background image
вторник
k
15, 7 февраля 2012 г.
ПОИСКИ, НАХОДКИ, РАЗМЫШЛЕНИЯ, ИЗОБРЕТЕНИЯ
Через тернии к звздам!
В ы п у с к 83
Редактор выпуска Н.Я. ДОРОЖКИН, научный обозреватель Калининградской правды
Город науки
Эксперимент Марс 500: предварительные итоги
7
7
7
7
7
Подготовка и проведение экспери
мента длились в течение 2007 2011
годов. Эксперимент проводился под
руководством Роскосмоса и РАН. В его
работе участвовал международный эки
паж из 6 человек, который размещался
в медико техническом комплексе (МТК)
ИМБП в Москве. МТК состоял из 5 экс
периментальных установок (ЭУ), кото
рые имитировали следующие части мар
сианского экспедиционного комплекса
(МЭК): ЭУ 150 жилой модуль марси
анского орбитального корабля (МОК);
ЭУ 250 складской модуль МОК; ЭУ
100 медико технологический модуль;
ЭУ 50 жилой отсек посадочного мо
дуля; ИМП поверхность Марса.
От России участвовали: ГНЦ ИМБП
РАН (головная организация по прове
дению эксперимента), ЦУП ФГУП
ЦНИИмаш, ОАО РКК Энергия, ФГБУ
НИИЦ им. Ю.А. Гагарина, НПП Звез
да, ИКИ РАН, ОАО НИИХиммаш, ЗАО
МИУС, постановщики научных экспе
риментов, разработчики отдельных си
стем и программных комплексов.
Зарубежные участники: Европейское
космическое агентство (ЕКА), Китайс
кий центр подготовки космонавтов,
Германский центр аэрокосмических
исследований (DLR), Национальное
космическое агентство Малайзии, уч
реждения Франции, Германии, Италии,
Республики Беларусь, Чехии, США,
Республики Корея и учные ряда стран.
Два этапа эксперимента были подго
товительными, а третий основным.
ЦУП ЦНИИмаш участвовал в проведе
нии всех трх этапов эксперимента.
* * *
Этап 1. Технический эксперимент
(14 суточный), выполненный в двух
модулях ЭУ 100 и ЭУ 150 в период с 25
июня до 9 июля 2008 года с участием
российского экипажа в составе: Сер
гей Рязанский (командир), Дмитрий
Перфилов (врач), Антон Артамонов
(инженер), Алексей Ковалв (инженер),
Олег Артемьев (инженер), Марина Ту
гушева (биолог).
Цель технического эксперимента
проверка и подтверждение соответствия
технических и эксплуатационных харак
теристик систем модулей ЭУ 100 и ЭУ
150 требованиям разработанной техни
ческой и эксплуатационной документа
ции и ТЗ на выполнение работ в услови
ях, максимально приближнных к реаль
ной эксплуатации с участием экипажа.
Задача эксперимента оценка сле
дующих факторов: удобства эксплуата
ции и ремонтопригодности систем мо
дулей ЭУ 150 и ЭУ 100; качества и дос
таточности технической и эксплуатаци
онной документации и возможности
правильной и безопасной эксплуатации
систем модулей; пригодности и готов
ности систем модулей к проведению
долгосрочных экспериментов с изоля
цией человека в замкнутом объме при
имитации пилотируемых космических
полтов, в том числе к Марсу; эффек
тивности проведнных доработок в на
земной и бортовой частях комплекса
моделирования, включая комплекс мо
делирования ЦУП; работы программно
технических средств и операторов сис
темы взаимодействия ИМБП ЦУП.
