Перед тем как отправиться на Марс, придется попотеть и на Земле. Эксперименты по имитации марсианских условий проходят очень часто – ну, в масштабах космонавтики. Люди запирают друг друга в капсулах, куполах и на вулканах. И все это – чтобы понять, как они поведут себя на Марсе.
«Марс-500»
Крупнейший эксперимент-имитация «Марс-500» состоялся в России в 2011 году. В нем участвовали российские, китайские, итальянские и американские «космонавты». Первые два этапа проекта (14- и 105-суточная изоляции) прошли годом ранее, но о них говорят не так часто. Ведь интересна третья программа – 520-суточная изоляция шестерых мужчин. Она началась 3 июня 2010 года и завершилась 4 ноября 2011-го. Все это время экипаж находился в закрытом комплексе с минимальными средствами связи с Землей и выполнял задачи. Например, волонтеры совершили три выхода «на поверхность Марса». В первый раз они подняли флаги России, Китая и Европейского космического агентства, поприветствовали «землян» на русском и английском языках и взяли пробы частиц с поверхности, поместив их в герметичную капсулу. Весь процесс продлился полтора часа. Второй выход состоялся в прямом эфире в Центре управления полетами ЦНИИ машиностроения из Института медико-биологических проблем РАН. А во время третьего, финального «примарсения», когда двое волонтеров брали пробы скальных пород, они сценарно разыграли нештатную ситуацию – итальянец Диего Урбина будто бы споткнулся о валун и упал, а россиянин Александр Смолеевский помог ему встать.
На протяжении этих полутора лет ученые собирали данные о состоянии здоровья и работоспособности экипажа. Их интересовало, что происходит с организмом человека в максимально приближенных к марсианским условиях: длительное нахождение в замкнутом пространстве, автономность, непостоянная связь с Землей, задержки в отправке сообщений, ограниченность ресурсов, необходимость командной работы. Все добровольцы ежедневно проходили кардиологические, психологические, физиологические обследования и иммерсионные (изучение влияния невесомости на организм), радиологические (изучение радиобиологических реакций) тесты.
По сути, все, что делали «космонавты» на протяжении 520 дней, – это давали себя изучать и ждали, пока все закончится. В своей книге один из участников погружения, Ван Юэ вспоминает «обычный сумасшедший день», когда он был вынужден собирать свою слюну каждые два часа, проходить тесты, заниматься физкультурой, носить разные приборы, заполнять анкеты, проводить мониторинг дыхания во время сна и так далее. Чтобы экипаж не сошел с ума от такого режима и от скуки, для них организовали шахматный турнир «Марс против Земли». С командой корабля сыграл гроссмейстер Анатолий Карпов.
Итог: Специалисты, работавшие над проектом, представили результаты эксперимента на Международном симпозиуме к 50-летнему юбилею Института медико-биологических проблем в апреле 2012 года. Было представлено около 200 докладов о влияния изоляции на все системы организма. Согласно им, эксперимент прошел успешно, конфликтов не наблюдалось, а экипаж справился со всеми задачами. Особое внимание в будущих подобных проектах стоит уделить рациону команды и техническому оснащению станции. Заведующий лабораторией социальной психологии ИМБП РАН Вадим Гущин заявил, что одним из важнейших результатов стало понимание того, как нужно формировать экипажи для дальних полетов: члены команды должны быть творческими, умеющими принимать самостоятельные решения и импровизировать, поскольку длительная задержка сообщений с Земли иногда может стать решающей. Ответственный исполнитель проекта «Марс 500» Александр Суворов отметил, что теперь ученым больше известно о режиме сна, когда человек попадает в непривычные условия, об артериальном давлении и работе сердца в условиях периодического стресса и больших физических нагрузках.
Эксперименты NASA
Космическое агентство NASA часто проводит эксперименты с «марсианскими подопытными кроликами», чтобы изучить, как невесомость влияет на организм человека. «Невесомостью» в таком случае становятся капсулы вроде тех, что для МРТ, только намного больше. Добровольцы проводят по несколько недель в горизонтальном положении, с наклоном головы вниз на 6 градусов. Вставать, естественно, нельзя, – в космосе же невесомость не ставится на паузу. Согласно информации на сайте NASA, тесты, в среднем, длятся около месяца. Волонтеры получают за участие около $18 тыс. – буквально за то, что лежат в кровати. При этом можно делать все что угодно: играть в игры на смартфоне, общаться по видеосвязи, читать и даже работать. Единственное условие – не нарушать лежачее положение.
