Проект «SIRIUS-19» — четырехмесячная имитация экспедиции на Луну в наземном комплексе, в Москве

19 марта 2019 года в 14:00 МСК был дан старт эксперимента SIRIUS-19 по имитации полета экипажа из шести человек до Луны, реализуемого на базе Наземного Экспериментального Комплекса (НЭК) Института медико-биологических проблем РАН (ИМБП) в Москве на Хорошевском шоссе.

Планируется, что в течении 120 дней изоляционного эксперимента будут сымитированы основные элементы реального космического полета: перелет экипажа до Луны с последующим облетом и поиском места приземления, приземление четырех членов экипажа для проведения операций на поверхности, пребывание на орбите Луны для приема транспортных кораблей и дистанционного управления лунным ровером для подготовки базы, последующее возвращение на Землю, выполнение около 80 научных экспериментов (психологические и психофизиологические, физиологические, связанные с иммунитетом, метаболизмом и телемедициной, микробиологические и санитарно-гигиенические.).

В проекте принимают участие специалисты госкорпорации «Роскосмос», РКК «Энергия», ЦПК им. Гагарина, Airbus DS (Германия), NASA, KBRwyle (США) и других предприятий аэрокосмической отрасли более чем из 10 стран.



В состав основного смешанного международного экипажа эксперимента входят:

• летчик-космонавт, испытатель-командир Евгений Игоревич Тарелкин (Россия);
• испытатель-исследователь Анастасия Алексеевна Степанова (Россия);
• испытатель-бортинженер Дарья Алексеевна Жидова (Россия);
• испытатель-врач Стефания Олеговна Федяй (Россия);
• испытатель-исследователь Рейнхолд Повилаитис (Reinhold Povilaitis, США);
• испытатель-исследователь Аллен Миркадыров (Allen Mirkadyrov, США).

В состав дублирующего экипажа эксперимента входят:

• Полина Кузнецова (Россия);
• Даниил Дубарь (Белоруссия).

Перед началом эксперимента все участники проходили специальные фоновые исследования и тренировочные занятия.

История проекта «SIRIUS-19»

01 августа 2018 года.

Научная программа эксперимента по четырехмесячной изоляции «SIRIUS-18/19» утверждена на заседании ученого совета ГНЦ РФ — ИМБП РАН. Помимо российских ученых в программе примут участие специалисты из США, Германии, Франции, Италии, Белоруссии, Великобритании, Канады и Чехии.

«Научная программа сформирована в черновом варианте. Сейчас в ней больше 450 страниц, она насчитывает более 70 научных исследований», — уточнил научный координатор эксперимента Сергей Пономарев. «Сейчас ведется работа по составлению циклограммы эксперимента. Все исследования нужно уложить в четырехмесячную программу. Этим вопросом сейчас занимаются российские и американские специалисты. Надеюсь, что уже в сентябре будет сформирован финальный вариант программы, который пройдет биотические комиссии как в России, так и США».

В заявке NASA порядка шести исследований в рамках эксперимента по четырехмесячной изоляции, при этом они настолько обширные, что если их разбить по направлениям, то выйдет более 20 опытов. Обсуждение совместных российско-американских исследований состоится в сентябре.

02 августа 2018 года.

«Мы планируем, что 15 января 2019 года стартуют предварительные исследования, начнется десятисуточная изоляция. А 1 марта 2019 года экипаж экспедиции войдет в Наземный экспериментальный комплекс для четырехмесячной изоляции. Переносы возможны, но в пределах одного-двух дней, все идет пока по плану», — сообщил главный менеджер проекта, руководитель отдела Государственного научного центра Института медико-биологических проблем (ИМБП) РАН Марк Белаковский.

Научный координатор эксперимента Сергей Пономарев уточнил, что подготовка к эксперименту идет по графику, практически все оборудование, необходимое для эксперимента «SIRIUS», уже есть. «Осталось только провести адаптацию некоторых программных комплексов, завезти часть техники из других стран, но процентов на 90 все уже готово», — заявил он.

Марк Белаковский также проинформировал, что заявки на участие в эксперименте подали около 70 кандидатов. «На сегодняшний день желание принять участие в эксперименте SIRIUS выразили примерно 50 россиян и 20 иностранцев из США, Франции, Белоруссии, Индии». Пока нет твердой договоренности, сколько в эксперименте будет иностранных участников, но три кандидата уже выразили желание принять участие в восьмимесячном эксперименте по изоляции, который запланирован на начало 2020 года.

08 октября 2018 года.

NASA приглашает русскоговорящих граждан США к участию в стартующем в следующем году в Российской Федерации проекте «SIRIUS», имитирующем полет экипажа из шести человек в космос. Американское космическое ведомство рассчитывает завершить отбор участников к началу ноября.

Помимо американского гражданства кандидаты должны обладать рядом характеристик: возраст 30-55 лет, ростом не выше 180 сантиметров, имеются ограничения по весу, необходимо хорошее состояние здоровья. Претендент также должен владеть не только устным русским и английским языками, но и уметь писать, приветствуется наличие летно-военной подготовки, научное или техническое образование.

07 декабря 2018 года.

В период с 04 по 06 декабря 2018 года проведена проверка работоспособности медико-технического наземного экспериментального комплекса (НЭК) ИМБП. Целью проверки являлось определение готовности комплекса после его модернизации к проведению 4-месячного эксперимента «SIRIUS 18/19».

Работы, выполненные в НЭК в ходе подготовки к проведению экспериментов по программе «SIRIUS»:

• разработана и смонтирована во всех экспериментальных установках НЭК светодиодная биоритмическая управляемая система освещения для обеспечения оптимального психофизиологического состояния человека;
• разработана и смонтирована система цифрового видеонаблюдения, состоящая из 84 камер, из которых 66 камер установлены внутри помещений всех экспериментальных установок и имитатора поверхности планеты;
• в целях повышения безопасности доработана система поддержания состава атмосферы в экспериментальных установках (ЭУ); разработана и установлена система подачи кислорода и азота в ЭУ при помощи соответствующих генераторов;
• в соответствии с задачами эксперимента в каждый модуль установлена внутренняя защищенная цифровая сеть;
• для большей достоверности при высадке и работе в скафандрах создана имитация лунной поверхности.

