocné systémy zahrnovaly systém řízení a sběru dat, systém video kontroly a komunikace, systém analýzy plynů, systém klimatizace a větrání, kanalizace a přívod vody a systém hašení požáru.[14]
Úložný modul
Válcový úložný modul 3,9 m × 24 m (13 ft × 79 ft) byl rozdělen do čtyř oddílů:[14]
- Chladicí přihrádka pro skladování potravin
- Oddíl pro skladování potravin, které se rychle kazí
- Experimentální skleník
- Prostor obsahující koupelnu, saunu a tělocvičnu
Osádka
Inzerované požadavky na dobrovolníky
Projekt MARS-500 zveřejnil řadu základních požadavků na potenciální kandidáty. Tyto byly:[Citace je zapotřebí ]
- Věk: 25–50 let
- Vysokoškolské vzdělání
- Profesionální požadavky:
- praktický lékař se znalostí první lékařské pomoci
- lékař-vyšetřovatel se znalostmi klinické laboratorní diagnostiky
- biolog
- inženýr - specialista na systémy podpory života
- inženýr - specialista na informatiku
- inženýr - specialista na elektroniku
- inženýr - mechanik
- Jazykové znalosti: znalost ruského a anglického jazyka na profesionální úrovni
Posádka první etapy
Posádku první 15denní etapy izolačního experimentu tvořilo šest Rusů: pět mužů a žena.[16] Tato fáze experimentu byla provedena v listopadu 2007.
- Anton Artamonov (* 1982), inženýr, fyzik a programátor
- Oleg Artemyev (narozený 1970), inženýr a kosmonaut
- Alexander Kovalev (* 1982), inženýr zaměstnán u IBMP telemedicína laboratoř
- Dmitrij Perfilov (* 1975), anesteziolog zaměstnaný v laboratoři telemedicíny IBMP
- Sergej Ryazansky (nar. 1974), velitel posádky, fyziolog a kosmonaut
- Marina Tugusheva (narozená 1983), biologka, výzkumná pracovnice IBMP
Marina Tugusheva, jediná žena z posádky, byla vyloučena z delších misí.[Citace je zapotřebí ]
Posádka druhé etapy
105denní druhá etapa zahrnovala šestičlennou posádku a skončila 14. července 2009.[17]
- Oleg Artemyev, Ruský kosmonaut
- Alexej Baranov, ruský lékař
- Cyrille Fournier, francouzský pilot leteckých společností
- Oliver Knickel, strojní inženýr v Německá armáda
- Sergej Ryazansky (velitel), ruský kosmonaut
- Alexej Shpakov, ruský sportovní fyziolog
Posádka třetí etapy
O 520denní třetí fázi experimentu se ucházelo více než 6 000 lidí ze 40 zemí.[18] Vybranými dobrovolníky byli tři Rusové, dva Evropané a jeden Číňan.[19] Angličtinu ovládali různě, ale ne všichni mluvili rusky.[20]
- Romain Charles, 31letý francouzský inženýr[21][22]
- Sukhrob Rustamovich Kamolov (Сухроб Рустамович Камолов), ruský chirurg[18][23]
- Alexey Sergeyevich Sitev (Алексей Сергеевич Ситёв), ruský inženýr[18] a velitel mise[24]
- Alexandr Egorovič Smoleevskiy (Александр Егорович Смолеевский), ruský fyziolog[18][24]
- Diego Urbina, 27letý Italkolumbijský inženýr[19]
- Wang Yue (王跃), 27letý čínský instruktor ve Výzkumném a výcvikovém středisku čínských astronautů[23][25]
Druhým členem posádky, náhradníkem, byl Michail Sinelnikov (Михаил Олегович Синельников), 37letý ruský inženýr.[18] Mise byla zahájena 3. června 2010[26] a uzavřena dne 4. listopadu 2011, načež účastníci vstoupili do čtyřdenního dne karanténa před opuštěním zařízení.[9][27]
Satelitní experimenty
Během experimentu MARS-500 byly spojeny další experimenty zaměřené na studium účinků záření Byly provedeny zdravotní problémy spojené s beztíží, dopadem požáru na palubu lodi a dalšími.[28]
Srdeční experimenty
Posádkové experimenty zahrnovaly měsíční operační výzkum, který sestával ze záznamu elektrokardiogram, vzorky dýchacích cest a krevní tlak a dotazník o životním stylu, stresu a možných stížnostech za poslední měsíc.
