SIRIUS-21: как аспирант МАИ и ещё 11 кандидатов готовятся к эксперименту межпланетного перелёта

4 ноября на площадке Института медико-биологических проблем РАН стартует третий этап международного изоляционного эксперимента SIRIUS, который должен воспроизвести основные характеристики перспективной межпланетной экспедиции к Луне. Добровольцы проведут в изоляции 240 суток. Среди кандидатов начальник отделения по созданию комплексных тренажёров перспективных транспортных кораблей ЦПК им. Ю. А. Гагарина, аспирант Московского авиационного института Олег Блинов.

Суть эксперимента в том, что шестеро добровольцев разыграют сценарий восьмимесячной экспедиции на Луну: полёт к спутнику, нахождение на лунной орбите, посадка и выход на поверхность, возвращение домой. В «пути» члены экипажа будут управлять кораблем, проводить стыковки, выращивать зелень и овощи, тренироваться на беговой дорожке и многое другое.

Имена испытателей, которым предстоит на восемь месяцев забыть о земных делах и с головой погрузиться в атмосферу космического полёта, станут известны всего за несколько дней до старта. А пока все 12 кандидатов, как и положено настоящим экипажам, отправляющимся в полёт в тревожное время пандемии, ушли на карантин. Половина всех претендентов — россияне, ещё четверо — граждане США, оставшиеся двое приехали из Объединённых Арабских Эмиратов.

Организаторы намерены соблюсти гендерное равновесие: в экипаж войдут трое мужчин и три женщины. Участие представителя ближневосточной мусульманской страны, несомненно, добавит эксперименту не только колорита, но и правдоподобности. Ведь в реальном космическом полёте всем находящимся на борту необходимо находить общий язык, несмотря на разницу в культурных и ментальных ценностях.

Наземный экспериментальный комплекс (НЭК), который на 240 дней превратится для шестерых энтузиастов в островок жизни посреди безбрежного океана космоса, состоит из четырёх модулей суммарной площадью более 180 м2. Среди доступных средств связи — видеосеансы с центром управления экспериментом, правда, разговор будет происходить с задержкой, будто экипаж действительно удаляется от Земли. А вот в плане общения с близкими в SIRIUS’е условия даже жестче, чем на МКС. Можно будет только обмениваться электронными письмами.

Каждый член экипажа SIRIUS-21 сможет взять с собой на «борт» не более 5 кг личных вещей.

Заявки со всего мира

Научная программа SIRIUS-21 включает около 70 экспериментов, в том числе пять из них (по психологии и физиологии) заявлены арабской стороной.

«В ходе организации проекта мы тесно сотрудничали с Центром подготовки космонавтов и РКК „Энергия“, — пояснил первый заместитель руководителя — главный менеджер проекта Марк Белаковский. — Интерес проявил также целый ряд космических организаций. Из зарубежных партнёров в научной программе SIRIUS’а традиционно участвуют европейское, французское, немецкое космические агентства, коллеги из Японии, Бельгии и других стран. Впервые принимает участие Космический центр имени Мухаммеда бин Рашида из Объединённых Арабских Эмиратов».

Мировая известность

SIRIUS (Scientific International Research In Unique terrestrial Station — Научное международное исследование в уникальном наземном комплексе) — это совместный проект ИМБП и Human Research Program (программа исследования человека) NASA, в рамках которого проводятся исследования, связанные с подготовкой дальнейшего освое­ния человеком космоса.

Программа проекта SIRIUS состоит из четырёх этапов. Два из них уже прошли: 17-суточная изоляция в 2017 году, в которой участвовали россияне и представитель ФРГ, и 4-месячная имитация полёта на Луну — в 2019 году, когда в экипаж входили наши соотечественники и граждане США.

4 ноября стартует третий этап проекта — 8-месячная изоляция. В дальнейшем запланирован ещё годовой эксперимент.

Подготовка к «полёту»

По сценарию, экипаж SIRIUS-21 сначала окажется на околоземной орбите, потом возьмёт курс на Луну. После облёта спутника команда совершит посадку и сделает несколько выходов на поверхность. Эффект пребывания на Луне будет создаваться с помощью уникального стенда с адаптивной системой подвески, имитирующей пониженную гравитацию. В сочетании с VR-технологиями это позволит с максимальной степенью реализма, которая доступна на Земле, перенести участников SIRIUS’a на поверхность ночного светила.

