火星500模拟太空试验(MARS500)

发布日期:2016-01-19 09:13 浏览次数: 字体:[ ]
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第一版 引言

 


  “火星500模拟太空试验”也叫“火星-500”(英文:MARS500)是由俄罗斯组织、多国参与的国际大型试验项目,模拟从飞船发射、飞向火星、登陆火星到返回地球全过程。探索人类模拟登陆火星过程中所能够耐受的一切,了解长期密闭环境下乘组人员健康状态及工作能力状况。MSRS500第三阶段设计时间520天,前250天模拟飞往火星、中间30天登陆火星、最后240天返回地球,志愿者将模拟飞往火星、环绕火星、登陆火星和返回地球等全过程。进入模拟试验舱后,所有生活用品、人员将彻底与外界隔绝。2011年11月4日,6名志愿者结束长达520天的往返火星与地球模拟试验“返回地球”,人类首次载人登陆火星模拟实验“火星-500”圆满完成。

  红色火星,吸引了无数探索者目光。MARS500作为模拟人类登陆火星的地面试验,因有一名中国志愿者的参与而更具国际性。相信这只是一个开始,未来载人航天与空间探索领域的国际合作大舞台上,将更多的出现中国人的身影,中国的载人航天事业也必将以开放的姿态走向世界!

第二版 火星-500试验简介

 

  火星-500是一个有多个部分组成的地面模拟实验火星载人飞行试验,是欧洲航天局与俄罗斯生物医学研究所合作开展的,实验设施位于莫斯科俄罗斯科学院生物医学问题研究所(IBMP),项目耗资1500万美元(1100万欧元),大部分经费来自于俄罗斯航天机构Roscosmos。由于从飞船发射、飞向火星、火星着陆到返回地球的一系列过程需要500多天时间,因此,这一项目被称为“MARS500”。

  火星-500合计640天的实验分为三个阶段,在每个阶段,全部志愿者船员生活和工作仅限于实体模型航天器。不能和外部直接交流,若透过互联网交流会有20分钟延迟。实验人员不能从外界获取消耗品。

  第一阶段试验

  于2007年11月15~29日完成。参加实验的乘组由5名男性和1名女性志愿者组成,他们在150rn3的居住舱和100m3的医学舱内,完成了15天的工作和生活,对地面模拟实验舱及其各个系统进行了不同角度的评价,同时也实际检验了生保系统、指挥和控制系统、通信保障系统以及遥测医监的局域网系统。

  第二阶段试验

  于2009年7月14日结束,6名志愿者完成了105昼夜环绕近地轨道飞行、飞往火星及绕火星轨道飞行的试验任务。“飞行”期间,乘组开展了俄罗斯、欧洲和美国学者设计的多项实验。

  第三阶段试验

  任务历时520天,于2010年6月3日开始,2011年11月5日结束。实验设计时间520天,前250天模拟飞往火星、中间30天登陆火星、最后240天返回地球,志愿者模拟飞往火星、环绕火星、登陆火星和返回地球等全过程。


 

第三版 火星-500目的与任务

 

 

 

  MARS500试验的主要目的是探索“人与环境”相互作用,了解长期密闭环境下乘组健康状态及工作能力状况。特别是获取超长时间飞行、无安全自主控制、资源有限、无法实施身体及心理特殊治疗、完成火星表面出舱活动等条件下的相关数据。

  试验主要任务包括:

  1. 研究模拟飞行环境对航天员的健康和工作能力的影响;

  2. 充分考虑火星飞行的特点,研究乘组活动的组织、乘组与地面飞行控制中心的协同配合;

  3. 研究长期密闭条件下,居住环境监测与控制的原则、方法和手段;

  4. 设计并模拟登陆火星及火星表面的活动及作业模式;

  5. 制定乘组健康状况及工作能力的监控、诊断和预测的原则、方法和手段,完善医疗救助和预防措施;

  6. 完善医学和生理学数据的采集、处理与分析手段;

  7. 验证为乘组活动提供保障作用的信息帮助系统功能,特别是电子数据的存储和传输;

  8. 制定远程遥测医学监督的方法和手段;

  9. 验证心理支持方法及自主心理支持手段;

  10. 评价现代新技术系统和新手段对人生命安全的保障作用。

第四版 火星-500研究内容和意义

 

 

  MARS500试验将关注长期与世隔绝状态下面临的心理困境,简单地说就是所谓的“幽闭恐怖症”。如果不能在执行火星任务前对极为严重而可怕的与世隔绝问题加以研究,飞往火星的旅程可能将以失败告终。与世隔绝状态带来的影响将让宇航员面临送命危险,这一点几乎是确定无疑的。

  在“MARS500”试验中,研究将在下列几个方向进行: 

  1、临床生理学研究。

  2、生化,免疫学研究。

  3、心理生理学研究。

  4、小群体心理学。

  5、人格心理学。

  6、公共卫生和保健学,以及微生物学研究。

  7、生物学研究。

  8、操作技术方面的实验,数据库的验证。

第五版 火星-500的实验设施

 

火星-500实验舱

  实验设施位于莫斯科俄罗斯科学院生物医学问题研究所(IBMP)。实验将在SSC-RF-IBMP-RAS的地面联合实验室(GEC)进行,该实验室由5个密闭且相互沟通的实验舱组成,其中一个舱为模拟的“火星表面”。实验舱舱的总面积为550 立方米。这些实验舱包括航天员个人居住舱,大厅,进行生物医学研究的工作间,储存资源的空间等等,同时将包含音频和电信系统。

  全体人员将置身于拥有人造大气环境和常压的GEC中。一套生命维持系统被置于舱外,在某种情况下船员将有机会直接或模拟控制它。

 

