Летим на Марс!

Трехмесячный научный эксперимент «Марс-500» недавно начат в Институте медико-биологических проблем РАН под эгидой Роскосмоса и Российской академии наук. Шесть испытателей, которые в течение 105 суток будут находиться в четырех герметичных модулях, пройдут все этапы пилотируемого полета к Красной планете, включающего перелет по маршруту Земля – Марс, десант на поверхность планеты трех членов экипажа и возвращение на Землю.

Идею пилотируемого полета к Марсу высказал полвека назад конструктор первого космического корабля академик Королев. Сразу после запуска первого спутника Земли в Конструкторском бюро Сергея Королева начались разработки межпланетного космического корабля. Тогда же по распоряжению Королева был основан Институт медико-биологических проблем (ИМБП РАН) и были развернуты исследования в области космической медицины. По словам академика РАН Олега Газенко, научного руководителя ИМБП, «задача перед институтом ставилась необозримая. Полет к другой планете – не прогулка по принципу «поехал-вернулся», тут приходится чрезвычайно долго находиться в непривычных условиях. Поэтому исследовали все возможные направления». На первое место с самого начала ставилась радиационная безопасность экипажа корабля. Огромное внимание уделяли надежности группы, совершающей совместный полет в течение нескольких лет. Отрабатывались методики отбора и комплектования коллектива не только по профессиональному мастерству, но и по личным особенностям и качествам людей. Создавались медицинские роботы и манипуляторы, которые могли бы оказать помощь членам экипажа по команде с Земли, а при нарушении связи с космическим кораблем – действовать автономно. Эти задачи по-прежнему актуальны, их решение продолжается и в ходе нынешнего эксперимента.

105 дней в постели

Академик РАМН, первый заместитель директора ИМБП РАН Виктор Баранов считает важнейшим делом обеспечение нормальной жизни космонавтов в условиях долгого полета. «Полет к Марсу – это 17 месяцев невесомости. В это время перераспределяются жидкие среды человеческого организма, – рассказал он корреспонденту «Трибуны». – Специалисты нашего института разработали модель такого состояния. Это постельный режим с отрицательным углом наклона головы. Мы провели уникальные эксперименты: 10 испытателей находились 370 суток, то есть больше года в таком положении. Это обернулось потерей кальция в организме, снижением мышечного тонуса и потерей мышечной массы». Как компенсировать экипажу такие потери? На этот вопрос пытаются ответить ученые в ходе эксперимента «Марс-500».

Они намерены также протестировать новые средства контроля окружающей среды. В настоящее время пробы с космических кораблей и МКС обрабатываются на Земле, потом результаты отправляются на орбиту. Для полета на Марс такая система непригодна. Ведь задержка по времени может означать годы ожидания результатов анализа. Значит, на марсолете нужны приборы, анализирующие состояние окружающей среды в режиме on-line. Они сейчас испытываются в ходе эксперимента.

Проверяется также система критериев отбора кандидатов для длительного полета, отрабатываются способы оценки психологического состояния космонавтов, их психологической поддержки. Например, как действовать командиру, чтобы уладить конфликтную ситуацию на корабле?

Специалисты института разработали уникальную методику, подразумевающую, что три члена космического экипажа одновременно выполняют общую работу на одной установке. Действия каждого влияют на показатели других. По тому, как обследуемые подстраиваются друг к другу, становится понятно, кто лидер, как распределяются роли. Если на Земле люди могут, поссорившись, разойтись, то в ходе межпланетного полета такой возможности нет, тут должна быть команда, в которой исключаются конфликты и ссоры. В ходе нынешнего эксперимента его участникам предстоит научиться устанавливать и сохранять оптимальный психологический климат в коллективе. С каждым испытателем заключен договор: что он в ходе эксперимента может делать, а что нет. Один из пунктов документа гласит: «Подтверждаю, что в ходе исследования необходимо ограничение моих прав и свобод». Без этого понимания невозможна работа в условиях длительной изоляции.

Дамы исключаются

Может ли рассчитывать на участие в марсианской экспедиции женщина? Мнение академика Газенко по этому поводу отрицательное: «Дама на борту марсолета, безусловно, осложняет ситуацию. Поводов для конфликтов в таком случае может возникнуть больше. Но в далекой перспективе, когда межпланетные перелеты войдут в практику, дамы, вероятно, могут рассчитывать на участие». По этой причине в составе участников эксперимента «Марс-500» исключительно мужчины.