Полёт на Луну и обратно займёт около недели. А самый длинный период придётся на пребывание на окололунной орбите. В это время экипаж с помощью 3D-принтера будет создавать инструменты и спутники для исследования Луны, управлять роботизированными системами, выполнять стыковки и другие манёвры.

«Предстоят разные операторские задачи. Например, предполагается стыковка космического корабля с МКС и с перспективной лунной космической станцией. А во время напланетной деятельности, находясь в модели скафандра и VR-шлеме, который добавляет ощущения измененной гравитации, мы будем перемещаться пешком по лунной поверхности и управлять ровером», — рассказывает кандидат в экипаж SIRIUS-21 Олег Блинов.

С 2012 по 2016 год он был в отряде космонавтов Роскосмоса, затем работал начальником тренажёра «Выход-2», а сейчас возглавляет отделение по созданию комплексных тренажёров перспективных транспортных кораблей ЦПК. Предстоя­щий эксперимент представляет для него непраздный интерес. Он отмечает: «В SIRIUS-21 специально увеличены временные диапазоны пребывания на окололунной орбите, чтобы проверить психологическое состояние экипажа и более тщательно отработать все этапы полёта. И я пытаюсь уже сейчас, во время подготовки, продумать весь процесс полёта на Луну и обратно. Моя текущая работа в ЦПК связана с перспективными разработками, и, кроме того, я являюсь аспирантом Московского авиационного института по данной теме. Так что полученный во время 8-месячного изоляционного эксперимента опыт ляжет в основу моей диссертации».

Готовясь к серьёзному эксперименту, кандидаты, как и экипажи МКС, знакомятся с методиками и оборудованием, изучают инструкции, проходят фоновые обследования, занимаются физкультурой, отрабатывают возможные нештатные ситуации.

«Нас готовят ко всему. Например, на одном из занятий я разбирал ноутбук, менял процессор, жёсткий диск, карты памяти. Возможна длительная потеря связи с „Землёй“ чуть ли не на неделю, пожар, перебои с электропитанием, разгерметизация. И, что бы ни случилось, мы должны достойно с этим справиться», — заключает Олег Блинов.

Настроились всерьёз

В последнее время Объединённые Арабские Эмираты всё активнее заявляют о себе в космосе. Достаточно вспомнить полёт на российском корабле «Союз МС-15» в 2019 году Хаззаа Аль Мансури, который провёл на МКС 12 суток и стал первым астронавтом своей страны.

«У нас есть космическая программа „Марс-2117“, — рассказал официальный представитель Космического центра имени Мухаммеда бин Рашида в проекте SIRIUS Мохаммад Юсуф Бин Нашук. — Наша цель — получить для человечества новые знания, технологии для межпланетных перелётов, которые позволили бы нам сделать колонию на Марсе и на других планетах. Чтобы достичь этого, нам нужно получить представление, как людям придётся жить и работать в таких длительных перелётах, — а они будут длительными на начальных этапах. Полёт Хаззаа Аль Мансури оказал значимое влияние на видение всей космической отрасли у лидеров нашей страны. Хотя у них всегда был интерес к этой сфере и к тому, какое место мы можем там занять. И совместные программы с такими организациями, как ИМБП, у которых есть история, наследие, опыт, непременно продвинут нас вперёд».

Для будущих миссий

Во время 8-месячной изоляции будет много исследований по различным направлениям. Даже уборка помещений станет своеобразным экспериментом: будут применяться специальные медицинские средства, чтобы посмотреть, насколько они эффективны и как часто нужно проводить дезинфекцию во время реального космического полёта.

Большинство научных исследований (психологических, физиологических, медицинских и т. д.) были начаты в ходе первых двух этапов изоляционного эксперимента SIRIUS (в 2017 и 2019 годах) и будут продолжены для набора статистических данных. Но есть и новые: например, направленные на изучение иммунной системы человека, её взаимосвязи с микрофлорой кишечника, аллергией, реактивацией внутриклеточных вирусных и бактериальных инфекций.

