ИМБП РАН: до полетов человека на Марс – не меньше десяти лет
Марк Белаковский и Александр Суворов рассказали о проекте SIRIUS, моделирующем 240-дневный межпланетный полет
Москва. 27 февраля. INTERFAX.RU - В ноябре 2020 года в Москве в Институте медико-биологических проблем РАН должен стартовать третий этап изоляционного эксперимента SIRIUS моделирующий 240-дневный межпланетный полет. О том, какие страны будут участвовать в проекте, какие эксперименты будут проводить испытатели и кто будет оперировать космонавтов в межпланетных полетах корреспонденту "Интерфакса" Кириллу Веприкову рассказали главный менеджер проекта Марк Белаковский и заместитель руководителя проекта SIRIUS по научной работе Александр Суворов.
- Какие страны будут участвовать в эксперименте?
Марк Белаковский (заведующий отделом заведующий отделом внедрения, реализации и пропаганды научных достижений): Этот эксперимент проводится двумя головными организаторами: ИМБП РАН и Human Research Program NASA. Кроме этого ряд стран и организаций подали заявки на участие в проекте. Это Европейское космическое агентство, Немецкое и Французское космические агентства, а также университеты и организации из Франции, Германии, Италии, Бельгии, Японии, Канады, Австралии и других стран.
- Уже известно, кто войдет в состав участников 240-суточного эксперимента?
Марк Белаковский: Мы хотели бы чтобы экипаж был интернациональный. В нем будет шесть человек. Наши американские коллеги попросили нас, чтобы было два американца. По-видимому, будет джентльмен и леди участвовать. В экипаже будет не менее двух женщин, но мы хотели бы, чтобы гендерный состав был 50/50.
Поскольку мы проводим эксперимент на нашей базе, то планируем, что командир экипажа будет российским. Мы ведем переговоры с Центром подготовки космонавтов (ЦПК), который вместе с РКК "Энергия" является нашим главным партнером в России. Центр готов предоставить нам кого-то из молодых ребят, имеющих статус космонавта. Я планирую провести в ЦПК переговоры с кандидатом. Мы навели справки, посмотрели документы – очень достойный человек. Но сейчас называть фамилию не могу, потому что я не получил еще его согласия.
Кроме этого, врач в экипаже также будет из России. Вообще у нас много заявок, в том числе российских. В этом году мы делаем очень качественный набор. Если вы обратили внимание, мы достаточно жестко призываем участвовать в качестве добровольцев в первую очередь специалистов из космической отрасли или высококлассных профессионалов из других сфер. К примеру, врач можем быть не из космической сферы, но он должен быть высококлассным профессионалом. Также есть возрастной критерий – от 28 до 55 лет.
- Вы сказали, что будет два россиянина и два человека из NASA, а кто займет оставшиеся два места?
Марк Белаковский: Эти места пока вакантны. Варианты разные, есть определенное желание у наших коллег из Европы, были предложения из Индии, из ОАЭ. Но я не исключаю, что эти места будут заполнены так же, как и в предыдущем экипаже, россиянами. У нас очень много заявок, например, от нашего сотрудника Николая Осецкого. Он работает сейчас в Антарктиде, имитирует длительное пребывание на дальней планете, и просит забронировать место на него. Мы его поддерживаем, но мое частное мнение – я хочу дать ему отдохнуть. Мы рассчитываем на него в нашей следующей – годовой – экспедиции.
- А когда будет известен окончательный список?
Марк Белаковский: За четыре месяца мы формируем список из 12 человек – основной экипаж и шесть дублеров. По нашему графику это будет в конце августа. Окончательный состав определяет мандатная комиссия, он будет известен за месяц.
Обычно мы из 12 человек отбираем восемь, из них двое – дублеры, они идут до самого последнего момента, на случай если кто-то заболеет.
- В чем отличие предстоящего эксперимента от предыдущих?
Александр Суворов (заместитель руководителя проекта SIRIUS по научной работе): Прежде всего в том, что мы при формировании научной программы пытаемся объединять интересы разных ученых. Раньше у нас было разделение на психологов, иммунологов, физиологов. Сейчас мы стараемся оценивать состояние человека более комплексно.
Второе направление – мы продолжаем заниматься наземной подготовкой к предстоящим экспериментам. На МКС проводятся эксперименты, но единичные, нам необходимы сравнения. Поэтому часть экспериментов параллельно идут здесь и на орбите, или предшествуют тем исследованиям, которые проводятся на борту станции.
Третье – NASA и мы сформулировали определенные риски, которые в настоящее время остаются недостаточно изученными. Перечень этих рисков требует плана последующего анализа, воспроизведения и поиска методов и средств профилактики или снижения этих рисков. В основном они касаются полетов в дальний космос.
