Projekt MARS-500

Aby usprawnić podejście do budowy i sprawdzić słuszność przyjętych założeń w projektowaniu biomedycznych systemów podtrzymywania życia dla załogowych misji marsjańskich, niezbędne badania powinny być przeprowadzone podczas kontrolowanych misji na orbicie, na pokładach bezzałogowych statków oraz w stacjonarnych symulacjach.

Państwowe Centrum Naukowe Federacji Rosyjskiej – Instytut Problemów Biomedycznych Rosyjskiej Akademii Nauk (IBMP) planuje przeprowadzić symulację misji na Marsa. Ten zamknięty eksperyment może być rozszerzony z obecnie proponowanych 520 do 700 dni.

Dane uzyskane w trakcie realizacji projektu posłużą udoskonaleniu idei systemów biomedycznych dla marsjańskiej załogi oraz do sformułowania podstawowych wymagań dla całej misji, włączając w to Zespół Ekspedycji Marsjańskiej, codzienne życie załogi, czy system podtrzymywania aktywności.

Cel

Projekt dostarczy okazji do badania wzajemnych oddziaływań w systemie człowiek-środowisko oraz pozwoli zebrać informacje o zdrowiu i aktywności uczestników eksperymentu w izolacji i zamknięciu, imitujących kluczowe warunki panujące podczas przyszłej misji na Marsa (długi czas trwania, autonomia, utrudniona komunikacja z naziemnym Centrum Kontroli Misji spowodowana opóźnieniem sygnału oraz ograniczona ilość zapasów).

Zamierzenia:

  • Oszacowanie wpływu symulacji misji marsjańskiej na zdrowie i aktywność uczestników.

  • Obserwacja działań załogi i jej współpracy z Centrum Kontroli Misji.

  • Testowanie zasadności reguł, procedur, urządzeń i oprogramowania:

- monitoringu, diagnostyki i przewidywania stanu zdrowia i aktywności uczestników, dostarczania opieki medycznej oraz konsultacji z wykorzystaniem możliwości telemedycyny,
- środków zaradczych przeciwko niekorzystnemu wpływowi czynników misji na ludzki organizm,
- opieki psychologicznej,
- monitorowania środowiska.
  • Aprobata zaawansowanych technologii podtrzymywania i ochrony życia.

  • Testowanie komponentów biomedycznego systemu informacyjno-analitycznego.

Program badawczy

Projekt Mars-500 będzie obejmował następujące dziedziny:

  • Medycynę i fizzjologię kliniczną.

  • Biochemię i immunologię.

  • Psychofizjologię.

  • Psychologię małych grup, indywidualne zachowania i działania.

  • Warunki sanitarne, higienę i mikrobiologię.

  • Biologię.

  • Testowanie zasadności procedur i technologii; testowanie baz danych.

Skład załogi:

  • Wielonarodowa.

  • Sześciu członków (jedna lub obie płci, zależnie od wyników selekcji).

  • Wiek od 25 do 50 lat.

  • Preferowane dziedziny wiedzy (możliwe jest łączenie kompetencji): medycyna, inżynieria, biologia, informatyka.

 

Załoga (od lewej) Dmitriy Perfilov, Akeksandr Kovalev, Marina Tugusheva, Sergey Ryazanskiy (kapitan), Anton Artamonov, Oleg Artemyev

 

Życie załogi i organizacja działań

Podstawowymi zasadami działań załogi są samoorganizacja i samozarządzanie, tj.:

  • kontrola wszystkich aspektów życia, włączając w to dbałość o zdrowie fizyczne i psychiczne, zabezpieczenie środowiska i wykorzystanie zapasów oraz

  • podejmowanie decyzji we własnym zakresie.

Przez większość czasu uczestnicy będą żyli według grafiku pracy/odpoczynku opracowanego dla załóg orbiterów, obejmującego 5 dni pracy i dwa wolne. Jednak ten grafik może być zakłócony podczas określonych etapów misji lub ze względu na szczególne okoliczności.

Działania załogi będą obejmowały typowe czynności medyczne, treningi fizyczne, kontrolę i utrzymanie sprawności różnych systemów, obsługa “Modułu Lądującego”, etc. Będą również zajęci badaniami naukowymi i codzienną rutyną, porządkami, higieną itp. Zaplanowano także symulację sytuacji skrajnych i zagrożeń spowodowanych awarią urządzeń pokładowych. Czynnik ludzki (niewystarczająca skuteczność działań załogi, obniżona solidność jej członków i tym podobne) może być także źródłem takich sytuacji.

Uczestnicy projektu będą żywieni w podobny sposób jak załogi Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) i będą zaopatrywani w wodę przygotowaną wedlug procedur zapewniających zgodność z wymaganiami ISS. Palenie i alkohol będą zakazane.

Poczta elektroniczna będzie używana przeważnie do wymiany informacji między załogą a Centrum Kontroli Misji.