Проверку прошли модули ЭУ-50, ЭУ-100, ЭУ-150, ЭУ-250 со всеми системами жизнеобеспечения, включая вновь созданные системы светодиодного динамического освещения и цифрового видеонаблюдения.

Проверка работоспособности НЭК и оценка оборудования, размещенного в модулях, проводилась группой испытателей (командир – летчик-космонавт, Герой России Е.И. Тарелкин), находившимися в герметизированном комплексе в течение 2 дней.

В результате проверки установлено, что медико-технический комплекс, системы жизнеобеспечения, наземный центр управления и служебные системы полностью работоспособны и готовы к проведению эксперименту «SIRIUS 18/19».

30 января 2019 года.

Cтарт модельного изоляционного эксперимента «SIRIUS-19» запланирован на 19 марта 2019 года.

Основной и дублирующий экипаж в составе летчика-космонавта Евгения Тарелкина, Полины Кузнецовой, Анастасии Степановой, Дарьи Жидовой, Артема Князева, Дмитрия Глухих, Стефании Федяй (все — Россия), Даниила Дубаря (Республика Беларусь), Рейнхолда Повилаитиса (Reinhold Povilaitis, США) приступили к фоновым исследованиям и тренировочным занятиям. Прибытие еще одного члена экипажа — Аллена Миркадырова (Allen Mirkadyrov, США) ожидается в течении ближайших дней.

25 февраля 2019 года.

Научная программа эксперимента «SIRIUS-19»

В настоящее время на международном уровне решаются вопросы, связанные с освоением объектов ближнего и дальнего космоса, рассматриваются варианты полётов к Луне и на Луну, строительство орбитальных окололунных станций, напланетных баз. Человечество готовится совершить сверхдлительный полёт к Марсу.

Для реализации столь амбициозных задач требуется комплексная современная система медико-биологического обеспечения полёта, отработанная в наземных модельных экспериментах и на борту международной космической станции (МКС).

Четырехмесячный изоляционный эксперимент «SIRIUS-19» проводится в рамках международного проекта «SIRIUS» (совместный проект ГНЦ РФ — ИМБП РАН и HRP NASA при участии космических агентств DLR и СNES, а также профильных организаций космической отрасли из России, США, Франции, Германии, Италии, Бельгии, Белоруссии и др. стран) и является одним из этапов подготовки к освоению дальнего космоса.

Главной целью эксперимента «SIRIUS-19» является изучение механизмов адаптации организма человека к условиям 120-суточной изоляции в гермообъекте с искусственной средой обитания, имитирующей космический полёт с разработкой и апробацией различных средств профилактики негативного действия комплекса изоляционных факторов.

Основные задачи проекта:

• оценить влияние длительной изоляции человека в гермообъекте на психологическое и психофизиологическое состояние, психическую и физическую работоспособность, а также на основные физиологические системы организма;
• обеспечить контроль за состоянием здоровья испытателей, а также за параметрами среды и санитарно-гигиеническими условиями изоляции;
• апробировать в гермообъекте экспериментальное оборудование, имеющееся и готовящиеся к поставке на борт МКС;
• оценить адекватность изоляционной модели в сравнении с реальным космическим полётом по состоянию различным физиологическим системам организма;
• создать интегрированную базу научных данных, полученных в ходе реализации Проекта;
• провести отработку научной кооперации между различными научно-исследовательскими центрами на международном уровне;
• отработать механизмы создания и функционирования международной кооперации, отвечающей за постановку научных задач перспективных полетов на Луну;
• получить опыт реализации и научно-организационный задел для последующих совместных длительных изоляционных экспериментов со смешанным экипажем.
• Общее число экспериментов – 79 (психология – 27, физиология — 24, иммунитет – 5, метаболизм – 9, микробиология и гигиена – 12, телемедицина – 2).

11 марта 2019 года.

На заседании мандатной комиссии по отбору добровольцев-испытателей в международный изоляционный модельный эксперимент «SIRIUS-19» под председательством директора ГНЦ РФ — ИМБП РАН академика Орлова О.И. был рассмотрен вопрос о распределении функциональных обязанностей между членами экипажа.

Решением мандатной комиссии принято утвердить Тарелкина Евгения Игоревича испытателем-командиром экипажа, Жидову Дарью Алексеевну испытателем-бортинженером, Федяй Стефанию Олеговну испытателем-врачом экипажа, Повилаитиса Рейнхолда (Reinhold Povilaitis) испытателем-исследователем, Степанову Анастасию Алексеевну испытателем-исследователем, Миркадырова Аллена (Allen Mirkadyrov) испытателем-исследователем. Дубарь Даниил Александрович и Кузнецова Полина Григорьевна назначены дублерами.

19 марта 2019 года.

19 марта 2019 года в государственном научном центре Институте медико-биологических проблем (ИМБП) РАН стартовал 120-и суточный изоляционный эксперимент «SIRIUS-19», осуществляемый совместно ГНЦ РФ — ИМБП РАН и NASA HRP в кооперации с организациями-партнерами при широком участии специалистов из России, США, Германии, Франции, Италии, Бельгии, Белоруссии и других стран.

Выход за орбиту Земли и проведение пилотируемых исследований ближайших объектов Солнечной системы (с перспективой создания внеземных орбитальных комплексов и напланетных баз) – это новый этап освоения человеком космического пространства. Он требует решения технических, физиологических и психологических проблем, с которыми может столкнуться экипаж во время путешествия.

Необходимо лучше изучить все возможные риски длительной космической экспедиции, а также разработать биологические и психологические технологии для диагностики, профилактики и лечения астронавтов и космонавтов.

Все эти факторы в полной мере изучаются в рамках международного проекта «SIRIUS» – Scientific International Research In Unique terrestrial Station (Научное международное исследование в уникальном наземном комплексе), включающий серию изоляционных экспериментов с продолжительностью 4, 8 и 12 месяцев в течение пяти лет.

SIRIUS является продолжением медико-психологических исследований, начатых в проекте «Марс-500», и действующей стратегии развития российских пилотируемых космических аппаратов при подготовке к освоению дальнего космоса для работ на борту окололунной орбитальной станции.

Предлагаемая научная программа также является продолжением миссии NASA HRP по обеспечению возможности освоения космоса за пределами низкой околоземной орбиты, что позволит снизить риски для здоровья и работоспособности человека благодаря целевой программе фундаментальных, прикладных и операционных исследований, способствующих развитию и обеспечению стандартов здоровья человека и мер профилактики.