Например, во многом остаются проблемы психологической совместимости. И важнейшим компонентом в этом эксперименте будет гендерный состав. Очень важно, как будут развиваться взаимоотношения между мужчинами и женщинами, когда они, как говорится, в коммунальной квартире, ежедневно видят одни и те же лица. Весьма важна отработка средств профилактики и психологической поддержки. Сейчас появляются всё новые средства, которые можно было бы использовать. К примеру, тот же голосовой помощник "Алиса".
Еще важный элемент новизны – виртуальная реальность. В прошлом эксперименте у нас выход в открытый космос и на поверхность луны осуществлялись с применением виртуальной реальности. Это позволяет воссоздать как психоэмоциональный фон, так и в какой-то степени физические ощущения, которые будут у человека на другой планете.
А в новом эксперименте мы надеемся совместить виртуальную реальность со специальными тренажерами, обеспечивающими вывешивание человека. Будет моделироваться снижение силы тяжести, элементы невесомости, будет оцениваться координация движений. Мы все помним, как было трудно американцам вставать после падения на поверхность Луны. Всему этому можно научиться на Земле, и это одна из задач эксперимента.
- Насколько условия проживания будут близки к космическим полетам?
Александр Суворов: Конечно, здесь мы не моделируем целый ряд факторов. Например, невесомость мы имитируем в других экспериментах с использованием иммерсионных ванн. Исследования идут три недели и это позволяет моделировать и изучать острую фазу пребывания в невесомости.
Второе, это, конечно, радиация. Ее изучают в специальных экспериментах с использованием животных. Кроме этого наш объект имеет большую площадь. Мы предполагаем, что площадь рабочих поверхностей примерна равно той, которая была если бы в трехмерном пространстве использовались бы все четыре поверхности.
- А если говорить о бытовых условиях? Например, на МКС есть система регенерации воды. Используется ли что-то подобное здесь?
Александр Суворов: На станции "Мир" был душ, на МКС используются влажные и сухие полотенца и салфетки. Мы используем воду, но ресурсы ограничены, они не могут использовать столько сколько хотят. Для нас важен анализ того, сколько воды требуется человеку для относительно комфортного пребывания в замкнутом объеме.
Вообще по поводу регенерации воды были дискуссии. На МКС регенерируется вода из внутренней атмосферы, когда-то регенерировали воду из мочи. Существует также ситуация воды после стирки, потому что если полет будет дальним, то мы не сможем туда загрузить необходимое количество белья, так весь корабль был бы забит одеждой. И соответственно возникает вопросы стирки, чем стирать, как регенерировать воду, для чего мы сможем использовать эту воду повторно. Частично эти вопросы будут решаться в ближайшем восьмимесячном эксперименте, я думаю, что в годовом мы уже будет такую систему как опытный образец испытывать непосредственно в эксперименте.
Ограничения есть и в других ресурсах, например, в еде. У них расписан недельный рацион. Они могут внести изменения, перенести что-то из одного дня в другой, но в целом все довольно жестко нормировано. И зубная паста, и шампунь, все в ограниченном количестве, расходовать это надо очень экономно, потому что допоставок будет всего две. А вторая половина эксперимента пройдет вообще без допоставок ресурсов.
- В ходе эксперимента будет имитироваться задержка сигнала связи?
Александр Суворов: Да, это один из важных факторов. Чем дальше они "отлетят" от Земли, тем больше будет задержка. В "Марсе-500" мы имитировали задержку в 20 минут, то есть 40 минут в обе стороны. Но удалось выяснить, что даже пятиминутная задержка вызывает другое психоэмоциональное состояние экипажа. Они не могут получить ответы на все вопросы, которые у них возникают, это существенно повышает автономность. Экипаж самостоятельно принимает решения, значительно вырастает роль командира. Ну и члены экипажа между собой должны действовать более согласованно. Этот же принцип автономности будет отрабатываться на МКС.
- На МКС тоже будут делать искусственную задержку связи?
Александр Суворов: Будут, да. При полетах на Луну задержка связи будет небольшой – секунда-две. Но поскольку планируется, что космонавты будет находиться на станции, вращающейся вокруг Луны, то будет период, когда она будет с другой стороны спутника и мы не сможем с ними связаться. Поэтому будут перерывы в связи, что фактически равноценно задержке. И к этому надо готовиться.
Частично это происходит уже сейчас, потому что в российском ЦУПе мы не всегда имеем возможность связаться с космонавтами, есть минуты тишины, когда прямой сигнал не проходит. А в ходе нашего эксперимента в Наземном экспериментальном комплексе (НЭК) мы создадим более суровые воздействия, потому что таковы задачи полетов в дальний космос.
