Космические агентства по всему миру готовятся к будущему освоению других планет. Чтобы астронавты могли работать на поверхности Луны и Марса, для них разрабатывают симуляции с особыми условиями и ограниченной связью с внешним миром. «РБК Тренды» рассказывают, какие эксперименты проводятся в наши дни.
NASA: симуляции Марса и космических кораблей
Американское космическое агентство проводит целую серию экспериментов под названием Analog Missions для подготовки астронавтов к будущим исследованиям астероидов, Марса и Луны.
HI-SEAS
Эти эксперименты по долговременной изоляции астронавтов проводятся с 2011 года. Таким образом NASA изучает, как люди будут работать на поверхности Луны и Марса. Агентство спроектировало купол HI-SEAS Habitat жилой площадью 110 кв. км. Он включает в себя небольшие спальные помещения для экипажа из шести человек, а также кухню, лабораторию, ванную комнату, имитацию шлюза и инженерный отсек. Купол располагается на склоне гавайского вулкана Мауна Лоа в часе езды от ближайших населенных пунктов. Связь с внешним миром осуществляется через специальную систему, которая имитирует связь на Марсе с 20-минутной задержкой. Так, в рамках эксперимента в 2017 году шестеро ученых провели в изоляции год. Они рассказали, что жили на полном самообеспечении, а наружу могли выходить лишь в специальных скафандрах. Всего в рамках миссии Hawai‘i Space Exploration Analog and Simulation было проведено пять таких экспериментов.
HERA
NASA проводит подобные эксперименты и в наземной среде обитания в Космическом центре имени Джонсона в Хьюстоне. Однако они предназначены для тестирования работы экипажа в замкнутом пространстве космического корабля во время предполагаемого полета на Марс. Небольшая среда обитания площадью всего 60 кв. м под названием Human Exploration Research Analog, или HERA, спроектирована в виде модуля космического аппарата с двумя отсеками и рабочим помещением. Команды из четырех человек работают внутри нее 45 дней. HERA позволяет изучать, как члены экипажа адаптируются к изоляции, могут выполнять научные, оперативные и технические задачи, а также справляются с задержками связи с внешним миром, продолжающимися до пяти минут.
CHAPEA
Наконец, NASA проводит серию экспериментов, где имитируют пребывание людей на Марсе в течение года в симуляции Crew Health and Performance Exploration Analog (CHAPEA). Это обитаемое пространство площадью около 160 кв. км, которое построили в Хьюстоне. Элементы пространства напечатали при помощи 3D-принтера, и оно включает в себя комнаты для экипажа, кухню и специальные зоны для медицины, отдыха, фитнеса, работы и выращивания сельскохозяйственных культур, а также техническую рабочую зону и две ванные комнаты.
В каждой миссии участвуют четыре человека. В ходе экспериментов они отрабатывают выходы в открытый космос, проводят эксперименты, а ученые наблюдают за состоянием их здоровья. Первая миссия стартовала в 2023 году.
«Роскосмос»: симуляции полета к Луне
«Роскосмос» проводит аналогичные эксперименты на базе Наземного экспериментального комплекса Института медико-биологических проблем РАН в Москве. В рамках проекта SIRIUS (Scientific International Research In Unique terrestrial Station) космонавты живут в симуляции космического корабля, а исследователи изучают показатели их физического здоровья и психического состояния. Это позволит подготовить экипажи к будущим длительным полетам, в том числе на Луну. Изначально длительность миссий составляла четыре месяца, но теперь ее продлили до года. Последний эксперимент с участием шести человек, который запустили в 2023 году, моделирует основные элементы лунной экспедиции: перелет к Луне, стыковку с лунной орбитальной станцией, работы на лунной орбите, пять высадок членов экипажа для проведения операций на поверхности спутника. Участники используют для выхода из модуля костюмы с комплексом виртуальной реальности, а связь с ними осуществляется с задержкой в пять минут.
НЭК представляет собой целый комплекс из изолированных модулей, внутри каждого из которых установлены уникальные показатели температуры и давления. Он включает экспериментальные установки ЭУ-50, ЭУ-100, ЭУ-150 и ЭУ-250 для проведения научных исследований и медицины, имитатор инопланетной поверхности, помещения для приема пищи, отдыха и личной гигиены.
Европа: работа на поверхности Марса
Организация Austrian Space Forum (OeWF) создает свои симуляции для работы на поверхности других планет. Так, 12 марта 2024 года Австрийское космическое агентство в сотрудничестве с Армянским космическим агентством запустило миссию по моделированию марсианской среды в рамках проекта AMADEE-24. Шесть астронавтов работали на полигоне под Армашем в Араратской области в Армении до 5 апреля. Они жили в изолированной среде обитания и покидали ее только в прототипах марсианского костюма OeWF. Связь с Центром поддержки миссии в Вене проходила с десятиминутной задержкой, чтобы имитировать расстояние от Земли до Марса. Участники миссии провели эксперименты в области робототехники и геологии, а также использовали дроны и марсоходы для исследования и составления карт окружающей среды, отбора проб почвы и транспортировки грузов. Эксперимент проходил в сложных погодных условиях, и при сильной грозе крыша укрытия даже была повреждена. Однако в OeWF заявили, что участники миссии смогли успешно провести большинство экспериментов.
Симуляции лунной поверхности и космических аппаратов
Космические агентства разных стран создают различные симуляции, которые позволяют астронавтам опробовать возможности будущих космических аппаратов и побывать в средах, которые максимально близки к условиям других планет.
Так, Европейское космическое агентство совместно с франко-итальянским производителем аэрокосмической продукции Thales Alenia Space и испанской аэрокосмической бизнес-группой GMV создало авиасимулятор Loop Flight Vehicle Engineering для моделирования посадки модуля с людьми на Луну. Его установили в Немецком аэрокосмическом центре и уже начали использовать для тренировки астронавтов.
Симулятор состоит из роботизированной руки с прикрепленной к ней капсулой кабины экипажа, которая оснащена технологиями виртуальной реальности. Астронавтам предлагают пройти критические сценарии, связанные с разными этапами полета, например приземление на неровную поверхность или переход на ручное управление при технической неисправности. Проект стал частью подготовки к созданию международной лунной космической станции Lunar Gateway.
А в NASA разработали несколько симуляций, имитирующих лунную поверхность, чтобы тренировать астронавтов правильно перемещаться по поверхности Луны. Первая такая площадка была небольшой — 4х4х0,5 м — и была заполнена имитатором лунного реголита. Теперь более крупную площадку — 19х4х0,3 м — создали в Космическом центре имени Джонсона в Хьюстоне. Окруженная черными стенами и освещаемая специальной системой, она имитирует суровые условия лунной поверхности. Астронавты перемещаются по площадке в скафандрах, которые не полностью герметичны, но имеют тот же вес, что и их реальные аналоги.
NASA и Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA) проводят испытания под названием «Исследования пустыни и технологии» (D-RATS). В рамках этих экспериментов два астронавта живут и работают в прототипе герметичного лунохода NASA, чтобы подготовиться к будущим миссиям американской лунной программы «Артемида». Испытания проводят в штате Аризона, на участке Блэк Пойнт вулканического поля Сан-Франциско. Ландшафт местности позволяет командам имитировать условия, напоминающие Южный полюс Луны, куда планируется высадка астронавтов.