* * *
Этап 2. Отработочный эксперимент
(105 суточный), выполненный в трх
модулях: ЭУ 100, ЭУ 150 и ЭУ 250 в
период с 31 марта по 14 июля 2009 года
с участием экипажа в составе: от Рос
сии Сергей Рязанский (командир),
Алексей Баранов (врач), Олег Артемь
ев (инженер), Алексей Шпаков (иссле
Представьте себе, что вы изолированы от внешнего мира в герметично замкнутом про
странстве ограниченного объма. При этом место вашего обитания и весь быт находятся в
обстановке, моделирующей основные условия, присущие полту к Марсу. Так вот, целью
эксперимента Марс 500 было изучение вашего взаимодействия с окружающей средой и
получение экспериментальных данных о состоянии вашего здоровья и работоспособности.
В условиях марсианского полта! Если вы это представили, можно продолжать чтение.
дователь), от Франции Серил Фур
нье (инженер), от Германии Оливер
Кникель (инженер).
Цель эксперимента получение и
анализ научно технической информа
ции для оптимальной организации и
эффективного проведения основного
эксперимента, моделирующего все эта
пы пилотируемого полта на Марс.
Задачи эксперимента проверка ме
дико технического оборудования и
средств обеспечения жизнедеятельности
экипажа и научной аппаратуры; изучение
взаимодействия членов экипажа с персо
налом центра управления экспериментом
при изменении условий связи между ними;
исследование особенностей физиологи
ческой и психологической адаптации
членов экипажа к условиям автономно
го функционирования; уточнение переч
ня и содержания организационно ме
тодической документации.
На этом этапе имитировалась рабо
та экипажа на участке старта с орбиты
ИСЗ (1 70 е сутки) и траектории
перелта Земля Марс (71 105 е
сутки). На участке перелта, начиная с
71 х суток эксперимента, связь с эки
пажем была переведена в режим элек
тронных сообщений для имитации за
держек прохождения радиосигнала
между Землй и межпланетным экспе
диционным комплексом (МЭК).
* * *
Этап 3. Основной эксперимент (520
суточный), выполненный в модулях ЭУ
50, ЭУ 100, ЭУ 150, ЭУ 250 и ИМП в
период с 3 июня 2010 года по 4 ноября
2011 года с участием экипажа в соста
ве: от России Алексей Ситв (коман
дир), Сухроб Камолов (врач), Александр
Смолеевский (исследователь), от Фран
ции Роман Шарль (инженер), от Ита
лии Диего Урбина (исследователь),
от Китая Ван Юэ (исследователь).
Программа основного этапа экспе
римента базировалась на разработан
ной в ЦУПе проектной баллистической
схеме полта марсианского экспеди
ционного комплекса продолжительно
стью 730 суток.
Для баллистических расчтов были
приняты следующие основные исходные
данные: дата стартового окна 2018
год (год ближайшего великого противо
стояния Земли и Марса); начальная мас
са МЭК на орбите ИСЗ 400 тонн; дли
тельность штатной экспедиции не
более 730 суток; длительность пребыва
ния на орбите Марса 30 суток; двига
тели для межпланетного перелта
электрореактивные (тяга 36 кг); энерге
тическая установка солнечные бата
реи; количество членов экипажа 6
человек; радиус сферы притяжения Зем
ли равен 2,6 км, а Марса 1 млн км.
Дата старта межпланетного экспе
диционного комплекса с монтажной
орбиты ИСЗ пришлась на 10 октября
2017 года, а возвращение МЭК на мон
тажную орбиту ИСЗ на 10 октября
2019 года. В ЦУПе была разработана
программа моделирования всех 730
суток полта. Фрагменты программы
полта, не вошедшие в 520 суточную
программу эксперимента, воспроизво
дились в ускоренном режиме и в экс
перименте не участвовали. Остальные
сутки полта моделировались, отобра
жались и участвовали в эксперименте
в реальном времени. Программа моде
лирования и отображения полта круг
лосуточно работала в ЦУПе на штатном
информационно вычислительном ком
плексе моделирования и информаци
онного обеспечения полта, а персо
нал ЦУПа, ИМБП и экипаж имели к ней
удалнный доступ.