- А сколько по времени она будет длиться?
Александр Суворов: Порядка пяти минут в две стороны, соответственно всего десять минут. Плюс будут регламентированы временные промежутки, когда можно будет выходить на связь. Только в первые дни, когда будет имитироваться пребывание на околоземной орбите, они смогут снять трубку и вести прямой разговор. В дальнейшем это уже будет невозможно.
На МКС же в настоящее время имеют место только периодические перерывы в связи, мы также будем их создавать с помощью компьютерных программ.
- Но у них остаются каналы связи на случай реального ЧП?
Александр Суворов: Конечно, ведь все может произойти - несчастный случай, какое-нибудь ЧП или резкое ухудшение состояния здоровья. А мы связаны определенными биоэтическими обязательствами и не имеем права подвергать риску состояние здоровья испытателя. Могу прямо сказать о том, что у нас есть с ними определенные договорные отношения.
Естественно, что мы будем стараться чтобы никто не вышел из эксперимента до его завершения, чтобы не срывалась научная программа. Но любой испытатель имеет право в любой момент сказать, что он больше не хочет участвовать в этих исследованиях и покинуть эксперимент. Даже не объясняя причин. Конечно мы надеемся, что он потом нам расскажет, обоснует, но мы не имеем права запрещать ему или ограничивать его в этом желании, таковы законы, таковы наши договорные обязательства.
- А существуют "красные линии", при которых рассматриваются варианты прекращения эксперимента?
Александр Суворов: Первоначально мы стараемся отобрать наиболее здоровых и тренированных кандидатов. Но в практике наших экспериментов и в практике космической деятельности мы понимаем, что абсолютно здоровых людей нет, бывают "недообследованные", как сейчас шутят. Поэтом мы сами проводим углубленное амбулаторное и затем стационарное обследование. Таким образом, мы многое знаем о состоянии здоровья испытателя.
Тем не менее, если внутри происходит что-то, у нас обязательно в экипаже присутствует один, а может быть даже два врача. Помимо исследовательской у нас есть медицинская аппаратура, мы можем проводить некоторые анализы, не говоря уже о таких вещах как ЭКГ или УЗИ. Часть научной аппаратуры также может использоваться в качестве диагностической.
Если врач экипажа подозревает возникновение того или иного заболевания, он передает эту информацию дежурному медику. Его работу всегда курирует ответственный врач. Они имеют возможность, в частности, установить телемост с Волынской больницей. И мы получаем квалифицированную консультацию у ведущих специалистов одной из лучших российских клиник.
Если нужно, собирается консилиум, который принимает решение по дальнейшему лечению. Человек будет выведен из эксперимента только в самом крайнем случае, когда невозможно провести лечение, которое привело бы к выздоровлению или переходу заболевания в легкую хроническую форму, когда оно не причиняет испытателю беспокойства и не мешает участвовать в научной программе.
Лечить внутри НЭК мы можем, у нас есть очень большой арсенал медикаментов, есть малые хирургические наборы. Есть специальный медицинский отсек, который мы можем использовать в качестве изолятора для двух членов экипажа. Выстроена целая система, она является прообразом тех, что мы планируем использовать на перспективных станциях на других планетах и Луне. Мы сейчас активно прорабатываем те или иные элементы, например, использование 3D-принтеров. В нашем эксперименте участвуют те же люди, которые задействованы в обеспечении реальных космических полетов.
- А как планируется решать проблемы со здоровьем космонавтов в ходе реальных полетов в дальний космос, когда им не смогут оказать помощь со стороны?
Александр Суворов: У нас есть определенный опыт, который накоплен в гипербарических (подводных) исследованиях. Такие эксперименты подчас считаются более опасными, чем полет в космос, потому что с орбиты космонавта можно эвакуировать в течение суток, двух, максимум трех и оказать ему на Земле квалифицированную медицинскую помощь. А человек, опустившийся на глубину, к примеру, трехсот метров, должен выходить в течение двух недель. И для таких исследований разрабатывается система оказания медицинской помощи.
В перспективе, я думаю, будет более широко использоваться робототехника, осуществляющая даже хирургические вмешательства. Пока в ближайшем эксперименте у нас применяются роботы немного другого качества. Ведутся переговоры, чтобы FEDOR здесь так или иначе участвовал, как и другие роботы. Но в перспективе, я думаю, что роботы медицинского назначения тоже будут задействованы. Они не будут оперировать, но у нас есть возможность отработки этой технологии с помощью моделирования тех или иных условий на макете.