Сценарий эксперимента «SIRIUS-19» направлен на выбор места для будущего лунного поселения и будет воспроизводить основные характеристики реального космического полета на Луну, включая операции на орбите и на поверхности Луны.

Во время миссии экипаж будет выполнять задачи, связанные с операциями космического полета, такие, как ежедневный медицинский мониторинг и углубленная оценка состояния здоровья, регулярные физические тренировки и мероприятия, соответствующие сценарию полета.

Кроме того, экипаж будет выполнять программу научных исследований по физиологии и психологии, чтобы изучить влияние изоляции в замкнутом пространстве на психологию и физиологию человека и отношения в группе, с целью оказания помощи при подготовке к длительной космической исследовательской миссии.

Проект концепции серии модельных экспериментов на базе НЭК ИМБП с международным участием

Общая цель программы:

Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (National Aeronautics and Space Administration, NASA) и государственный научный центр Институт медико-биологических проблем Российской академии наук (ИМБП) имеют длительную и успешную историю сотрудничества по совместным исследованиям, имеющим отношение к здоровью и благополучию людей в космосе. И NASA HRP (Human Research Program), и ИМБП проводят исследования по определению мер профилактики и технологий для защиты здоровья астронавтов и космонавтов в космическом полете.

Основываясь на этой общей задаче, сотрудничество между NASA HRP и ИМБП представляет возможности для совместного исследования научных вопросов, чтобы содействовать проведению экспериментов как каждой из этих организаций, так и кооперации организаций-партнеров. NASA HRP и ИМБП предлагают использовать управляемые изолированные условия среды для проведения исследований по психологии и работоспособности человека, в целях поддержания исследований на борту Международной космической станции (МКС), а также уменьшения рисков в космических межпланетных миссиях.

Медико-технический наземный экспериментальный комплекс (НЭК) ИМБП располагает уникальными средствами для проведения модельных исследований космических полётов. НЭК представляет собой аналоговую платформу с многофункциональными экспериментальными сегментами, способными разместить от 3 до 10 членов экипажа.

Исследования, проводимые в НЭК, обычно требуют изоляции и стабильной окружающей среды, которые обеспечиваются местными системами жизнеобеспечения, и проводятся в течение длительного периода, чтобы изучать влияние изоляции и закрытого пространства на психическое здоровье объектов исследования.

НЭК может использоваться для изучения систем жизнеобеспечения, космической деятельности, медицинских средств профилактики, работоспособности и динамики экипажа, автономности экипажа, последствий изоляции и связанных с ней физиологических стрессоров. Кроме того, НЭК может предоставить уникальные ресурсы, такие как изменяемые объёмы жилых отсеков, особые циклы день-ночь и инновационные рабочие условия окружающей среды для исследований в соответствии с запросами испытателей.

Таким образом, совместные исследования в НЭК предоставляют уникальную возможность эффективно решать вопросы рисков пилотируемых космических полетов. NASA и ИМБП объединяют усилия обеих организаций и заинтересованы консолидироваться с другими международными партнерами по использованию НЭК для проведения критических исследований, имеющих отношение к психологическим и физиологическим реакциям на длительную изоляцию.

Понимание этих реакций даст информацию совместным исследованиям для разработки средств профилактики, позволяющих снизить нежелательное влияние длительной изоляции. Удачные средства профилактики, разработанные в наземных исследованиях, будут затем испытаны на МКС для оценки их эффективности с целью использования в длительных орбитальных полетах и системе медико-биологического обеспечения перспективных межпланетных миссий.

Международный проект «SIRIUS»:

Данные задачи в полной мере будут изучаться в рамках международного проекта «SIRIUS» – Scientific International Research In Unique terrestrial Station (научное исследование в уникальном наземном комплексе), проводимого совместно российским Государственным научным центром Институтом медико-биологических проблем РАН и американской Human Research Program NASA в кооперации с организациями-партнерами при широком участии специалистов из России, Италии, Германии, и др. стран.

Программа проекта «SIRIUS» рассчитана на период до пяти лет. За это время планируется проведение ряда изоляционных экспериментов продолжительностью примерно две-три недели, четыре месяца, восемь месяцев и двенадцать месяцев.

Предлагаемая программа исследований на базе НЭК разработана на базе предложенного проекта концепции и стратегии развития российских пилотируемых космических средств в период до 2035 года и является продолжением начатых в проекте «Марс-500» исследований медико-психологических рисков при длительных автономных пилотируемых космических полётах и эксплуатации орбитальных и напланетных баз.

Краткое обоснование подходов к формированию научной программы ИМБП:

Многолетние плодотворные комплексные исследования состояния здоровья, поведения и деятельности экипажей в изоляции, проводимые в СССР и России исходя из нужд медико-психологического обеспечения долговременных космических полетов, в подавляющем большинстве случаев были ориентированы на изучение тестовой деятельности человека-оператора.

Под «тестовой» деятельностью понимается выполнение различных методик для оценки состояния здоровья, физической, психической и профессиональной работоспособности. При этом, практически не исследованной областью остаются собственно поведенческие аспекты пребывания человека в условиях ограниченного объема, сенсорной депривации человека – то есть то, что происходит между тестовой активностью обследуемых и занимает основное время их жизнедеятельности.

Без тщательного непрерывного изучения активности экипажа в искусственной среде обитания практически невозможно ответить на вопросы оптимизации численного состава, компоновки, эргономики, медико-санитарных норм, необходимых режимов профилактики и пищевых ресурсов для будущих межпланетных кораблей и напланетных поселений. Без поведенческого анализа экипажей различного состава и продолжительности пребывания ответы на эти вопросы будут весьма приблизительными.

Отчасти дефицит комплексных поведенческих исследований был связан с четкой направленностью работ на аспекты профессиональной готовности оператора выполнить поставленные задачи, отчасти, с этическими ограничениями. Кроме того, для решения этих задач ранее остро не хватало методологического и аппаратурного оснащения – портативных носимых беспроводных устройств, позволяющих непрерывно не инвазивно регистрировать суточную активность и расположение обследуемых в отношении друг друга и конкретных объектов гермокамеры.

