НАСА начинает эксперимент по изоляции для симуляции полёта на Марс
В рамках нового проекта НАСА команда из шести ученых начала эксперимент по долговременной изоляции на одном из Гавайских островов. Цель — изучение возможности полета на Марс в тяжелых условиях, когда человек находится в замкнутом пространстве на протяжении многих месяцев. Исследование поможет НАСА лучше понять поведение человека и его работоспособность во время длительных космических полетов.
Прежде, чем отправить к Марсу команду астронавтов, космическое агентство (да и не только оно) хочет удостовериться, что люди смогут выдержать такой перелет и автономную жизнь на планете. База, где будет проводиться симуляция полетов, расположена на Гавайских островах, ее решили разместить на высоте в 2,5 км над уровнем моря на горе Мауна Лоа (Mauna Loa) на Большом Гавайском острове.
Члены команды будут изолированы на срок в восемь месяцев, внешние контакты им недоступны. Конечно, общение с представителями проекта будет поддерживаться, но разговаривать друг с другом «колонисты» и представители «Центра управления полетом» смогут только посредством телекоммуникаций. Причем специалисты по связи будут создавать искусственные задержки, чтобы как можно более полно смоделировать общение реальных астронавтов с реальным же ЦУП, когда сигнал приходит с задержкой в несколько минут. Что касается Марса, то сигнал оттуда до Земли идет 20 минут. Затем столько же — обратно. Так что задержка как раз и составляет пару десятков минут.
Дом-купол, где будут проживать участники «экспедиции на Марс», получил название HI-SEAS (Hawai’i Space Exploration Analog and Simulation). Купол компактный, но здесь удалось разместить все самое необходимое. Энергию команда проекта будет получать от массива солнечных батарей (10 кВт). Энергия будет запасаться в светлое время суток в аккумуляторной системе. Ночью и в пасмурную погоду эта энергия будет постепенно расходоваться. Кроме того, на станции есть еще генератор, работающий на водородных топливных элементах. Общая мощность генератора составляет тоже 10 кВт. Запускается он тогда, когда запас энергии в аккумуляторной батарее снижается до 10%. Плюс ко всему, есть и еще один запасной генератор, который работает на пропане. Он может работать несколько дней подряд, если необходимо. Конечно, пропан — ограниченный ресурс, но в крайнем случае его можно будет использовать для снабжения станции энергией. Общий объем газа, запасенный на HI-SEAS, составляет 4 м3.
Воду обитателям станции будут завозить. Общий ее объем в двух резервуарах — 4 м3. Чтобы максимально приблизить условия к реальным, водообеспечение на станции оборотное. То есть вода, которая уже использовалась, после очистки снова поступает в систему. Туалеты на станции не используют смыв, работает иная система (какая именно, не сообщается).
В команду, которая поддерживает работу станции, изучает условия жизни и работы участников проекта, исследует их психофизиологическое состояние, входит 40 человек.
Исследователи каждый день готовить для себя еду, выполнять физические упражнения, проводить научные исследования и общаться с «операторами». Реальный космический полет на Марс НАСА планирует осуществить к 2030-му году. «Мы хотели бы понять, как лучше осуществлять подбор астронавтов, как формировать команду и как и поддерживать эту команду во время долгих полетов в космосе», — заявила научный руководитель проекта Ким Бинстед, профессор Гавайского университета.
Она также сказала, что считает срок реализации проекта полета на Марс достаточно реалистичным, и хотела бы надеяться, что руководство агентства ничего не будет менять в будущем. Речь идет о возможных изменениях в планах НАСА из-за нового президента США и практически полном обновлении администрации.
Команда из шести человек была выбрана после тщательного анализа более, чем 700 кандидатов, изъявивших желание принять участие в проекте. «Когда мы начали, моим самым большим страхом было то, что мы можем повторить не слишком удачный опыт Биосфера-2», — говорит лидер команды испытателей Джеймс Бевингтон (James Bevington).
«Биосфера-2» — сооружение, моделирующее замкнутую экологическую систему, построенное компанией «Space Biosphere Ventures» и миллиардером Эдвардом Бассом в пустыне Аризона (США). Цифра »2» в названии призвана подчеркнуть, что «Биосферой-1» является Земля. Существует альтернативная версия по поводу «первой Biosphere» — именно так назывался американский павильон Biosphere на всемирной выставке Экспо-67, в своё время не менее известный, чем Атомиум. В пользу этой версии говорит заметное внешнее сходство в конструкции Biosphere и Biosphere-2. Главной задачей «Биосферы-2» было выяснить, сможет ли человек жить и работать в замкнутой среде. В отдалённом будущем такие системы могут быть полезны и как автономные поселения в космосе, и в случае крайнего ухудшения условий жизни на Земле.
В ходе реализации этого проекта члены команды начали ссориться, разделившись на несколько команд. Это усложнило и без того не слишком удачный проект. Дело в том, что изначально предполагалась полная автономность сферы. Внутри лаборатории размещались трава, деревья, кустарники, что позволяло получить 46 видов разной растительной пищи. Кроме того, участники получили в свое распоряжение таких домашних животных, как козы, куры, свиньи. В искусственных водоемах была рыба. Поэтому сложностей с едой, как считали инициаторы проекта, не должно было возникнуть.