  火星表面模拟器舱

  容积为1200立方米,用于模拟火星表面的环境,该舱段是一个非密闭室,用于模拟穿着航天服的航天员处于与世隔绝的生存环境。

  密闭梯和沉箱使“火星表面模拟器”模块与着陆舱分离,它拥有储存航天服的衣柜、库房和一个转换通道。
  
  为了让着陆的场景更真实,研究人员专门修筑该舱,用来模拟火星表面的状况。

 

  公共活动舱

  容积为250立方米,用于储存食物,装配实验温室、一次性餐具、衣服等,它包括:用于贮存食品的冰箱;1个拥有货架的储存室,用于储存那些不需要特殊储存条件的食品,还储存一次性餐具、衣服等;实验温室;健身房;用于扔废物的封闭室;3个密闭门,1个用于连接该模块与进入生活舱的转换通道,另2个是位于模块两端有金属梯的密封门,用于发射前的食品装载;生命保障系统。

  生活舱

 

  生活舱容积为150立方米,用于6名航天员的住宿和生活,它包括:6个单人隔间;用于休息和聚会的生活室;厨房;卫生间;主控制台;3个转换通道,两边的分别可以通往着陆舱和医疗舱模块,中间的用于通往公共活动舱;生命保障系统。 

  医疗舱

  模块容积为100立方米,用于医疗和心理实验,它包括:可以居住2人的生活区,还有工作区;厨房和餐厅;卫生间;安装有医疗设备的工作室;1个可以通往生活舱的转换通道;在该模块一边的密闭门,和另一边的紧急舱口;生命保障系统。 

 

  着陆舱

  容积为50立方米,是模拟火星着陆器的舱段,3名成员将在该模拟舱中停留2~3个月。它包括:可以居住3人的生活区,还有工作区;厨房;卫生间;2个转换通道,可以通往生活舱和火星表面模拟器舱的封闭室;生命保障系统。

第六版 火星-500的志愿者

 

 

  参与“火星-500”计划的志愿者要求年龄在25到50周岁之间,身体健康,情绪稳定,富有激情和动力,拥有高等学历,并且对不同文化保持开放的态度。生活与世隔绝,因孤独寂寞而产生严重心理问题是最可怕的。因此,志愿者的心理性格特征非常重要,乘组整体也要能够包容不同的性格和才能,这样才能形成整体合力。经历多轮选拔最终确定了6名志愿者参与火星-500第三阶段为期520天的登火星模拟试验。他们各自有擅长的专业领域,分别担任指令长、随船工程师、乘组医生、登陆飞船驾驶员和火星表面作业专家等。

  在长达520天的试验中,6名志愿者要住在由5个密封金属太空舱组成的模拟航空器内。他们将接受严格的生活管理——8小时睡觉,8小时工作,8小时休息。实验开始后,“宇航员”只能和模拟地面指挥人员接触,和亲人联系只能靠互联网。为了使远太空环境更真实,互联网将会有20分钟的延迟。除了不能模拟失重状态,这项实验几乎完全复制了真实的火星太空之旅。

  1、阿列克谢·希特夫

 

 

  阿列克谢·希特夫俄罗斯人,出生于1972年,1996年毕业于圣彼得堡德泽赫希斯基高级军事及海军工程学院,担任乌克兰瓦斯托波尔一支黑海舰队的教官和指挥官。2004年,他成为加加林宇航员培训中心的首席工程师和高级潜水专家,同时担任潜水训练负责人。他除了以参与者身份参加“火星500”研究项目外,还被任命为这一项目的指挥官。

  兴趣爱好:旅游、摄影和潜水。

  2、苏克罗伯·卡莫洛夫

 

 

  俄罗斯人,出生于1973年,1994年毕业于塔吉克斯坦医科大学,1996年又获得圣彼得堡俄罗斯基洛夫军医学院学位,成为外科医生。2009年,他拿到博士学位,主攻人造主动脉瓣。
    
  兴趣爱好:电影、戏剧以及体育运动。

  3、罗曼•查尔斯

 

 

  罗曼•查尔斯法国人,出生于1979年,1999年至2004年在法国高等力学研究院深造,获得工程学硕士学位。索蒂拉(SOTIRA)公司质量工程师。
    
  兴趣爱好:阅读、看电影、上网、游泳、跑步、潜水。

  4、亚历山大•斯莫列耶夫斯基

 

 

  俄罗斯人,出生于1978年,2005年毕业于基洛夫军事医学院,2006年起成为航空航天、太空医学和军事生物工程学科研测试中心的军医和心理学家。他是航天系统、军用设备模型、医学仪器、机构和体系医学保障测试专家。
    
  兴趣爱好:运动和钓鱼。

  5、迭戈•乌尔维纳

 

  王跃意大利人,出生于1983年,拥有意大利都灵理工大学电子工程学学士和硕士学位、法国国际航天大学空间研究硕士学位。2009年5月至8月,在欧洲航天局下属欧洲宇航员中心中性浮力实验室实习,接受宇航员培训和相关设备实际操作。2010年1月,成为美国犹他州火星沙漠研究站的一员,从事热带植物生长和航天服局限性研究。兴趣爱好:潜水、图形设计、绘画、健身和足球。

  6、王跃

 

 

  中国人,出生于1973年,在参与火星500研究以前,王跃是中国宇航员培训助理,从事适应环境训练和人员挑选工作。王跃2005年毕业于中国南京医学院预防医学系,2008年毕业于中国航天员中心心理学系,2008年开始接受宇航员培训项目,为“神州七号”任务的选拔工作做准备。除此以外,他还参与了中国宇航员的初选。
    
  兴趣爱好:篮球、足球、游泳和阅读。