Эксперименты с условиями, более приближенными к марсианским, NASA шесть раз проводило с Гавайским Университетом. В 2017 году завершился последний (на данный момент) из них. «Марсом» послужил участок вулкана Мауна-Лоа на Гавайях, находящийся на высоте 2500 м над уровнем моря. Шесть участников жили там в геодезическом куполе площадью 111,5 м2 на протяжении восьми месяцев. Целью эксперимента было то же, что и в российском «Марсе-500», – посмотреть, что случится с людьми за такое длительное пребывание в замкнутом пространстве с сородичами. Выходить из «корабля» волонтеры могли только в скафандрах и ни в коем случае не в одиночку. На борту «астронавты» питались замороженной и консервированной едой, проводили геологические и картографические исследования, докладывали о результатах на Землю. Задержка сообщения с нашей планетой составляла 20 минут – столько же нужно сигналу с реального Марса, чтобы добраться до реальной Земли. Поведение участников и атмосферу в команде изучали психологи извне, а фиксировали все сенсорные датчики, установленные в куполе. Чтобы расслабиться и отвлечься, члены экипажа пользовались VR-технологиями – телепортировались на теплые курорты или в другие страны.
Итог: Но, в целом, по словам научного руководителя проекта Ким Бинстед, участники исследования успешно преодолели трудности. «Для полета важно иметь экипаж, который стрессоустойчив и по отдельности, и вместе, может видеть конфликт и выйти из него», – сказала она. Во время эксперимента команда проявила хорошие способности к выживанию. Например, они осуществили опыт по добыче воды, которая находится в глубокой заморозке. В мае 2020 года NASA объявило о новом наборе участников для следующего длительного эксперимента, где будут учтены все минусы предыдущего. Так что, если соберетесь участвовать, послушайте совет, который дал французский участник команды проекта Сиприен Версо (Cyprien Verseux): «Возьмите с собой укулеле. Играть музыку очень помогает».
Китайский эксперимент
В 2016 году своих четверых волонтеров отправили на 180 дней в капсулу «для выживания» китайские исследователи. 17 июня трое мужчин и одна женщина переехали в герметичную капсулу в научном центре в Шэньчжэне (провинция Гуандун, Китай). Их новый «дом» объемом 1340 м³ и площадью 370 м2 был разделен на восемь отсеков: лаборатория, бытовые, технические. В течение всего эксперимента добровольцы выращивали в капсуле 25 видов растений: пшеницу, картофель, сою, арахис, салат, пищевой амарант, пекинскую капусту и другие.
Ученые в центре следили за состоянием волонтеров – изучались все физические изменения, биологические ритмы, психологическое состояние, качество сна. Ли Инхуэй, руководитель 180-дневного эксперимента, в интервью китайскому порталу CCTV-Plus сказал: «Чтобы построить новые дома на других планетах, первая проблема, которую нам необходимо решить, – это вопрос выживания на них. Нужно изучить все, включая незнакомую людям среду, воздух, пищу и влияние на здоровье. Поэтому наш эксперимент был нацелен на эти исследования».
Итог: Волонтеры, участвовавшие в эксперименте, отмечали сильное психологическое давление и напряжение в закрытой капсуле. «Напряжение нарастало в середине и в конце изоляции. Эмоции и другие чувства обострялись до предела», – сказал Тан Тонг, один из членов команды. Чтобы помочь участникам справиться со стрессом, руководители проекта разработали для них упражнения тайцзи (китайское боевое искусство, популярное как оздоровительная гимнастика). В остальном опыт можно считать успешным: вырастить растения удалось, а на здоровье участников не было оказано значительного негативного влияния.
На самом деле подобных экспериментов было множество. Какие-то имитировали полет на Марс, какие-то – нахождение на лунной базе, какие-то просто изучали влияние замкнутой среды на человека. Но все участники опытов отличались от настоящих первых колонистов Марса одним. Они все точно знали, что вернутся домой.
Это новость от журнала ММ «Машины и механизмы». Не знаете такого? Приглашаем прямо сейчас познакомиться с этим удивительным журналом.