Командиру команды Сергею Рязанскому 34 года. По профессии он биохимик. Закончил биофак МГУ. Работает старшим научным сотрудником Института медико-биологических проблем. В составе исследователей космонавт-испытатель Олег Артемьев, врач-уролог и онколог Александр Баранов, специалист по физической культуре и спорту Алексей Шпаков.

Европейское космическое агентство, участвующее этом эксперименте, включило в состав экипажа двух своих специалистов: сорокалетнего француза Cириля Фурнье, гражданского летчика, и 28-летнего немца Оливера Кникеля, инженера из бундесвера.

У испытателей сложная программа экспериментов. За 105 суток они намерены провести 73 научных исследования.

Цена вопроса

По словам официального представителя ИМБП, главного менеджера проекта «Марс-500» Марка Белаковского, за участие в 105-суточном эксперименте добровольцы получат по 15 тысяч евро, а за предстоящий 520-суточный – по 55 тысяч евро. Эти суммы могут быть увеличены, поскольку зависят от объема выполненных научных исследований. Испытателям полагаются бонусы за результативность. Основное финансирование проекта «Марс-500» выполняет Федеральное космическое агентство: уже выделено 214 миллионов рублей. Часть средств поступит от Европейского космического агентства и Российской академии наук. Общая же стоимость проекта составляет около 15 миллионов долларов.

Рационы питания членов экипажа составлены одной из немецких фирм, поставляющей продукты для космических кораблей. Они включают разнообразные замороженные продукты, которые размораживаются по мере потребления. В распоряжении испытателей оранжерея. С ее помощью они будут проводить эксперименты и пополнять свой рацион свежим салатом и горохом.

Иллюзия полета

Испытатели должны чувствовать себя на борту марсолета, как дома – комфортно и уютно. Не тесновато ли им в блестящих металлических «бочках», моделирующих межпланетный корабль? «Мы предоставили каждому участнику эксперимента жизненное пространство, аналогич-ное тому, что имеет космонавт на Международной космической станции, – рассказывает технический директор проекта «Марс-500» Евгений Демин. – Пристроили к трем имеющимся модулям объемом 50, 100 и 150 кубических метров еще один блок в 250 кубов. А рядом полигон, имитирующий марсианскую поверхность. По общему объему комплекс почти соответствует реальному марсианскому кораблю. В одном модуле расположился жилой блок с индивидуальными каютами экипажа, кают-компания и кухня. Другой превратился в медицинский отсек с соответствующим оборудованием. В третьем – складские помещения с продуктами, оранжерея и комната для физических упражнений. Самый маленький модуль переоборудован в посадочный марсианский корабль, который соединится системой переходов с ангаром, ландшафт которого будет имитировать поверхность Марса».

Экипаж Сергея Рязанского держит связь не только с руководителями эксперимента, но и с Центром управления полетами

в подмосковном Королеве. Создается иллюзия долгого полета на Марс и оторванности от Земли. Это ощущение усиливает имитация задержки связи с испытателями. Сегодня она составляет 20 минут. В дальнейшем задержка будет увеличиваться, как это произойдет в реальном межпланетном перелете. Все данные, полученные в ходе 105-суточного исследования, будут использованы при подготовке следующего, 520-суточного эксперимента по моделированию полета к Красной планете, который стартует в конце 2009 года.

от первого лица

Анатолий ПЕРМИНОВ, глава Роскосмоса:

– Такие проекты, как межпланетная пилотируемая экспедиция на Марс, требуют объединения технического и финансового потенциала всех ведущих космических держав и могут быть реализованы только в широкой международной кооперации. Конкретные сроки реализации такого проекта будут зависеть от многих факторов, в первую очередь от состава международной кооперации, ее технологических, индустриальных и финансовых возможностей.

Георгий ГОЛИЦЫН, академик РАН, директор Института физики атмосферы РАН:

– Хотя масса столба атмосферы Красной планеты в 60 раз меньше, чем на Земле, там четко прослеживаются сезонные изменения, ветер, циклоны, пыльные бури. Некоторые ученые полагают, что несколько миллиардов лет назад атмосфера Марса была сравнима с земной. Эту версию подтверждают русла высохших рек на поверхности Красной планеты. Окончательно подтвердить или опровергнуть эти предположения может полет космонавтов на Марс.

Сергей КОРОЛЕВ, генеральный конструктор первых космических кораблей:

– Хотелось бы в первую очередь выяснить, действительно ли спутники Марса пустотелые? Если они полые, промерить толщину стенки хотя бы одного из них. Меня эта проблема так захватила, что я покоя себе не нахожу. Что нас может ожидать на Марсе, если его спутники, в самом деле, искусственно созданные тела? Ведь если на Марсе была цивилизация, вовсе не обязательно, чтобы ее развитие шло так же, как и нашей, земной. Разве не захватывающая перспектива – познать эти пути развития?