В последние годы развитие компьютерных технологий привело к появление носимых портативных регистраторов-актиграфов, позволяющих не только непрерывно записывать суточную локомоторную активность человека, определять продолжительность периодов отдыха и ночного сна, но и параллельно вести записи физиологических параметров (пульса, кожного сопротивления).

Огромные возможности, открывающиеся при их применении перед учеными, уже подвигли НАСА собирать данные о суточной активности, продолжительности и качестве сна астронавтов (например, эксперимент «Сон»). Аналогичные исследования для сбора фоновой, в отношении условий микрогравитации, информации проводились американцами и ЕКА в проекте «Марс-500» и продолжаются в проекте «Гера».

Кроме того, в последние три года различными странами (Россия, Германия, США) разрабатываются носимые портативные датчики позиционирования человека в гермообъеме. Они дают возможность не только определить координаты человека в замкнутом пространстве, но и направление его взора, взаимное расположение людей и объектов в каждый момент рабочего и свободного времени. Во время сна появилась возможность регистрировать положение тела и двигательную активность, что дополняет традиционную регистрацию ЧСС, ЭКГ, АД и позволяет оценить качество сна.

Сочетание описанных технологий позволит провести полномасштабный анализ поведения в первую очередь смешанного по гендерному составу экипажа в гермообъеме под влиянием пролонгированного воздействия на организм и психику ограниченного пространства, сенсорной депривации, монотонии и ограниченной коммуникации с внешним миром. Значение таких работ трудно переоценить в свете готовящихся космическими агентствами проектов полетов смешанных экипажей и развертывания баз на других планетах.

Ещё одним важным направлением исследований является отработка в наземных условиях нештатных ситуаций, которые могут возникнуть в реальном космическом полёте. В этой связи можно выделить несколько важных задач:

1. Оказание квалифицированной помощи неспециалистом в тех случаях, когда по ряду причин, врач экипажа не может выполнить данную функцию. Описанная ситуация требует тщательной проработки в наземных условиях и разработки определённых алгоритмов действия экипажа в экстренных медицинских ситуациях, в том числе с применением телемедицинских технологий.

2. Действие экипажа при возникновении различного рода технических неисправностей, способных привести к аварии с серьёзными последствиями, создающими угрозу жизни и здоровью для членов экипажа. В этой связи целесообразно комплексно изучать влияние стресса на поведение, работоспособность, а также физиологическое и психологическое состояние здоровья добровольцев-испытателей, разрабатывать инструкции и рекомендации по действию экипажа в чрезвычайных ситуациях, а также разработать систему тестов, в которой бы определялась взаимосвязь индивидуальной стрессоустойчивости и работоспособности. Информация, полученная при выполнении данных тестов, могла бы не только помочь при составлении алгоритмов действия экипажа в экстремальной ситуации (например, персонифицировано дозировать время смены бортового инженера, устраняющего техническую неисправность), но и составлять графики индивидуальной рабочей нагрузки в зависимости от психофизиологических резервов организма.

Задачи проекта:

Комплексные исследования позволят точно, на количественном уровне ответить на ряд принципиально важных для планирования психологических, физиологических, медико-санитарных и эргономических аспектов межпланетных миссий вопросы, в том числе:

1. О точной величине локомоторной активности (и потраченных, соответственно, килокалориях) в условиях изоляции при отсутствии традиционных внешних датчиков времени. О воздействии режимов светодиодного освещения в замкнутом объеме на уровень активности и зрительное восприятие человека-оператора в дневное, вечернее и ночное время.
2. О влиянии общей дневной локомоторной активности в гермообъеме в рабочее время на разных этапах длительной изоляции – на длительность и интенсивность физических тренировок и необходимой рекреации (включая сон).
3. О требованиях к необходимому персональному пространству в модуле (корабля и напланетной станции) для каждого члена экспедиций в зависимости от их длительности, выполняемой роли в экипаже и гендерного (полового) состава экипажа.
4. О степени использования (времени пребывания) экипажем тех или иных функциональных зон космического корабля и напланетной базы, определяющих общие требования к компоновке напланетной базы и корабля. О степени значимости (привлекательности) для длительно находящегося в условиях изоляции, сенсорной депривации и монотонии экипажа ряда объектов специально назначения – например, кают-компании, оранжереи и пр.
5. О влиянии присутствия в смешанном экипаже двух женщин (впервые в истории ИМБП, ранее в мужской экипаж включали только одну женщину) – на степень психологического комфорта, конфликтную напряженность и возникновение психологических подгрупп. О взаимном расположении членов мужских и женских подгрупп при длительном пребывании смешанного экипажа в гермообъеме, характеризующем поведенческие аспекты их взаимодействия и взаимоотношений – и требуемой для обеспечения психологического комфорта и бесконфликтного взаимодействия компоновке напланетной базы и межпланетного корабля.
6. О влиянии условий изоляции на биоритмологическую структуру гомеостаза, возможное изменение акрофаз (максимумов и минимумов) в суточных ритмах раннего периода адаптации в модельных экспериментах, параметры циркадианных ритмов концентраций гормонов, участвующих в регуляции различных систем организма.
7. О влиянии личных взаимоотношений на физическую дистанцию между членами экипажа, а также психофизиологическую цену их взаимодействия при совместном выполнении деятельности и совместном проведении свободного времени.
8. О влиянии нарушенного сна на всю последующую деятельность, включая психоэмоциональное состояние и возможность выполнения профессиональной деятельности, то есть на психическую и физическую работоспособность, которая будет оцениваться в процессе «тестовой» деятельности в зависимости от продолжительности изоляции.
9. О взаимосвязи между локомоторной активностью и иммунологическим, биохимическим, а также нейроэндокринным статусом.
10. О влиянии нарушения сна на различные системы человеческого организма, включая сердечно-сосудистую, иммунную, пищеварительную, выделительную, дыхательную и нейроэндокринную системы.
11. Данные о контаминированности поверхностей различными микроорганизмами в зависимости от активности их использования.
12. Информация об обмене кишечной микрофлорой (по данным приёма различных пробиотических препаратов) в зависимости от количества контактов между членами экипажа в длительных изоляционных экспериментах.
13. О возможностях развития применительно к медицинскому обеспечению технологий приема, обработки, анализа информации, принятия решений и управления внешними устройствами в условиях автономного существования и деятельности экипажа.
14. Уточненные исходные данные для развития элементов биологической системы жизнеобеспечения экипажей межпланетных комплексов и напланетных поселений.