- А если произойдет случай гибели космонавта в дальней космической экспедиции, его тело захоронят в открытом космосе, как в фантастических фильмах происходит, или вернут на Землю?
Александр Суворов: В сценарии нашего эксперимента, в случае если у нас кто-то захочет выйти, то мы будем считать, что мы потеряли космонавта. А по вопросу возвращения тела, я думаю, что целесообразно будет вернуть его на Землю. Потому что важно понять почему произошла гибель, провести патологоанатомическое вскрытие, что невозможно сделать на орбите. Скорее всего, тело будет подвержено заморозке и доставлено на Землю, для того чтобы врачи могли разобраться в причинах и принять профилактические меры во избежание повторения подобного.
- Какие эксперименты будут проводить члены экипажа в ходе имитации полета?
Александр Суворов: У нас сейчас будет около 80 экспериментов, половина – российские, половина – зарубежные. Первая группа – это психологические исследования, вторая группа – физиологические, третья – микробиологические. Будут исследоваться иммунитет, метаболизм, проводиться санитарно-гигиенические и операционно-технологические эксперименты, связанные с выходом в открытый космос, с виртуальной реальностью, с использованием некоторых средств, которые собираются нам передать для апробации. Это могут быть кресла для космонавтов от ЦНИИМАШа и новые скафандры от "Звезды", а также новые российские и американские тренажеры.
С помощью спецоборудования мы будем непрерывно получать физиологическую информацию о состоянии здоровья. Наблюдения будут вестись как в дневное, так и в ночное время с помощью полисомнографии и "умных" матрасов.
- Матрасов?
Александр Суворов: Да, человек спит теперь на "умном" матрасе, в который вшито огромное количество датчиков. Он ничего не чувствует, не замечает, а идет регистрация данных: как сердечко бьется, какова регуляция сердечной деятельности, с оценкой того, в какой степени испытатель отдохнул за этот ночной сон. Вся эта информация уже утром есть у врача экипажа.
Мы отслеживаем работу всех основных систем организма. Традиционно это сердце, легкие, но сейчас мы выходим в наших исследованиях на клеточный уровень, изучаем механизм влияния тех или иных факторов.
Мы все знаем такие средства, как профилактические костюмы "Чибис" и "Пингвин". Космонавту в полете необходимо тренироваться, но какими должны быть тренировки? Интервальными или нет? Все эти вопросы, по-прежнему, остаются в поле зрения и требуют ответа.
Есть исследования, связанные с иммунной системой. Ведь в замкнутом объеме происходит обмен микрофлорой, в организм попадают новые микробы, поэтому необходимы средства профилактики. И наши микробиологи используют помимо пробиотиков, еще и предварительно полученные от самого испытателя средства, что позволяет поддерживать иммунитет на достаточно высоком уровне.
Для психологов тут целый клондайк новых данных: изучение взаимоотношений в гендерно смешанном коллективе принесли столько подчас удивительных данных о том, как люди взаимодействуют между собой. И для оценки психоэмоционального состояния мы сейчас используем новые методики, совместно разработанные российскими и американскими специалистами.
- Участники эксперимента – они, прежде всего, объекты исследования или исследователи?
Александр Суворов: Я хотел бы подчеркнуть, что они прежде всего являются испытателями, а не испытуемыми. Они многое проверяют на себе, оценивают, испытывают все то новое, что в дальнейшем будет применяться во время дальних полетов.
- А если говорить о прошлогоднем эксперименте, есть уже какие-либо результаты?
Александр Суворов: Если коротко – у нас получено около сорока уроков. Под уроками я понимаю выводы, которые мы сделали, которые мы будем применять в перспективе в предстоящих экспериментах. На их основании мы будем ставить задачи последующим исследователям, определять какие вопросы требуют изучения. Можно сказать, что на часть вопросов мы ответили, но новых вопросов появилось еще больше.
- Мы уже готовы к полетам на Марс?
Александр Суворов: Нет. К сожалению, должен констатировать, что несмотря на представления некоторых технических специалистов, в том числе руководителей Роскосмоса, мы согласиться с этим не можем. У нас нет ответов на многие вопросы о психологических, физиологических, микробиологических и других проблемах. В настоящий момент мы явно не готовы к таким полетам, если кто-то будет утверждать обратное, это будет шапкозакидательство, абсолютно ненаучный, дилетантский подход. Нам обязательно необходимо дальнейшее наземное моделирование, только оно может позволить на поддержать на нужно уровне состояние здоровья и сохранения психической и физиологической работоспособности будущих космонавтов.
- И сколько времени понадобится на решение этих вопросов?
Александр Суворов: Мой оптимистичный прогноз – порядка десяти лет.