Čtvrtletní dynamické komplexní studie zahrnovaly měření a záznam krevního tlaku a komplexních kardiorespiračních parametrů během provádění funkčních testů s fyzickou, duševní a ortostatickou zátěží. Před a po sérii studií byly provedeny podrobné dotazníky provádějící psychologické testování a standardní ambulantní dispenzární studie.
Ponorné experimenty
Kvůli dlouhodobému pobytu v beztížnosti člověk dostane hypokinetický poruchy. Ke studiu tohoto jevu provádí IBMP v této oblasti již řadu let výzkum, který umožnil vytvoření podrobného obrazu příčiny hypokinetických poruch. Experimentální výsledky ukazují, že hlavní příčinou porušení je změna mechanismů závislých na gravitaci, které jsou odpovědné za motorickou aktivitu pod vlivem gravitace na tělo. Změny začínají docházet z důvodu narušení koordinované práce senzorickými systémy, zejména podporou kostry a proprioceptivní ty. Data získaná během experimentů naznačují, že podpora aferentace u lidí působí jako mechanismus aktivace a regulace aktivity posturálně-tonického systému a že nedostatek podpory skeletu je důvodem pro vypouštění fyziologických a morfologických změn, které jsou běžné v podmínkách beztíže a mikrogravitace.[28]
Hlavním účelem ponorných experimentů bylo studium potenciálních účinků letu (včetně vykládky) na podpůrné mechanismy těla (spinální, supraspinální), na stav centrálního nervového systému a na motorické funkce a ko-ruka-oko vysvěcení.[29]
Hyperbarické experimenty
Během letu existuje riziko požáru v kosmické lodi a argon je plánován jako inhibitor v atmosféře lodí, aby se toto riziko snížilo. Použití argonu může významně snížit koncentraci kyslíku v atmosféře kosmické lodi bez jakéhokoli poškození posádky a vytvořit tzv. hypoxické prostředí. Hyperbarické experimenty doplní znalosti o účinku ohnivzdorné směsi kyslík-dusík-argon na lidské tělo pomocí integrovaného hodnocení těla subjektu při dlouhodobém pobytu v ohnivzdorné směsi. Testy určí úroveň duševní a fyzické výkonnosti, vyhodnotí stav kardiorespiračního systému, hematologické, metabolické a imunologické parametry v krvi a provedou mikrobiologický výzkum a výzkum, který zlepší stávající podpůrné systémy.[30]
Radiologické experimenty
Aby se zabránilo zdravotním problémům způsobeným ozáření během letu na Mars je nutné vytvořit predikční model radiačního rizika. Model by měl popisovat riziko nemoci z ozáření v závislosti na celkové přijaté dávce, snížené výkonnosti způsobující akutní reakci a možné snížení celkové odolnosti imunitního systému vůči ostatním zdravotním rizikům meziplanetárního letu.