Еда у экипажа будет максимально приближена к космической. Специально для данного эксперимента изготовлена сублимированная пища на весь период изоляции. Рацион составлен с учётом необходимого количества калорий, витаминов, белков, жиров, углеводов и будет меняться раз в неделю.

«По легенде, на лунную орбиту заранее были отправлены два грузовых корабля. И планируются две поставки — на 55-е и 115-е сутки „полёта“, но без свежих овощей и фруктов. В рамках эксперимента экипаж будет выращивать зелень и овощи в оранжерее. Для межпланетных перелётов создание своей экосистемы и биореакторов (для производства кислорода и микроэлементов) гораздо актуальнее, чем для орбитальных полётов. Так что это очень важное исследование для будущих миссий», — рассказал исполнительный директор проекта SIRIUS-21, кандидат медицинскх наук Сергей Пономарёв.

В проекте затрагиваются вопросы гигиены, нормы потребления одежды и дезинфицирующих средств. В Наземном экспериментальном комплексе ИМБП, где будет проходить 8-месячная изоляция, есть душ. Вместе с тем рассматривается вопрос установки стиральной машины на следующих этапах проекта.

«В межпланетных перелётах было бы целесообразно поставить специальную стиральную машину, чтобы сократить количество вещей, которые надо брать с собой. Можно совместить её с сушильной машиной. Существует же такое решение в обычных земных условиях, значит можно её адаптировать и для космического полёта. Мы очень рассчитываем на наших партнёров из РКК „Энергия“ и надеемся, что такая машина будет сделана. Можно было бы апробировать её в рамках изоляционных экспериментов. Задача аналоговых исследований как раз в том и заключается, чтобы получить отзыв реального пользователя за длительное время эксплуатации оборудования в условиях, максимально приближенных к космическому полёту», — рассуждает Сергей Алексеевич.

В проекте SIRIUS также тестируются различные системы тренировок. Наиболее перспективные, с точки зрения биохимических и физиологических параметров, режимы потом опробуют на МКС, а затем включат в систему профилактики для полётов в дальний космос. Так, в распоряжении экипажа SIRIUS-21 будут активная и пассивная беговые дорожки, два силовых тренажёра (американский ARED и российская разработка, которая после испытаний будет запущена на МКС), велоэргометр и турник.

Кепки и Бродский

Помимо фотографий родных, открыток и писем, участники возьмут с собой любимые книги, настольные игры, талисманы. Кандидат в экипаж от NASA Уильям Браун во всех своих военных миссиях был в одной и той же кепке, на которую пришиты флаги стран, где он побывал. Естественно, он захватит её с собой и в длительную изоляцию.

У кандидата от ИМБП Виктории Кириченко тоже есть «счастливая» кепка, в которой она ездит на все старты и посадки экипажей МКС, во все командировки и путешествия. Ещё она «возьмет в путь» любимую кружку и маленький томик стихов Иосифа Бродского, который всегда с ней, если Виктория уезжает из дома на длительный срок.

Обновлённый «корабль» ЭУ-150 (экспериментальная установка объёмом 150 м3) — основной модуль НЭК, вокруг которого строится весь «корабль». Там экипаж проводит большую часть времени. В нем размещены шесть кают, столовая и кают-компания, где участники эксперимента общаются, смотрят фильмы, играют в настольные игры, отдыхают. В этом же модуле размещён командный пункт, аналогичный командному центру ИМБП, из которого осуществляется руководство комплексом. В случае необходимости «Земля» может передать экипажу управление «кораблём», чтобы он самостоятельно контролировал все параметры.

ЭУ-100 — это так называемый медицинский модуль. Помимо медицинских экспериментов, здесь тестируется различная техника, в том числе системы стыковки. Часть модуля выделена под карантин: есть две койки для заболевших, чтобы исключить распространение какой-либо инфекции.

ЭУ-50 имитирует спускаемый аппарат. Когда основной «корабль» окажется на «лунной орбите», часть экипажа перейдёт в этот маленький модуль, задраит люк и прилунится. Из этого модуля испытатели смогут перейти в имитатор поверхности общим объёмом 1200 м3, где будет отрабатываться инопланетная деятельность. Потом, когда исследования закончатся, они опять поднимутся на орбиту и присоединятся к основному кораблю.