ИМБП и ЦУП совместно разработали
документы, устанавливающие соответ
ствие участков проведения экспери
мента участкам полта и суток прове
дения эксперимента суткам полта.
Рассчитанная баллистическая схе
ма полта состоит из семи характер
ных участков: старт с ОИСЗ (продол
жительность 100 суток), перелт Зем
ля Марс (216 суток), торможение и
переход на орбиту Марса (38 суток),
полт по орбите Марса и десантиро
вание на его поверхность (30 суток),
старт с орбиты Марса (37 суток), пе
релт Марс Земля (249 суток), тор
можение и переход на орбиту Земли
(60 суток).
1. Из 730 суток полта электрореактив
ная двигательная установка МЭК (ЭРДУ)
работает 537 суток и расходует 187 тонн
рабочего тела. На участках разгона и тор
можения на орбитах Земли и Марса ЭРДУ
работает непрерывно. В качестве рабоче
го тела используется аргон.
2. Максимальная задержка в рас
пространении радиосигналов от МЭК
до Земли будет составлять 740 секунд
(12 мин 20 сек в одну сторону) на уча
стке перелта Марс Земля на 509 х
сутках полта. Если принять, что начи
ная с задержек в 5 10 секунд диало
говый режим переговоров значитель
но затруднн, то начиная с 94 102 х
суток и заканчивая 675 669 ми сут
ками полта общение космонавтов с
Землй должно быть переведено на
режим электронных сообщений, что и
было сделано с 51 х по 467 е сутки
эксперимента.
3. На участке перелта Марс Зем
ля на 583 х сутках полта произойдт
сближение МЭК с Солнцем до расстоя
ния 89 млн км (для справки: средний
радиус орбиты Венеры равен 108 млн
км, а средняя температура на е повер
хности составляет +480 градусов по
Цельсию). Следовательно, должна быть
предусмотрена тепловая защита МЭК от
перегрева. Полученная траектория по
лта МЭК с входом во внутреннюю часть
орбиты Венеры является следствием со
блюдения заданного ограничения дли
тельности полта в 730 суток.
В ходе 520 суточного эксперимента
в соответствии с программой полта в
период с 12 по 23 февраля 2011 года
была проведена имитация деятельно
сти экипажа на поверхности Марса. В
процессе имитации были применены
робототехнические средства для сбо
ра образцов грунта и оценки метеоро
логической обстановки с использова
нием дистанционных методов управ
ления и контроля и проведены три
выхода двух членов экипажа в имита
тор марсианской поверхности: 14, 18
и 22 февраля.
ЦУП совместно с ИМБП принял не
посредственное участие в освещении в
отечественных и зарубежных СМИ со
бытий, связанных с внекорабельной
деятельностью экипажа на марсиан
ской поверхности. Из имитатора мар
сианской поверхности в реальном вре
мени в ЦУПе в полном объме переда
валась телеметрическая, видео и пе
реговорная информация о деятельно
сти экипажа, которая с соответствую
щим комментарием представлялась на
коллективных средствах отображения
аккредитованным в ЦУПе представите
лям отечественных и зарубежных СМИ,
освещавшим деятельность экипажа во
время выходов в имитатор марсианс
кой поверхности.
В процессе проведения эксперимен
та результаты работы комплекса моде
лирования полта представлялись на
коллективных средствах отображения
ЦУПа, для чего было разработано про
граммное обеспечение. С его исполь
зованием созданы компьютерные
фильмы об экспедиции на Марс и о
медико техническом комплексе ИМБП,
слайды о целях и задачах эксперимен
та, сведения об экипажах, схемы тех
нических комплексов, траектории по
лта МЭК, задачи и программы выпол
нения научных экспериментов, теле
метрические данные из медико техни
ческого комплекса, циклограммы ра
боты экипажа и другие. В разработках
использовался пакет программ трх
мерной графики 3DS MAX для созда
ния трхмерного изображения вариан
та конструкции межпланетного экспе
диционного комплекса.