Итогом проекта могут являться:

1. Медико-санитарные требования к общей компоновке планетарных баз и межпланетных кораблей, компоновке области персонального пространства.
2. Уточненные критерии отбора межпланетных экипажей.
3. Уточненные нормы потребления воды и пищи, использования средств профилактики в длительном космическом полете.
4. Фоновые данные, позволяющие вычленить влияние фактора микрогравитации на величину суточной активности космонавта, продолжительность и качество его рекреации и ночного сна.
5. Улучшенная система непрерывного медицинского контроля космонавтов в долговременных космических полетах.
6. Рекомендации о необходимости нормализации сна, прогнозирование рисков и их профилактика с апробацией различных методов коррекции состояния и возможным введением ограничительных рекомендаций к определенным видам деятельности.
7. Рекомендации о необходимых мерах коррекции действия экстремальных факторов, сопряжённых с условиями изоляции в гермообъекте с учётом индивидуальных особенностей функционирования различных систем человеческого организма.

Сценарий четырехмесячной изоляции SIRIUS-19

Обзор

Сценарий миссии содержит описание 4-месячного исследования с изоляцией ИМБП/NASA по проекту SIRIUS. В документе представлены задачи миссии и ряд вспомогательных работ, направленных на создание аналоговой среды для моделирования полета на Луну.

В дополнение к 4-месячной миссии, до начала эксперимента будет проходить двухнедельная полная отработка инженерных и технических систем, а также начальная подготовка экипажа.

Двухнедельное полное тестирование позволит провести проверку систем объекта, экспериментальных операций и специального исследовательского оборудования, определить места размещения научно-исследовательского и сервисного оборудования и частично провести обучение персонала.

Начальная подготовка экипажа позволит членам экипажа ознакомиться с наземным экспериментальным комплексом (НЭК), различными системами, включая составные части управления и жизнеобеспечения, начать приведение в порядок личных кают экипажа и принять участие в сборе базовых данных по исследовательской программе.

Сценарий миссии

Сценарий воспроизводит основные характеристики имитационной среды, благодаря которым экипаж будет чувствовать, как будто он находится в реальном полете, что позволит абстрагироваться от реалий жизни вне модулей. Сценарий также призван вдохновлять команду на коллективную. Конечной целью сценария миссии является получение оригинальных и высококачественных научных данных.

Общий сценарий

1. Экипаж стартует к Луне, достигает орбиты и стыкуется к орбитальной станции (аналог DEEP SPACE GATEWAY).
2. В течение 2-х месяцев экипаж проводит наблюдения за лунной поверхностью и вырабатывает решение о точке приземления, в этот период времени также выполняется серия стыковок с транспортными кораблями.
3. Четыре члена экипажа приземляются на Луну, 2 или 3 члена экипажа в лунных скафандрах выполняют несколько выходов на поверхность. Орбитальный летательный аппарат и остальные два члена экипажа продолжают работать на орбите и оказывают техническую помощь и консультации своим товарищам, находящимся на поверхности.
4. Старт с лунной поверхности и стыковка с орбитальным кораблем.
5. Облет Луны в течение нескольких недель, при этом экипаж осуществляет дистанционное управление лунными роверами (подготовка к строительству лунной базы), а также проводит серию стыковок с транспортными кораблями.
6. Возвращение на Землю.

Основная цель миссии

Выбор области для будущего строительства поселения и базы.

Продолжительность миссии

Общая продолжительность миссии — 4 месяца:

1. Перелет и стыковка с Лунной орбитальной станцией: 3 + 7 суток.
2. Орбитальная фаза. Наблюдение и выбор места посадки и прием транспортных кораблей: 7 недель.
3. Приземление и операции на поверхности: 10 суток.
4. Отправление с Луны и стыковка с орбитальным кораблем. Процедуры санитарной обработки: 7 + 3 суток.
5. Облет Луны. Дистанционное управление лунными роверами и прием транспортных кораблей: 4 недели.
6. Возвращение на Землю: 7 + 3 суток.

Состав экипажа

Шесть многонациональных членов экипажа, включая 3 женщин и 3 мужчин. В случае, если не получится набрать равное количество мужчин и женщин волонтёров, требуется минимум 2 члена экипажа обоего пола.

Экипаж:

1. Командир экипажа.
2. Бортинженер.
3. Врач экипажа.
4. Исследователь №1.
5. Исследователь №2.
6. Исследователь №3.

Обзор задач миссии

1. Обеспечение здоровья и безопасности экипажа.

• Ежедневный медицинский контроль и при необходимости углубленная оценка состояния здоровья добровольцев.
• Проведение контроля двигательной активности и регулярных физических тренировок (тип, интенсивность, продолжительность упражнений будут определены позднее).
• Санитарно-гигиенические процедуры и контроль чистоты модулей.
• Повышение квалификации экипажа в области оказания медицинской помощи, отработка методик при возникновении чрезвычайных ситуаций и аварийного выхода.

2. Отработка операторской деятельности при приземлении на Луну, ночные операции по стыковке или расстыковке транспортных кораблей, ВКД в скафандрах, дистанционное управление лунными роверами.

3. Имитация задержка связи и нештатных ситуаций:

• На лунной орбите задержка связи до 5 мин.
• Потеря связи на срок до 5 дней, а также другие планируемые нештатные ситуации.

4. Научные наблюдения поверхности Луны и обоснованный выбор места приземления, а также области для создания поселения в будущем.

5. Проведение программы научных исследований в области психологии космических полетов, физиологии и человеческих факторов/обитаемости.

6. Техническое обслуживание транспортных и других систем корабля.

7. Образовательная и пропагандистская деятельность.

Оперативная деятельность для обеспечения целей миссии

В целом, у экипажа будет 16 часов бодрствования, включая 8 часов штатного рабочего дня (научные работы и корабельные операции); остальное время будет считаться свободным для такой деятельности экипажа, как питание, гигиена и незапланированное время для членов экипажа, когда они сами определяют, чем заниматься.

Время вне штатных 8 часов рабочего дня также может быть использовано для некоторых ограниченных работ или научной деятельности с особыми временными условиями или требованиями.