досье

О чем рассказал «Экспресс»

Межпланетный аппарат «Марс-Экспресс» стал основой европейской программы по исследованию Красной планеты. Цель его запуска – изучение поверхности Марса с помощью приборов и масштабное картографирование. Этот проект повторил маршрут российского межпланетного космического аппарата «Марс-96», закончившийся аварией в 1996 году из-за неудачи с разгонным блоком. У российской промышленности не было финансовой возможности повторить эту попытку. Специалисты Европейского космического агентства (ЕКА) оснастили новый космический аппарат аналогами приборов с погибшего российского спутника. «Марс-Экспресс» запущен 2 июня 2003 года российской ракетой-носителем «Союз» с Байконура. Через полгода после старта аппарат достиг марсианской орбиты и начал активную работу. Попытка спуска зонда на планету потерпела неудачу. Но все приборы, находящиеся на космическом аппарате, функционируют нормально, спутник продолжает работу на орбите.

По космическим стандартам «Марс-Экспресс» довольно велик (1,5 на 2,18 метра). Он имеет высокотехнологичное оснащение: может поворачиваться, наводить приборы и фотокамеру на поверхность планеты. В создании его аппаратуры принимали участие российские специалисты из Института космических исследований (ИКИ РАН).

За год работы на орбите «Марс-Экспресс» сделал несколько открытий: обнаружил водяной лед на южной полярной шапке Марса, а также метан, газ, возникающий в процессе деятельности живых организмов. Оба открытия доказывают возможность существования жизни на Марсе в прошлом и существования простейших организмов в настоящем. «Можно предположить, что на этой планете либо существует жизнь – микробы, производящие метан, либо имеется остаточная вулканическая или гидротермальная активность. Во втором случае должны возникать теплые точки, в которых возможно существование воды. На Марсе либо есть, либо были в недавнем прошлом водные ручьи», – говорит заместитель директора Института космических исследований РАН Олег Кораблев.

Сначала – Антарктида

Во время пребывания на исследовательской станции Европейского космического агентства (ЕКА) «Конкордия» в Антарктиде в 2006–2008 годах ученые разных стран провели серию экспериментов, результаты которых помогут в подготовке длительного полета на Марс. В ходе этих исследований, проводимых ЕКА в рамках «Исследовательской программы «Аврора», ученые получили результаты, необходимые для разработки технологии будущего пилотируемого полета на Марс. Исследовательская антарктическая станция «Конкордия» построена в 2004 году. Зимой там могут проживать 16 человек. Она состоит из трех построек, соединенных между собой закрытыми переходами. Два больших трехэтажных цилиндрических здания являются жилыми и застроены рабочими помещениями, а третье здание является технической постройкой. На протяжении зимы здесь находились только исследователи. Они провели эксперименты, связанные с изучением психологической адаптации людей в условиях длительного пребывания в изоляции в экстремальной среде. Задача исследования – выявить, как микробы, переносимые каждым членом команды, распространяются по станции с течением времени. Еще одна цель ЕКА – разработка системы мониторинга здоровья членов команды.

Луна поможет

Специалисты НАСА сообщили подробности полета американцев к Марсу, который состоится в 2030 году. Полет на космическом корабле «Orion» продлится 30 месяцев. Судно весом 400 тонн выведут на околоземную орбиту по частям при помощи 3–4 ракет-носителей. Части его соберут в единое целое на орбите, после чего корабль продолжит движение с помощью двигателя на криогенном топливе. В полете будут использоваться ядерная энергия и замкнутые циклы использования воды и воздуха, чтобы обеспечить условия жизнедеятельности на борту судна. Во время полета астронавты смогут выращивать фрукты и овощи.

Предполагается, что участники полета достигнут Красной планеты через 6–7 месяцев после старта. Жилище и груз для астронавтов отправят заранее, в 2028–2029 годах. Экспедиция на Марс продлится 16 месяцев. Команда обследует поверхность планеты, соберет образцы пород и выполнит ряд других научных задач. Затем экипаж отправится на Землю.

Для обеспечения безопасности полета предстоит решить еще много сложных технических проблем. Одна из них – защита людей от высокого уровня космической радиации во время полета. Технические решения будут предварительно опробованы при полетах на Луну.

Ирина Тимофеева

Газета "Трибуна" от 6 мая 2009 года
http://www.tribuna.ru/articles/2009/05/06/article5015/