Работы по созданию в ЦУПе комп
лекса моделирования полта к Марсу
являются уникальными.
разработана модель реальной
космической обстановки на основе ис
ходных данных из астрономических
каталогов с отображением вида звзд
ного неба, Земли, Марса и Солнца из
иллюминаторов межпланетного косми
ческого комплекса в любой момент
времени на протяжении всей траекто
рии, что позволило создать элементы
системы виртуальной реальности для
экипажа с использованием средств
отображения на главном командном
пункте управления в медико техничес
ком комплексе ИМБП;
обеспечена непрерывная круглосу
точная работа модели в течение 105 су
точного и 520 суточного экспериментов;
обеспечен круглосуточный дос
туп экипажа и других участников экс
перимента к модели за необходимой
информацией, в том числе для опреде
ления координат нахождения межпла
нетного комплекса.
В процессе проведения эксперимен
та выполнена большая программа на
учных исследований, позволившая про
должить работы по совершенствова
нию методов подготовки экипажей к
длительным полтам, послеполтной
реабилитации и другим направлениям
медицины.
Служба информационного обеспе
чения ЦУПа разработала справочные
материалы и информационные сооб
щения, регулярно оповещала предста
вителей СМИ о проводимых в ЦУПе
мероприятиях по информированию
общественности о проекте Марс 500.
На web сайт ЦУПа выдавался ежене
дельный отчт о состоянии экипажа и
выполненной ими за неделю работе,
сведения о межпланетном экспедици
онном комплексе и в реальном време
ни параметры среды обитания экипа
жа, данные о траектории полта, вид из
иллюминатора космического комплек
са, расстояния от МЭК до Земли и Мар
са.
В ходе выполнения экспериментов
были обеспечены работы в ЦУПе с 15
российскими и 11 зарубежными теле
визионными агентствами, 7 россий
скими и 7 зарубежными информаци
онными агентствами, организованы 3
пресс конференции и интервью с 9
российскими и 2 зарубежными пред
ставителями. Из пресс центра ЦУПа
дано 11 телефонных консультаций
представителям СМИ.
Обеспечен прим из медико техни
ческого комплекса ИМБП и передача
через портал ЦУП в Роскосмос телеви
зионных сюжетов о работе экипажа в
11 сеансах во время 105 суточного и в
81 сеансе во время 520 суточного экс
периментов.
Для психологической поддержки
экипажа ЦУП создал в ИМБП инфор
мационную систему, в которой были
предусмотрены личные архивы для
каждого члена экипажа. В архивах хра
нились записи любимых фильмов, му
зыкальных произведений, книг, фото
графий и т. п. По заявкам членов эки
пажа архивы пополнялись.
За время 520 суточного совместно
го пребывания в медико техническом
комплексе не было зафиксировано ни
одной конфликтной ситуации. Экипаж
жил и работал единым коллективом,
что говорит о качественной методике
подбора кандидатов в члены экипажа.
Работоспособность экипажа поддер
живалась на высоком уровне.
В будущем, при осуществлении ре
альной экспедиции на Марс, может
быть использовано проектное баллис
тическое обеспечение, разработанное
по проекту Марс 500, и карта звзд
ного неба как бортовой инструмент
космической навигации при полтах на
другие планеты и в околоземном кос
мическом пространстве.
Борис МУЗЫЧУК,
кандидат технических наук,
ведущий научный сотрудник
ЦУП ЦНИИмаш
gorodnauki@yandex.ru
Б.М. Музычук.
ХАРАКТЕРНЫЕ
ОСОБЕННОСТИ ТРАЕКТОРИИ
ПОЛУЧЕННЫЕ
РЕЗУЛЬТАТЫ:
ИТОГИ
ИНФОРМАЦИОННОЕ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ
ЭКСПЕРИМЕНТА