火星500模擬太空試驗

火星500模擬太空試驗

火星500模擬太空試驗(MARS500)是一項有人參與的模擬火星飛行任務系列研究之一,是歐洲航天局與俄羅斯生物醫學研究所合作開展的,目的是探索“人與環境”相互作用,了解長期密閉環境下乘組健康狀態及工作能力狀況。整個試驗計畫分為三個階段,其中第三階段任務歷時520天,於2010年6月3日開始,2011年11月5日結束,由四名俄羅斯工程師、一名法國工程師和一名中國航天培訓師組成的志願者參與完成。

試驗簡介

MARS500試驗設施地面入口MARS500試驗設施地面入口

MARS500試驗是一項有人參與的模擬火星飛行任務系列研究之一,是歐洲航天局與俄羅斯生物醫學研究所合作開展的,項目耗資1500萬美元(1100萬歐元),大部分經費來自於俄羅斯航天機構Roscosmos。

整個試驗計畫分為三個階段:由於從飛船發射、飛向火星、火星著陸到返回地球的一系列過程需要近500天時間,因此,這一項目被稱為“MARS500”。

第一階段試驗

於2007年11月15~29日完成。參加實驗的乘組由5名男性和1名女性志願者組成,他們在150rn3的居住艙和100m3的醫學艙內,完成了15天的工作和生活,對地面模擬實驗艙及其各個系統進行了不同角度的評價,同時也實際檢驗了生保系統、指揮和控制系統、通信保障系統以及遙測醫監的區域網路系統。

第二階段試驗

於2009年7月14日結束,6名志願者完成了105晝夜環繞近地軌道飛行、飛往火星及繞火星軌道飛行的試驗任務。“飛行”期間,乘組開展了俄羅斯、歐洲和美國學者設計的多項實驗。

第三階段試驗

任務歷時520天,於2010年6月3日開始,2011年11月5日結束。實驗設計時間520天,前250天模擬飛往火星、中間30天登入火星、最後240天返回地球,志願者模擬飛往火星、環繞火星、登入火星和返回地球等全過程。

目的與任務

目的

出艙出艙

MARS500試驗的主要目的是探索“人與環境”相互作用,了解長期密閉環境下乘組健康狀態及工作能力狀況。特別是獲取超長時間飛行、無安全自主控制、資源有限、無法實施身體及心理特殊治療、完成火星表面出艙活動等條件下的相關數據。

任務

1.研究模擬飛行環境對航天員的健康和工作能力的影響;
2.充分考慮火星飛行的特點,研究乘組活動的組織、乘組與地面飛行控制中心的協同配合;
3.研究長期密閉條件下,居住環境監測與控制的原則、方法和手段;
4.設計並模擬登入火星及火星表面的活動及作業模式;
5.制定乘組健康狀況及工作能力的監控、診斷和預測的原則、方法和手段,完善醫療救助和預防措施;
6.完善醫學和生理學數據的採集、處理與分析手段;
7.驗證為乘組活動提供保障作用的信息幫助系統功能,特別是電子數據的存儲和傳輸;
8.制定遠程遙測醫學監督的方法和手段;
9.驗證心理支持方法及自主心理支持手段;
10.評價現代新技術系統和新手段對人生命安全的保障作用。

研究內容

在“火星—500”試驗中,研究將在下列幾個方向進行:

1、臨床生理學研究。

2、生化,免疫學研究。

3、心理生理學研究。

4、小群體心理學。

5、人格心理學

6、公共衛生和保健學,以及微生物學研究。

7、生物學研究。

8、操作技術方面的實驗,資料庫的驗證。

實驗設施

火星表面模擬器艙結構圖火星表面模擬器艙結構圖

實驗設施位於莫斯科俄羅斯科學院生物醫學問題研究所(IBMP)。實驗將在SSC-RF-IBMP-RAS的地面聯合實驗室(GEC)進行,該實驗室由5個密閉且相互溝通的實驗艙組成,其中一個艙為模擬的“火星表面”。實驗艙艙的總面積為550立方米。這些實驗艙包括航天員個人居住艙,大廳,進行生物醫學研究的工作間,儲存資源的空間等等,同時將包含音頻和電信系統。