Исследования сна будут частью общего сценария миссии, связанной с запланированными операциями стыковки. Во время миссии будут проводиться один или несколько сеансов депривации сна с особенностями, которые будут определены.

Цель миссии: здоровье и безопасность экипажа:

1. Ежедневная проверка здоровья и периодическое углубленное медицинское обследование с использованием инструментальных методов.
2. Регистрация двигательной активности в течение всего эксперимента с регулярным выполнением физических упражнений.
3. Выполнение всех санитарных и гигиенических процедур.
4. Использование стандартных и опытных средств профилактики.
5. Моделирование аварийного реагирования с целью повышения уровня безопасности. Экипаж выполнит две сессии медицинских операций для тренировки согласованных действий экипажа во время запланированных аварийных мероприятий.

Цель: Высадка на Луну, основание поселения, строительство которого запланировано в будущем.

Моделируемые операции:

1. Стыковки (в т.ч., в ночное время) с лунной орбитальной станцией и прибываемыми транспортными кораблями.
2. Наблюдение за поверхностью Луны для поиска места для приземления и будущего строительства поселения.
3. Дистанционная работа роверов на Луне.
4. Приземление и операции выхода экипированных членов экипажа.

Цель миссии: Провести комплексные научные исследования в области космической психологии, физиологии, метаболизма, иммунологии, генетики, микробиологии, санитарии и гигиены, человеческих факторов и обитаемости.

Экипаж проведет научные исследования, включенные в Программу, в соответствии с IRD и ежедневной циклограммой:

1. Деятельность членов экипажа и их двигательная активность (научное исследование) будут регистрироваться в течение всего эксперимента.
2. Настроение, поведение и умственная работоспособность будут оцениваться с использованием различных инструментов и вопросников.
3. Функциональное состояние различных органов и систем будет оцениваться с использованием различных устройств и оборудования. Основное внимание будет уделяться параметрам сердечнососудистой и других систем, критичным для физической активности. Некоторые исследования будут проводиться до и после изоляции.
4. Во время изоляции будет проводиться комплексная оценка метаболизма и иммунного статуса. Будут проводиться различные исследования крови, мочи и слюны.
   
   Наибольшее внимание будет уделяться выявлению биомаркеров стресса.
5. Экипаж будет отвечать за микробиологические исследования по оценке окружающей среды и личной микрофлоры, включая оценку микробиома.
6. Экипаж проведет различные исследования и виды работ, включенных в научную программу, в том числе регистрацию, хранение и передачу всей информации на центральный сервер контрольного центра НЭК.

Цель миссии: обслуживание систем корабля.

1. Мероприятия: Экипаж будет взаимодействовать с внутренними компонентами экологического контроля и систем жизнеобеспечения среды НЭК.
2. Мероприятия: Экипаж будет выполнять контроль санитарно-гигиенического состояния внутри модулей.
3. Мероприятия: Экипаж будет выполнять основные служебные обязанности по очистке среды обитания, личных кают, мест общего пользования, таких как кухня и санитарная зона.
4. Мероприятия: Экипаж будет обеспечивать надёжную и бесперебойную работу систем видеонаблюдения и обмена информацией.

Цель миссии: образование и информационно-пропагандистская работа.

Деятельность: фотографирование и съемка всех работ экипажа, ведение дневников, связь со средствам массовой информации при соблюдении правил биоэтики и в соответствии с положениями о неразглашении в информированном согласии и Соглашениях на участия в проекте.

Основной экипаж 120-суточного изоляционного проекта «SIRIUS-19»

Тарелкин Евгений Игоревич — лётчик-космонавт Российской Федерации, Герой Российской Федерации, подполковник ВВС запаса.



Евгений Игоревич Тарелкин родился 29 декабря 1974 года в посёлке Первомайском Читинской области (ныне Забайкальского края) в семье парашютиста-испытателя, будущего Героя Российской Федерации И. Е. Тарелкина. После обучения в школе № 14 имени Ю. А. Гагарина Щёлковского района Московской области в 1992 году поступил в Ейское высшее военное авиационное училище лётчиков им. В. М. Комарова. В 1998 году окончил Военно-воздушную академию имени Ю.А. Гагарина по специальности «Эксплуатация воздушного транспорта и управление воздушным движением».

С 1998 года проходил службу в РГНИИ ЦПК им. Ю.А. Гагарина, стал инженером-испытателем 3-го класса, инструктором парашютно-десантной подготовки (более 800 прыжков с парашютом), летчиком с общим налет более 300 часов, профессиональным водолазом (провел под водой около 250 часов). Евгений Игоревич кандидат в мастера спорта по парашютному спорту, имеет квалификацию ассистента инструктора PADI (Professional Association of Diving Instructors – профессиональная ассоциация дайвинг-инструкторов).

В 2003 году, после прохождения медицинского обследования в Институте медико-биологических проблем, на заседании Межведомственной комиссии по отбору космонавтов был зачислен в отряд космонавтов для прохождения общекосмической подготовки, которую завершил в июне 2005 года, сдав государственные экзамены с оценкой «отлично».

На заседании Межведомственной квалификационной комиссии 5 июля 2005 года Евгению Игоревичу Тарелкину была присвоена квалификация «космонавт-испытатель». В мае 2006 года откомандирован в Космический центр им. Джонсона (США) в качестве представителя ЦПК.

В 2012 году на заседании Государственной комиссии по проведению летных испытаний пилотируемых космических комплексов был утвержден в основной экипаж экспедиции МКС 34/35. Стартовал 23 октября 2012 года в качестве бортинженера корабля «Союз ТМА-06М» и бортинженера основного экипажа МКС вместе с Олегом Новицким и Кевином Фордом (Kevin Anthony Ford, астронавт NASA).

Продолжительность полета составила 143 суток 16 часов. Вскоре после посадки 16 марта 2013 года вместе с Олегом Новицким принял участие в эксперименте по отработке ручного управляемого спуска с орбиты на поверхностьМарса с использованием центрифуги ЦФ-18, с помощью которой моделировались перегрузки при спуске в реальном режиме космического полета.

В настоящее время Евгений Игоревич работает в Институте медико-биологических проблем РАН.

Жидова Дарья Алексеевна — инженер ракетно-космической корпорации «Энергия» имени С. П. Королева.