Predikční model je vytvořen vystavením skupiny opic zdroji záření (cesium-137 ). Poté jsou prováděny radiologické experimenty ke studiu radiobiologických reakcí hlavních regulačních tělesných systémů (nervových, endokrinních, imunitních, kardiovaskulárních, hematopoetických) a spermií a cytogenetické odpovědi na ozařování a analýza dlouhodobých účinků expozice (naděje dožití a karcinogeneze) . Pokus používá muže makak rhesus ve věku 3–5 let. Jsou rozděleni do skupin po 10 až 15 opicích v každé skupině. Pokusy byly navrženy tak, aby napodobovaly skutečnou expozici posádky během letu na Mars, včetně akutních a chronických fází nemoci.[31]
Studium gastrointestinálního traktu
Z biologických a lékařských studií MARS-500 podstoupila posádka čtyřiadvacet hodin elektrogastroenterografie pomocí palubního zdravotnického zařízení ke studiu elektrické aktivity v zažívacím traktu člověka.[32][33][34]
Psychologické účinky
Podle oficiálních výsledků byla posádka s 520denní izolací podrobena soudu jako jedna jednotka. Nebyly zaznamenány žádné mezilidské konflikty ani situace, které by vyžadovaly přerušení nebo zpoždění kteréhokoli aspektu projektu.[35] Obtíže, se kterými se setkala při provádění některých komplikovaných činností, posádka překonala společně. Kulturní rozdíly a jazykové potíže neměly významný vliv. V průběhu experimentu převládala přátelská a konstruktivní komunikace. Posádka trávila čas společně sledováním filmů v různých jazycích a využívala takové rekreační aktivity jako příležitost k diskusi o filmech a společenské interakci.
Posádka připravila překvapení k narozeninám, hlavním státním svátkům a neformálním svátkům (31. října oslavovali Halloween). Někteří členové posádky prodloužili čas strávený jednotlivými činnostmi, což nebránilo komunikaci ani interakci. Nebyly pozorovány žádné jazykové, sociální ani kulturní bariéry a velitel mise vykonával svou autoritu formálního i neformálního vůdce.
Později v experimentu strávila posádka více času v posteli nebo se věnovala osobní činnosti. Celková úroveň aktivity posádky se v prvních třech měsících propadla a další rok nadále klesala. Na zpáteční cestě strávili v posteli o 700 hodin více než na cestě ven. Čtyři z členů trpěli spánkovými a psychickými problémy. Jeden člen posádky spal tak špatně, že utrpěl chronickou spánkovou deprivaci a jednou rukou představoval většinu chyb způsobených počítačovým testem používaným k měření koncentrace a bdělosti.[36]
Viz také
- Kolonizace Marsu
- Lidská mise na Mars
- Mars Society
- Mars zůstat
- HI-SEAS
- Vědecký mezinárodní výzkum na jedinečné pozemské stanici
Reference
- ^ A b В Москве завершилась 520-дневная репетиция полета на Марс
- ^ „Hlavní účel 520denní izolace“. Citováno 1. června 2010.
- ^ „ESA - Mars500 - Mars500: přehled studie“. Esa.int. 21. května 2010. Citováno 1. června 2010.
- ^ "Rusko pokračuje v experimentech simulace letu pro Mars-500 | Věda | RIA Novosti". En.rian.ru. 6. ledna 2010. Citováno 1. června 2010.
- ^ „Rychlá fakta o Marsu500“. Evropská kosmická agentura. 21. května 2010. Citováno 2. června 2010.
- ^ Schwirtz, Michael (30. března 2009). „Zůstaňte na Zemi a udělejte krok na Mars“. The New York Times.
- ^ Kelly, Jon (1. června 2010). „Vesmírná odysea mysli“. BBC novinky.
- ^ Amos, Jonathan (3. června 2010). „Dobrovolníci začínají s izolací Mars500“. BBC novinky.
- ^ A b C d Amos, Jonathan (4. listopadu 2011). „Simulovaná mise na Marsu‚ přistává 'zpět na Zemi “. BBC novinky.
- ^ Mars-500: druhá procházka. Roscosmos (v ruštině), 18. února 2011. Citováno 2011-11-04.
- ^ „Marsonauts“ zahájili třetí procházku po „povrchu“ Rudé planety. RIAN (v ruštině), 22. února 2011. Citováno 2011-11-04.
- ^ „Simulace mise Mars 520-d odhaluje vleklou hypokinézu posádky a změny doby a načasování spánku“. Sborník Národní akademie věd. 12. února 2013. doi:10.1073 / pnas.1212646110.
- ^ Vigo, Daniel E .; Tuerlinckx, Francis; Ogrinz, Barbara; Wan, Li; Simonelli, Guido; Bersenev, Evgeny; Van den Bergh, Omer; Aubert, André E. (2013). „Cirkadiánní rytmus autonomní kardiovaskulární kontroly během simulace mise na Mars Mars500“. Letecká, kosmická a environmentální medicína. 84 (10): 1023–1028. doi:10.3357 / ASEM.3612.2013. ISSN 0095-6562. PMID 24261053.
