Пользователи интернета на прошлой неделе шутили, что наибольший стресс участники проекта SIRIUS испытали не во время эксперимента, а когда вышли из 240-дневной изоляции и узнали, что произошло за это время. Зачем же людей заперли в замкнутом пространстве на восемь месяцев? Оказывается, чтобы воссоздать условия экспедиции на Луну. И это уже третья подобная имитация в рамках проекта SIRIUS, который проводит Институт медико-биологических проблем Российской академии наук и Human Research Programm NASA.
Подготовка к космической одиссее
Человечество очевидно стоит на пороге пилотируемых экспедиций на другие объекты Солнечной системы — в первую очередь, на Луну и Марс. Следующая ступенька — освоение, строительство постоянных станций и, возможно, появление поселений и разработка ресурсов (но это еще более отдаленная перспектива). Чтобы реализовать задуманное, недостаточно разработать необходимую технику — тяжелые ракеты, межпланетные корабли, спускаемые аппараты и модули для строительства баз на поверхности. Большое внимание исследователи уделяют психологическим и медико-биологическим проблемам длительного пребывания в космосе.
Космонавты на МКС находятся достаточно близко к Земле, поэтому защищены от солнечного ветра магнитным полем нашей планеты. Во время полета, например, на Марс такого не будет, так что люди на борту корабля будут подвержены излучению, равносильному пятидесяти годам, проведенным в урановой шахте. Невесомость — еще один вредный фактор. Даже после длительных миссий на МКС космонавты чувствуют на себе атрофию мышц и с трудом возвращаются к жизни в условиях гравитации. Поэтому для длительного полета необходимо разработать программу физических упражнений, которые сохранят экипаж в форме.
Психологические проблемы тоже нельзя списывать со счетов. Многомесячное пребывание в замкнутом пространстве с одними и теми же людьми может свести с ума кого угодно. А потеря даже одного члена экипажа — это большая проблема в полете. Куда его девать? Как изолировать? Повернуть назад с половины пути невозможно, поэтому проблемы придется решать прямо на борту.
Разумеется, теоретически решение этих проблем есть, а на практике довольно много опыта накоплено благодаря долгосрочным миссиям на МКС. Однако любая теория должна быть проверена на практике. И запустить тестовую миссию на орбиту, чтобы проверить, выживут ли космонавты, — это, во-первых, неэтично, а, во-вторых, слишком дорого. Поэтому российские и американские ученые в 2017 году запустили программу SIRIUS, главная цель которого — найти способы решения медико-биологических и психологических проблем, которые могут возникнуть во время длительных пилотируемых полетов.
Чтобы оптимально организовать будущую миссию, ученые в рамках SIRIUS определят оптимальное количество экипажа, способ организации пространства на пилотируемом корабле и посадочных модулях, меры профилактики негативных воздействий во время экспедиции, возможности рационального расходования ограниченных ресурсов. Кроме того, отработают меры по предупреждению психологических проблем и конфликтов между членами экипажа, а также действия космонавтов в нештатных ситуациях. Все результаты впоследствии апробируют на МКС и только после этого внедрят на реальных межпланетных экспедициях.
По нарастающей
Первый эксперимент в рамках проекта, SIRIUS-17, стартовал 7 ноября 2017 года. Экипаж из шести человек (пяти россиян и одного гражданина Германии) отправился в изоляцию на 17 суток. Такой была планируемая продолжительность полета на окололунную станцию Deep Space Gateway (ее намеревались создавать Роскосмос и NASA, так что теперь будущее проекта туманно). По сценарию, космический корабль стартовал с Земли, совершал облет Луны и возвращался. Во время эксперимента исследователи изучали, как взаимодействуют члены экипажа разного пола, возраста и национальности, апробировали способы психологической поддержки космонавтов и разрабатывали оптимальную эргономику для организации внутреннего пространства космического аппарата.
Также во время «полета» участники эксперимента опробовали новые технологии — приборы виртуальной реальности, системы управления перспективного пилотируемого корабля «Орел». Наконец, в последние три дня была смоделирована нештатная ситуация, в результате которой экипаж лишился сна на 36 часов.
Следующий этап, SIRIUS-18/19 стартовал в 2019 году и занял 120 суток. Шесть членов экипажа, россияне и американцы, имитировали полет на Луну с целью поиска места для строительства лунной базы. В рамках эксперимента также воспроизвели высадку на спутник четырех членов экипажа и работу на поверхности в скафандрах. Также космонавты отработали старт с поверхности Луны, стыковку спускаемого аппарата с кораблем и стыковку с транспортными кораблями, а также дистанционное управление луноходами.
Недавно закончившийся SIRIUS-20/21 должен был стартовать в 2020 году, но был перенесен на год из-за пандемии. 240-суточная изоляция стартовала 4 ноября 2021 года. На этом этапе моделировалась межпланетная миссия. Экипаж имитировал выход с орбиты Земли, полет на другую планету, поиск места для посадки и высадка экспедиции, возвращение на родную планету. Также отрабатывались приемы дистанционного управления роботизированными аппаратами на поверхности другой планеты и стыковка с транспортными кораблями, которые в перспективе могут осуществлять снабжение межпланетных миссий.
Последний, четвертый, этап был запланирован на 2022 год. В рамках SIRIUS-22/23 экипаж проведет в изоляции 365 дней.
НЭК
Для проведения экспериментов по программе SIRIUS используется уникальный медико-биологический наземный экспериментальный комплекс (НЭК). Он был построен в 1971 году специально для моделирования космических полетов. НЭК состоит из пяти модулей разного объема. Четыре из них имитируют космический корабль, а пятый предназначен для воспроизведения условий лунной, марсианской или другой поверхности. В последнем отрабатывается внекорабельная деятельность.
НЭК имеет собственную систему жизнеобеспечения, которая позволяет создать локальную среду и смоделировать условия изоляции. Он использовался и для других похожих экспериментов — в частности, знаменитого «Марс-500», который проводился с 2007 по 2011 годы и имитировал пилотируемый полет на красную планету.