Дарья Алексеевна родилась в 1989 году в городе Томске. После окончания гимназии (с серебряной медалью) поступила в Томский Государственный университет на Физико-технический факультет. В 2013 году получила степень магистра по направлению «Техническая физика» с вручением диплома с отличием. Является лучшей выпускницей города Томска в номинации «Отличник» 2013г. По окончанию учебы Дарья Алексеевна начала работать инженером-конструктором в РКК «Энергия» в отделе проектирования кислородных двигателей и двигательных установок. С 2016 года и по настоящее время работает инженером в Лётно-испытательном отделе РКК «Энергия».

Дарья Алексеевна Жидова — участник и многократный призер научных конференций и семинаров, имеет научные труды. Обладательница III разряда по альпинизму и III разряда по скалолазанию. Неоднократно занимала призовые места, как в личном, так и в командных соревнованиях по спортивному ориентированию, спасательным работам и скалолазанию.

В Лётно-испытательном отделе Дарья Алексеевна принимает непосредственное участие в работах по проектированию и испытанию перспективной пилотируемой техники (ПТК «Федерация», Научно-энергетического модуля РС МКС (НЭМ), Лунного взлетно-посадочного комплекса (ЛВПК) и других изделий, создаваемых в рамках «Лунной программы»), выполняет организационно-техническую работу по сопровождению договоров с ГНЦ РФ — ИМБП РАН, НИИ ЦПК им. Ю.А. Гагарина и др. организаций космической отрасли в рамках текущих и перспективных проектов корпорации «Энергия».

Аллен Миркадыров — заместитель заведующего филиалом (Associate Branch Head), отдел телекоммуникационных сетей и технологий Центра космических полетов имени Годдарда (GSFC).



Имеет степень магистра Государственного университета Сан-Диего, специальность — аэрокосмическая инженерия.

В качестве заместителя заведующего филиалом ведет наблюдение за многочисленными проектами, в которых участвуют сотрудники отделения в Центре космических полетов имени Годдарда (проект околоземной сети (NEN), космической сети (SN), поиска и спасения (SAR), демонстрации ретрансляции лазерных коммуникаций (LCRD), управления интеграции сетей (NIMO), спутникового слежения и ретрансляции данных (TDRS)).

Кроме того, выполняет необходимые технические и административные задачи, управляет работой подрядчика, осуществляет бюджетный надзор и многие другие функции.

Член экипажа 240-суточного изоляционного эксперимента HI-SEAS III, проводимого на склонах вулкана Мауна-Лоа на острове Гавайи. Американский проект HI-SEAS проводится под управлением Гавайского университета при участии Корнельского университета по заказу NASA и моделирует условия, в которых окажутся члены будущей марсианской экспедиции.

Степанова Анастасия Алексеевна (Россия) – испытатель-исследователь.



Анастасия Степанова родилась 9 марта 1986 года в городе Ташкенте Узбекской ССР. В 2002 году после окончания 9 классов средней школы №19, прошла четырехмесячный курс английского языка в «Американском колледже» (Дублин, Ирландия). Завершила среднее образование в 10-11 классах школы «Rangitoto college» в городе Окленде, Новая Зеландия.

В 2010 году окончила факультет журналистики Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова (дипломной работой «Космическая журналистика» руководил лётчик-космонавт России Ю.М. Батурин). В 2015 году для получения второго высшего образования поступила в МГТУ имени Н.Э. Баумана на факультет «Специальное машиностроение», кафедра «Робототехнические системы и мехатроника».

В 2014 году в течение двух недель в составе российского экипажа принимала участие в изоляционном эксперименте на «марсианской» исследовательской станции в пустыне штата Юта (Mars Desert Research Station, США).

После успешного завершения эксперимента, попала в финал программы «Марс 160» от американской общественной организации «Марсианское общество» (The Mars Society — некоммерческая организация, основанная Робертом Зубриным в 1998 году). В 2016 году в течение 80 дней участвовала в первой части международного научно-исследовательского эксперимента «Марс 160» по моделированию условий пилотируемой экспедиции к Марсу на станции в пустыне штата Юта по программе «Марсианского общества».

Выполняла обязанности ответственного за здоровье и безопасность экипажа, ассистента микробиолога экипажа и дополнительно – журналиста-историографа экипажа. По заданию Института медико-биологических проблем проводила психологические исследования по программе «Когнитивная психология и психология малых групп».

В июле 2017 года прошла вторую 30-и дневную часть научно-исследовательского эксперимента «Марс 160» на станции острова Девон Канадского Арктического архипелага.

В 2015 — 2016 годах Анастасия Алексеевна прошла обучение по программе подготовки резервистов-спасателей и аттестовалась на квалификацию «спасатель». В 2016 году работала в составе дежурного экипажа Общественного поисково-спасательного отряда «СпасРезерв». Обладает сертификатом по дайвингу PADI (Professional Association of Diving Instructors), в 2017 году выполнила три парашютных прыжка.

В настоящее время Степанова Анастасия Алексеевна работает младшим научным сотрудником лаборатории когнитивной психологии и психологии малых групп Отдела психологии, нейрофизиологии и психофизиологии деятельности операторов Института медико-биологических проблем РАН.

Повилаитис Рейнхолд (Reinhold Povilaitis, США) — испытатель-исследователь.



Рейнхолд Повилаитис аналитик исследований и операций на лунном разведывательном орбитальном аппарате (LRO).

Окончил Университет штата Аризона (Arizona State University) со степенью магистра в области материаловедения и инженерии и сертификатом выпускника в области атомной энергетики.

Участник наземной изоляционной исследовательской программы Human Exploration Research Analog (HERA), которая осуществляется NASA в Космическом центре имени Линдона Джонсона в Хьюстоне. HERA имитирует напланетный жилой модуль астронавтов с целью изучения особенностей работы и поведения человека в условиях космической экспедиционной миссии.

Федяй Стефания Олеговна — врач-психиатр и врач-исследователь, младший научный сотрудник ИМБП РАН.



Стефания Олеговна родилась в 1990 году в городе Фрунзе (в настоящее время Бешкек — столица Киргизии). По окончании средней школы поступила в Кыргызско-Российский Славянский университет на медицинский факультет по специальности «Лечебное дело». Получив диплом РФ с отличием, продолжила обучение в Москве в интернатуре Российского университета дружбы народов (РУДН) на кафедре психиатрии и медицинской психологии (специальность «Психиатрия»).