- ^ A b C d „ESA - Mars500 - izolační zařízení“. Esa.int. 21. května 2010. Citováno 1. června 2010.
- ^ „Informační sada studie izolace ESA Mars 500“ (PDF). Citováno 2. února 2011.
- ^ (v Rusku) Projekt Mars-500, Состав экипажа 14-суточной изоляции
- ^ Mise splněna: 105denní simulace mise na Marsu končí v Moskvě „Portál ESA, 14. 7. 2009
- ^ A b C d E Rusko si vybralo tým Space-Pod na 520denní moskevskou plavbu na Mars, Bloomberg Businessweek, 18. 5. 2010
- ^ A b Mars 500: Odpočítávání začíná pro vyčerpávající misi na parkovišti v Moskvě, The Guardian, 06.06.2010
- ^ Šest mužů se připravuje na 520denní simulovaný výlet po Marsu, ABC News, 18. května 2010
- ^ Romain Charles[trvalý mrtvý odkaz ], ESA - Mars500
- ^ Путешествие к Марсу признали скучным занятием
- ^ A b Šest mužů se připravuje na 520denní simulovaný výlet po Marsu, ABC News, 18. května 2010, s. 2
- ^ A b Oženil se a odešel na Mars, Ruská zpravodajská linka, 06.06.2010
- ^ Čínský dobrovolník Wang Yue, Kancelář kosmického inženýrství s posádkou v Číně - Mars500
- ^ Novinky ESA Mars500, ESA - Mars500
- ^ „Call for media: Mars500, welcome back to Earth“. ESA, 10. října 2011. Citováno 2011-10-24.
- ^ A b Harland, David M .; Harvey, Brian. Průzkum vesmíru 2008. Berlin Heidelberg New York: Springer. p. 62. ISBN 978-0-387-71667-1.
- ^ (v Rusku) Oficiální web projektu MARS-500. Иммерсионные эксперименты (ponorné experimenty).
- ^ (v Rusku) Oficiální web projektu MARS-500. Гипербарические эксперименты (Hyperbarické experimenty).
- ^ (v Rusku) Oficiální web projektu MARS-500. Радиологические эксперименты (Radiologické experimenty).
- ^ (v Rusku) Oficiální stránky Ústavu biomedicínských problémů RAS. Oddělení výživy, gastroenterologie a hygienických kontrol fyzikálních faktorů prostředí.
- ^ Funkční gastroenterologie, web. Studie gastrointestinálního traktu v projektu Mars-500.
- ^ Funkční gastroenterologie, web. Studie gastrointestinálního traktu v simulaci beztíže suchým ponořením.
- ^ Informace na oficiálních stránkách IMBP v ruštině Archivováno 19. července 2009 v Wayback Machine
- ^ https://www.theguardian.com/science/2013/jan/07/fake-mission-mars-astronauts-spaced-out
externí odkazy
- Informace na oficiálních stránkách IMBP v ruštině (aktuální, rozsáhlejší) a v angličtině
- Informace na oficiálních stránkách ESA
- Informace o české vědecké účasti na projektu MARS-500
- Oficiální projektový blog
- Novinová zpráva o ukončení projektu s kvalitními fotografiemi (v Rusku)
- Oficiální ilustrovaná zpráva o konci 520denní izolace (v angličtině)
- Nicolay Kübler o „simulaci Marsu na Zemi“ včetně Marsu 500 (Video na YouTube) SpaceUp Stuttgart 2012
- Články o projektu
- Uvnitř „kosmické lodi“ Mars-500, BBC novinky, 3. března 2008
- Rusko pokračuje v experimentech simulace letu pro Mars-500, RIA Novosti, 15. dubna 2008
- Dobrovolníci se hrnou do vesmírného experimentu , BBC novinky, 27. března 2009
- "Kosmonauti" připraveni na zkoušku na Marsu, BBC novinky, 22. března 2010