全體人員將置身於擁有人造大氣環境和常壓的GEC中。一套生命維持系統被置於艙外,在某種情況下船員將有機會直接或模擬控制它。

火星表面模擬器艙

容積為1200立方米,用於模擬火星表面的環境,該艙段是一個非密閉室,用於模擬穿著航天服的航天員處於與世隔絕的生存環境。

密閉梯和沉箱使“火星表面模擬器”模組與著陸艙分離,它擁有儲存航天服的衣櫃、庫房和一個轉換通道。
為了讓著陸的場景更真實,研究人員專門修築該艙,用來模擬火星表面的狀況。

公共活動艙

容積為250立方米,用於儲存食物,裝配實驗溫室、一次性餐具、衣服等,它包括:用於貯存食品的冰櫃;1個擁有貨架的儲存室,用於儲存那些不需要特殊儲存條件的食品,還儲存一次性餐具、衣服等;實驗溫室;健身房;用於扔廢物的封閉室;3個密閉門,1個用於連線該模組與進入生活艙的轉換通道,另2個是位於模組兩端有金屬梯的密封門,用於發射前的食品裝載;生命保障系統

生活艙

生活艙生活艙

容積為150立方米,用於6名航天員的住宿和生活,它包括:6個單人隔間;用於休息和聚會的生活室;廚房;衛生間;主控制台;3個轉換通道,兩邊的分別可以通往著陸艙和醫療艙模組,中間的用於通往公共活動艙;生命保障系統。

醫療艙

模組容積為100立方米,用於醫療和心理實驗,它包括:可以居住2人的生活區,還有工作區;廚房和餐廳;衛生間;安裝有醫療設備的工作室;1個可以通往生活艙的轉換通道;在該模組一邊的密閉門,和另一邊的緊急艙口;生命保障系統。

著陸艙

容積為50立方米,是模擬火星著陸器的艙段,3名成員將在該模擬艙中停留2~3個月。它包括:可以居住3人的生活區,還有工作區;廚房;衛生間;2個轉換通道,可以通往生活艙和火星表面模擬器艙的封閉室;生命保障系統。

志願者

阿列克謝·西喬夫

阿列克謝·西喬夫阿列克謝·西喬夫

俄羅斯人,出生於1972年,1996年畢業於聖彼得堡德澤赫希斯基高級軍事及海軍工程學院,擔任烏克蘭瓦斯托波爾一支黑海艦隊的教官和指揮官。2004年,他成為加加林太空人培訓中心的首席工程師和高級潛水專家,同時擔任潛水訓練負責人。他除了以參與者身份參加“火星500”研究項目外,還被任命為這一項目的指揮官。

興趣愛好:旅遊、攝影和潛水。

蘇赫羅布·科莫洛夫

俄羅斯人,出生於1973年,1994年畢業於塔吉克斯坦醫科大學,1996年又獲得聖彼得堡俄羅斯基洛夫軍醫學院學位,成為外科醫生。2009年,他拿到博士學位,主攻人造主動脈瓣
興趣愛好:電影、戲劇以及體育運動。

羅曼·查爾斯

羅曼·查爾斯羅曼·查爾斯

法國人,出生於1979年,1999年至2004年在法國高等力學研究院深造,獲得工程學碩士學位。索蒂拉(SOTIRA)公司質量工程師。
興趣愛好:閱讀、看電影、上網、游泳、跑步、潛水。

亞歷山大·斯莫列耶夫斯基

俄羅斯人,出生於1978年,2005年畢業於基洛夫軍事醫學院,2006年起成為航空航天、太空醫學和軍事生物工程學科研測試中心的軍醫和心理學家。他是航天系統、軍用設備模型、醫學儀器、機構和體系醫學保障測試專家。
興趣愛好:運動和釣魚。

迭戈·烏爾比納

王躍王躍

義大利人,出生於1983年,擁有義大利都靈理工大學電子工程學學士和碩士學位、法國國際航天大學空間研究碩士學位。2009年5月至8月,在歐洲航天局下屬歐洲太空人中心中性浮力實驗室實習,接受太空人培訓和相關設備實際操作。2010年1月,成為美國猶他州火星沙漠研究站的一員,從事熱帶植物生長和航天服局限性研究。興趣愛好:潛水、圖形設計、繪畫、健身和足球。

王躍

中國人,出生於1973年,在參與火星500研究以前,王躍是中國太空人培訓助理,從事適應環境訓練和人員挑選工作。王躍2005年畢業於中國南京醫學院預防醫學系,2008年畢業於中國航天員中心心理學系,2008年開始接受太空人培訓項目,為“神州七號”任務的選拔工作做準備。除此以外,他還參與了中國太空人的初選。
興趣愛好:籃球、足球、游泳和閱讀。

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