 

Pomieszczenia eksperymentu

Eksperyment zostanie przeprowadzony w Inżyneryjno-Medycznym Zespole Pomieszczeń (Medical-Engineering Facility, MEF) umieszczonych w Instytucie Problemów Biomedycznych. MEF składa się z pięciu połączonych, ciśnieniowych modułów o całkowitej objętości 550 m3, z których jeden będzie przeznaczony do imitowania załodze pobytu na Marsie. W pozostałych modułach są kwatery dla załogi, salon, przestrzeń robocza dla przedsięwzięć biomedycznych, pomieszczenie na zapasy, itd. Moduły są wyposażone w audiowizualne systemy komunikacyjne.

Wewnątrz pomieszczeń MEF załoga będzie oddychała sztucznym powietrzem pod normalnym ciśnieniem. Część systemów podtrzymywania życia zostanie zamontowanych na zewnątrz modułów i będą albo kontrolowane albo pozornie kontrolowane przez załogę.

Struktura Inżyneryjno-Medycznego Zespołu Pomieszczeń po rekonstrukcji

Wnętrze modułu medycznego

1. Moduł medyczny (EU-100)

  • stanowisko do diagnoz medycznych i badań biomedycznych

  • toaleta

  • jedna śluza powietrzna

2. Moduł mieszkalny (EU-150)

  • sześć przedziałów osobistych

  • salon (pokój dzienny)

  • główna konsola

  • kuchnia

  • toaleta

  • trzy śluzy powietrzne

3. Symulator modułu marsjańskiego lądownika (EU-50)

  • trzy łóżka piętrowe

  • konsola

  • stanowisko pracy

  • kuchnia

  • toaleta

  • dwie śluzy powietrzne

4. Moduł gospodarczy (EU-250)

  • siłownia, łazienka, sauna

  • szklarnia

  • magazyn z zapasami (jedzenie, woda, etc.)

  • magazyn z wyposażeniem badawczym, częściami zapasowymi, etc.

  • komora cieplna

  • toaleta

  • dwie śluzy powietrzne

5. Pomieszczenie ze skafandrami kosmicznymi

6. Symulator powierzchni Marsa

Marina Tugusheva opiekuje się kosmicznym ogródkiem

Eksperyment techniczny przeprowadzony od 15 do 29 listopada 2007 roku

Eksperyment techniczny z udziałem sześciu ochotników został przeprowadzony w modułach medycznym i mieszkalnym (EU-100 i EU-150) w pomieszczeniach MEF od 15 do 29 listopada 2007 roku.

Celem eksperymentu była ocena gotowości modułów, ich systemów i wyposażenia do symulacji załogowego lotu na Marsa.

W czasie 14-dniowego eksperymentu członkowie załogi i obsługa techniczna przeprowadzili kompleksowy sprawdzian gotowości:

  • Systemów podtrzymywania życia (regeneracji powietrza i filtracji, systemu zaopatrywania w wodę i energię elektryczną, systemów komunikacji, etc.).

  • Systemów kontroli i zarządzania eksperymentem, m.in. centrum kontroli, paneli lekarza dyżurnego i inżyniera zmianowego, ekranów informacyjnych, etc.

  • Systemu informatycznego odpowiedzialnego za zbieranie, przetwarzanie, przechowywanie i przekazywanie danych dotyczących stanu zdrowia członków załogi, środowiska, systemu podtrzymywania życia oraz parametrów eksperymentów naukowych pomiędzy użytkownikami wewnątrz i na zewnątrz modułów.

  • Lokalnej sieci telemedycznej zaprojektowanej do diagnozowania stanu zdrowia i dostarczania zdalnych konsultacji medycznych członkom załogi, a także do kierowania działaniami w sytuacjach zagrożenia zdrowia.

  • Urządzeń i oprogramowania, których załoga używa do utrzymywania warunków umożliwiających życie i systemów regulacji temperatury.

 

Oprócz tego członkowie załogi przeprowadzili program badawczy obejmujący eksperymenty psychologiczne, fizjologiczne, mikrobiologiczne i toksykologiczne.

105-dniowy eksperyment wstępny

W pierwszej połowie 2008 roku w Inżyneryjno-Medycznym Zespole Pomieszczeń zaplanowano105-dniowy eksperyment wstępny, jako część projektu Mars-500.

Głównymi zadaniami tej symulacji są:

  • badanie sposobów fizjologicznej i psychologicznej adaptacji członków załogi do autonomicznego życia i warunków pracy,

  • obserwacja interakcji pomiędzy załogą a Zespołem Kontroli Eksperymentu w zmiennych warunkach komunikacji,

  • testowanie wyposażenia medycznego i technicznego oraz narzędzi używanych przez załogę do podtrzymywania warunków życia i do badań,

  • udoskonalanie spisu i zawartości dokumentacji metodologicznej i organizacyjnej.

Otrzymane dane posłużą do przygotowania i zrealizowania głównej symulacji Załogowej Misji Marsjańskiej.

Skład załogi, warunki życia i pracy, wymagania dotyczące ochotników będą w większości takie same jak dla Projektu Mars-500, z wyjątkiem symulacji przebywania na powierzchni Marsa.

Program Badawczy Eksperymentu zostanie opracowany na bazie naukowej i bioetycznej analizy rosyjskich i zagranicznych propozycji badań. Analiza zostanie przeprowadzona we współpracy ze specjalistami z Europejskiej Agencji Kosmicznej, która zapowiedziała swój udział w Projekcie Mars-500.

Centrum kontroli eksperymentu