В 2016 году поступила в аспирантуру ИМБП РАН в отдел психофизиологии, психологии и психофизиологии деятельности операторов (лаборатория когнитивной психологии и психологии малых групп) по специальности «Авиационная, космическая и морская медицина».

В настоящее время Стефания Олеговна успешно совмещает лечебную и научную деятельность в качестве врача-психиатра и врача-исследователя в рамках клинических исследований РУДН с работой в ИМБП на должности младшего научного сотрудника в отделе оперативного управления медицинским обеспечением космических полетов (лаборатория разработки средств и методов оказания медицинской помощи в экстремальных условиях и телемедицины).

В 2018 году принимала непосредственное участие в качестве исследователя в программе проведения комплексного эргономического эксперимента по моделированию бортовой деятельности экипажа на эргономическом макете научно-энергетического модуля (НЭМ МКС). Стефания Олеговна являлась ответственным исполнителем эксперимента «Вулкан» (изучение суточной двигательной активности и качества сна членов экипажа в целях прогнозирования психофизиологического состояния и работоспособности оператора), включенного в научную программу исследований проекта «SIRIUS-17». Входит в группу постановщиков эксперимента «Альгометрия» (исследование болевой чувствительности у человека в условиях космического полета), который в настоящее время проводится на борту МКС.

Стефания Олеговна Федяй является постоянным участником российских и международных конференций по психиатрии. Обладательница ряда дипломов и сертификатов, в том числе Good Clinical Practices (GCP — международный стандарт этических норм и качества научных исследований), имеет научные труды. Кандидат в мастера спорта по художественной гимнастике.

→ Ссылка на сайт проекта



В состав НЭК (наземного экспериментального комплекса), задействованного в проекте SIRIUS-19 входят:

• экспериментальные установки (ЭУ) (модули) – ЭУ-50, ЭУ-100, ЭУ-150 и ЭУ-250, предназначенные для проведения научных исследований и медицинских мероприятий, постоянного пребывания и работы в нем экипажа, хранения расходуемых элементов;
• имитатор инопланетной поверхности (ИИП), предназначен для физического моделирования внекорабельной деятельности на поверхности небесного тела. Площадь имитируемой поверхности 73,5м². ИИП соединен переходом с ЭУ-50 и имеет помещение (скафандровый отсек) для подготовки экипажа к выходу на поверхность.;
• рабочие места персонала при подготовке и проведении эксперимента;
• места приема пищи, отдыха и проведения личной гигиены персонала обслуживающего эксперимент;
• системы обеспечения жизнедеятельности (СОЖ) экспериментальных модулей;
• системы видеонаблюдения и контроля (СВН) корпуса, в котором расположен НЭК;
• инженерные системы корпуса, в котором расположен НЭК (кондиционирование, энергоснабжение, холодоснабжение, пожаротушение, пожарная сигнализация и т.д.).

Экспериментальные модули ЭУ-50, ЭУ-100, ЭУ-150 и ЭУ-250 выполнены в виде герметичных металлических цилиндров, горизонтально расположены на опорах и соединены между собой переходными тоннелями, снабженными герметичными люками.

В каждом модуле возможно создавать свои условия среды обитания, включая давление, температуру, влажность, освещенность, газовый состав.

Базовые параметры среды, определяющие физиологически комфортное соотношение основных компонентов газовой среды и их общее давление в отсеках соответствуют значениям, указанным в ГОСТ Р 50804-95 «Среда обитания космонавта в пилотируемом космическом аппарате».

Для обеспечения токсикологической безопасности газовой среды в отсеках проводится контроль по веществам, указанным в ГОСТ Р 50804-95. Оценка содержания вредных примесей в газовой среде проводится методами отбора и анализа проб воздуха.



В модулях обеспечивается:

• визуальное наблюдение за деятельностью экипажа и контроль проводимых экспериментов;
• автоматическое поддержание температуры газовой среды и возможность ее регулирования в заданных пределах по выбору экипажа или в соответствии с условиями эксперимента;
• автоматическое поддержание заданной относительной влажности газовой среды в заданных пределах и отвод излишков влаги из газовой среды.

В каждом отсеке осуществляется постоянный автоматический контроль параметров газовой среды с передачей данных на наземный пульт управления и на пульт управления ЭУ-150.

В соответствии с согласованной периодичностью проводится контроль уровня микробной обсемененности газовой среды и уровень запыленности на соответствие требованиям ГОСТ Р 50804-95.



Почему речь идет о полете на Луну, а проект называется SIRIUS?

Название выбирали долго — было 106 вариантов.

Остановились на таком — Scientific International Research In Unique terrestrial Station (Научное исследование в уникальном наземном комплексе) — то есть SIRIUS.

Сириус — звездная система, которая находится в созвездии Большого Пса. Самая яркая звезда ночного неба. Многие древние культуры придавали особое значение этой ярчайшей звезде.

В ИМБП объясняют: название символизирует цель проекта — пролить свет на понимание работоспособности человека в длительных полётах к другим планетам.



В 2020 году в ИМБП уже планируется восьмимесячный эксперимент, а в 2021 году эксперимент на 12 месяцев.

«Разрешаю экипажу международного эксперимента приступить к выполнению эксперимента», — сказал директор института Олег Орлов.

«Мы скоро вернемся», — ответил ему и провожающим командир экипажа Евгений Тарелкин.



Выходить на имитируемую поверхность Луны командир экипажа Тарелкин будет вместе с испытателем Повилаитисом.

«Пока планируется один выход, а там по ходу, может быть, будет и больше», — рассказал командир. По его словам, во время выхода они возьмут пробы грунта, будут дистанционно управлять роверами.







По словам Тарелкина, участников эксперимента полностью изолируют от внешнего мира — вплоть до того, что у них заберут сотовые телефоны. «Это одно из условий психологического характера: никакого общения, полная изоляция. Единственное — по электронной почте раз-два в неделю можно будет общаться с семьей», — рассказал он.

Любой участник лунного экипажа вправе выйти из эксперимента, если вдруг совсем станет невмоготу. Он просто будет считаться «погибшим». Собственно говоря, в этом и заключается главная цель эксперимента по любой имитации, в том числе полета на Луну. Как подчеркивают специалисты: не техника, а именно человек — главное звено в космическом полете. Независимо от его сложности.