ЭУ-250 — это грузовой модуль. Там находятся складские помещения, где хранятся вещи, бельё, инструменты, приборы. Здесь же расположена мастерская: в ней можно починить тот или иной аппарат, вышедший из строя. Имеется большой спортзал, душевая и оранжерея, где методом гид­ропоники выращивают салат, помидоры, огурцы (в рамках проекта «Марс-500» удалось даже собрать урожай клубники). Часть урожая экипаж обычно передаёт исследователям наружу через специальный люк, а остальное съедает.

«В рамках подготовки к третьему этапу проекта SIRIUS у нас внесены серьёзные изменения в интерьер. Во-первых, везде положили специальное звукопоглощающее покрытие, которое герметично и водонепроницаемо. Во-вторых, полностью заменили мебель в кают-компании, столовой и в командном пункте и часть мебели в каютах. Она функциональна, современна и экологична. Внесены также большие технические изменения. Мы заменили электродвигатель в системе кондиционирования. Поставили новые фильтры, которые, кроме вредных веществ и микропримесей, теперь удаляют ещё и запахи. Установили новые серверы, модернизировали сеансовую связь, которая с задержкой у нас идёт автоматически, рассчитывая, на какое расстояние удаляется корабль от Земли. Ещё поставили новые противопожарные датчики. Теперь на экране компьютера в нашем ЦУПе мы не только обнаружим, что есть задымление или возгорание, но даже увидим, в каком месте», — рассказал технический директор проекта SIRIUS Валерий Есин.

На предыдущем этапе была опробована новая система освещения — циркадная. В НЭКе 104 лампы, и каждая представляет собой мини-­компьютер, которым можно управлять из ЦУПа. Часть ламп, находящихся вне кают, имитирует реальный световой день — начиная с рассвета и до сумерек. Это сделано для того, чтобы у экипажа не сбились биоритмы. По итогам SIRIUS-19 психологи уже отметили положительный эффект такого освещения. Сейчас рассматривается вопрос установки его на МКС.

Что касается ламп в каютах, там члены экипажа могут управлять освещением самостоятельно. При желании можно изменить не только силу, но и спектр свечения — сделать его, например, более жёлтым или голубым.

Справиться со стрессом

Несмотря на большое пространство наземного экспериментального комплекса и наличие у каждого члена экипажа своей каюты, психологическим аспектам восьмимесячного «путешествия» уделяется немало внимания.

«В первую очередь этот эксперимент направлен на изучение влияния изоляции на самого человека. Именно в данных условиях — в гермообъекте, в смешанно-гендерном экипаже. Мне, безусловно, прежде всего интересно это влияние: как мы будем взаимодействовать, справляться со стрессовыми ситуациями. Коллеги, у которых есть опыт изоляционных экспериментов, давали некоторые советы, делились впечатлениями, подбадривали. И я уверена, что мы сможем пройти это испытание, в том числе и благодаря их опыту», — поделилась своими ожиданиями кандидат в экипаж, врач-хирург, младший научный сотрудник ИМБП Виктория Кириченко.

Очевидно, что участниками международного экипажа «лунной миссии» станут носители разных культур и ценностей — со своими характерными чертами и особенностями. Например, русские, как отмечают иностранцы, умеют смешно и к месту рассказывать анекдоты.

«По моему мнению, разница наших менталитетов и культур — большой плюс. Когда у тебя „информационный голод“, как это будет у нас в изоляции, и при этом рядом есть кто-то из другой страны, то он может ежедневно тебе рассказывать что-то новое. Так что в этом плане, думаю, нам очень повезло. Будет о чём поговорить. Мы, все двенадцать человек, уже подружились за время подготовки, но пока не настолько хорошо осведомлены о традициях и культуре наших стран», — отмечает кандидат в экипаж от NASA Уильям Браун.

Обязательным условием участия в проекте SIRIUS является хорошее знание русского и английского языков. Так что проблем с пониманием друг друга у членов экипажа быть не должно. Например, с Уильямом мы беседовали по-русски. На вопрос, почему он так хорошо владеет русским языком, американец ответил: «В детстве у меня был русский друг. Его мама говорила только по-русски. Тогда я и начал изучать ваш язык. И для меня большая честь быть в России и участвовать в этом эксперименте. Это отличная возможность помочь в развитии космической отрасли и укреплении сотрудничества между нашими странами».