Но из-за того, что через несколько недель в биосфере начали неожиданно быстро и в больших количествах развиваться микроорганизмы и насекомые, большинства сельскохозяйственных культур команда лишилась. Ядохимикатами, по условиям проекта, пользоваться было нельзя. Участники проекта стали терять в весе, им стало сложно дышать. Первый эксперимент закончился полной неудачей и его пришлось остановить. Через несколько лет решено было повторить опыт, только уже без участия людей. Ситуация повторилась — начали бурно развиваться микроорганизмы, муравьи и другие представители «фауны» сферы. Под стеклянной крышей комплекса регулярно конденсировалась вода и лился искусственный дождь. А из-за того, что в сфере не было ветра, деревья стали хрупкими и начали ломаться. В результате и второй этап эксперимента пришлось завершить.
Участники «марсианского проекта» постарались учесть проблемы «Биосферы-2», и создать среду, в которой повторение описанной ситуации невозможно. Сам проект профинансирован НАСА. Агентство выделило 2 млн долларов США для этой цели. Сейчас НАСА продолжает реализовать космическую программу полета на Марс и делает все, чтобы запланированные работы выполнялись вовремя и в срок. «Марс — одно из лучших мест в Солнечной системе для поиска признаков жизни, существовавшей в прошлом или существующей сейчас», — говорят участники проекта.
Представители команды будут носить на специальные датчики, которые смогут оценивать общее эмоциональное состояние человека, а также оценивать расстояние до других участников. Также в проекте планируется задействовать технологию виртуальной реальности для того, чтобы как можно более полно эмулировать условия, которые будут окружать человека на Марсе.
При выходе из-под купола «астронавты» будут надевать скафандры. Даже самый краткосрочный выход во внешнее пространство будет требовать облачения в скафандр. Что касается питания, то продукты у астронавтов практически исключительно глубокой заморозки, предварительно обезвоженные. Есть немного консервов и некоторых других продуктов, но такого типа запасов не слишком много.
Общая площадь купола разделена на отдельные комнаты — кухню, лабораторию и ванную.
Сам проект не является полностью уникальным, поскольку в мире выполнялись и выполняются другие, похожие проекты. Но здесь — полноценное государственное финансирование, серьезная научная подготовка, план перенять полученный опыт при реальном полете на марс и жизни на поверхности Красной планеты.
Среди прочих экспериментов, которые запланированы, будут выполняться следующие:
- Изучение активности и сна членов команды. Специалисты надеются получить информацию о том, как будет меняться привычный режим дня у участников, насколько сменится их настроение. Для того, чтобы оценивать физическую активность членов команды, планируется также использовать умные часы или браслеты. Члены команды будут регулярно отвечать на вопросы различных анкет, что позволит фиксировать любые проблемы/изменения психологического настроя «марсонавтов».
- Также крайне необходимо изучить появление стрессовых ситуаций. Дело в том, что в течение долгого космического полёта или же работы в условиях купола на Марса высока вероятность получения стресса людьми. Для фиксирования таких моментов также планируется использовать носимые устройства. Кроме того, участники будут регулярно оценивать состав мочи и выполнять другие медицинские тесты.
- Важным элементом миссии будет определение возможности работы с 3D печатью. Участникам будет предоставлен 3D принтер, который, по мнению авторов проекта, поможет получать инструменты и детали, которые нельзя доставить с Земли. Несомненно, в процессе работы будет что-то ломаться, и даже простейшую поломанную деталь будет невозможно заменить (какие-то важные элементы будут поставляться и лежать на складах, но все продублировать просто невозможно).
Ну, а когда на Марс?
Как и говорилось выше, НАСА собирается отправить пилотируемый аппарат на Марс к 2030 году. Вся эта миссия поделена на несколько этапов. Первый этап — изучение различных аспектов жизни на Марсе в земных условиях и на МКС. Этот этап как раз сейчас и реализуется.
Второй этап — это посещение Луны человеком. Сейчас у НАСА в планах разработка сверхтяжёлой ракеты-носителя, которая и отправит на Луну людей. Конечно, этот этап миссии может оказаться и под вопросом, но пока что кардинальных изменений не было. На этом этапе планируется еще один важный шаг — это доставка астероида на орбиту Луны. Доставлять его будет зонд-автомат, а уже на орбите астероид станут изучать люди.
И третий этап — высадка людей на Марс, возможно, с последующим созданием марсианской базы. Один из вариантов такой миссии — это создание временной базы на Фобосе или Деймосе. Отсюда уже будет осуществляться отправка людей и оборудования на красную планету. На этом этапе планируется активно использовать 3D печать, вот почему «колонисты» в доме-куполе тестируют эту технологию в применении к жизни в замкнутом пространстве без возможности технологической помощи со стороны.
Сама миссия на Марс — это, по словам агентства, лишь начала, после чего должен последовать прыжок в глубокий космос.
Не только НАСА
Схожий проект несколько лет назад начали реализовывать российские ученые. Он получил название «Марс-500», стартовал проект летом 2010 года. В ходе нескольких сотен дней пребывания «космонавтов» на автономной базе специалисты изучали влияние, которое может оказывать на организм человека длительный перелет. Были получены интересные результаты. Например, ученые узнали, что проблем с дыханием у космонавтов в условиях, приближенных к космическим не возникает, зато снижается скорость свертываемости крови и концентрация холестерина.
Психофизиологических проблем не возникало. Со стрессом все участники проекта справлялись отлично. Сам проект «Марс-500» был признан успешным и полезным в плане освоения глубокого космоса.
Хотелось бы надеяться, что вся прошлая и текущая работа по эмулированию жизни в космическом корабле и Марсе не пропадет зря и все-таки пригодится тем космонавтам, кто уже через пару десятков лет все же отправится покорять красную планету — Марс.
