Наземные эксперименты

SFINCSS-99

Simulation of Flight of International Crew on Space Station
Имитация полета международного экипажа на космической станции

Договор о проведении международного эксперимента, в котором участвовали российский Институт медико-биологических проблем (ИМБП), национальное космическое агентство Японии NASDA (National Space Development Agency of Japan), Европейское космическое агентство ЕКА (European Space Agency), Канадское космическое агентство (Canadian Space Agency) и два университета США (Baylor University и University of Wisconsin), был подписан 30 марта 1999 года.

Место проведения эксперимента и общие положения

Эксперимент проводился в Москве в Наземном экспериментальном комплексе (НЭК) Государственного научного центра РФ - Институте медико-биологических проблем (ГНЦ ИМБП).

Первый экипаж, проживший в комплексе 240 суток, жил в модуле ЭУ-100 «Мир» объёмом 100 м³. Этот модуль был разработан ещё в 1965 году и был введен в эксплуатацию 27 ноября 1970 года. Второй и третий экипажи проживали в модуле ЭУ-37 «Марсолет» объёмом 200 м³, который был создан в начале 70-х годов. В ходе изоляции модули были соединены, что позволяло экипажам контактировать и выполнять некоторые совместные работы, за исключением периода аварийных ситуаций. Экспедиции посещения жили в самом маленьком модуле - ЭУ-50. Официальным языком для всех участников эксперимента был выбран английский.

Раз в месяц имитировался прилет грузового корабля, который доставлял «на борт» продукты и, при необходимости, запасные приборы и инструменты.

Цели эксперимента

Одной из основных целей этой имитации космического полета было изучение взаимодействия групп людей с различным менталитетом, разных национальностей. Необходимость в таком эксперименте была вызвана созданием Международной космической станции (МКС), в создании которой участвуют Россия, США, Канада, страны Западной Европы и Япония, и на которой будут работать представители всех этих государств.

Помимо этого во время эксперимента предстояло решить следующие задачи:
   - определить степень влияния монотонных условий существования при длительной изоляции в замкнутом пространстве на работоспособность космонавта и функциональное состояния различных систем организма;
   - сравнить психофизиологический статус человека, осуществляющего операторскую деятельность и физическую работу в условиях строгой регламентации режима труда и отдыха и режиме гибкого планирования;
    - изучить закономерности адаптационных процессов функциональных систем организма человека к условиям искусственной среды обитания в гермообъекте ;
   - провести изучение психологических особенностей взаимодействия нескольких экипажей, одновременно работающих по самостоятельным полетным программам и взаимодействующих друг с другом в ходе их реализации;
   - оценить надежность и эффективность систем управления полетом, аппаратуры и методов исследования, предлагаемых для использования на МКС, отработать согласованность взаимодействия исследователей.

Были запланировано проведение исследований по следующим направлениям:
1. Психология межгруппового и внутригруппового взаимодействия.
2. Индивидуальная психология, психология деятельности.
3. Клинико-физиологические исследования.
4. Биохимические, иммунологические исследования.
5. Санитарно-гигиенические и микробиологические исследования.
6. Исследования системы питания.
7. Биологические исследования.
8. Операционно-технологические эксперименты, отладка баз данных.

Участники эксперимента

Отбор испытателей для трёх основных экипажей, по 4 человек каждый, проводился согласно медицинским критериям отбора космонавтов, действующих в странах-участницах проекта. В России объявление о приеме заявлений было сделано в середине мая 1998 года, а медицинский этап отбора испытателей для этого эксперимента начался в ИМБП 1 сентября 1998 года, когда специалисты ИМБП начали изучать заявки, поступившие из России, США, Италии, Австрии, Германии, Японии, Норвегии.

К участникам экипажей посещения предъявлялись гораздо меньшие требования. В связи с этим появилась возможность попробовать включить в них испытателей разных профессий. Так, первый экипаж посещения возглавила инженер Татьяна Агапцева, а второй экипаж посещения - космонавт Валерий Поляков (вначале эту должность предлагали Анатолию Арцебарскому). Всего в эксперименте СФИНКСС-99 в качестве испытателей-добровольцев приняло участие 27 человек из России, Японии, Австрии, Германии, Канады и Франции (в составе 7-и экипажей) которые выполнили более 7000 научных исследований и штатных процедур медицинского контроля.

Ход и результаты эксперимента

Перед началом основного эксперимента было проведено пробное испытание всего наземного экспериментального комплекса, средств связи и оборудования в модулях. Для этого члены первого экипажа (кроме Хайдера Хабихожина, которого заменил Андрей Филиппов), отработали т.н. «пробную изоляцию» (dry run). В течении трехдневного «полета» испытатели принимали готовность комплекса к предстоящему непростому и длительному эксперименту, проверили работоспособность тренажеров, нормы рациона питания и многое другое.

2 июня 1999 года первый экипаж, состоящий из четырёх россиян, вошел в герметичный модуль ЭУ-100 «Мир» наземного экспериментального комплекса. Таким образом началась активная фаза уникального эксперимента. После того, как испытатели вошли в шлюзовую камеру, главный инженер НЭКа Семен Павлович Лазиев задраил дверь и опечатал её.

23 июля 1999 года в соответствии с ходом эксперимента в модуле ЭУ-37 «Марсолет» обосновался второй экипаж, который должен был провести на станции 110 суток. Таким образом в модулях НЭК, связанных переходом, находилось уже 8 человек.

1 октября 1999 года был осуществлен «старт» российского экипажа посещения (четвертый экипаж). Помимо общей программы, обязательной для выполнения всеми испытателями-добровольцами, занятыми в проекте, экипаж посещения во время изоляции провел тестирование ряда медицинских материалов (защитные респираторы, электроды для ЭКГ, самофиксирующиеся эластичные бинты и иммобилизирующие повязки, различные пластыри, наклейки и др.), предоставленных международной корпорацией ЗМ. 8 октября 1999 года «полёт» первого экипажа посещения был успешно завершён.

10 ноября 1999 года в 17.00 был открыл люк гермокамеры НЭК. Окончание эксперимента стало дополнительным «сюрпризом» для экипажа. Первоначально планировалось, что они «приземлятся» в два часа дня, но специально для испытателей была смоделирована нештатная ситуация. В связи с угрозой повреждения станции метеоритным потоком «посадка» была отложена на три часа. За это время все члены возвращающегося экипажа должны были сделать два «витка» вокруг станции, используя тренажер «Пилот», позволяющий в реальном масштабе времени воспроизводить движение космических объектов. Участники эксперимента очень хорошо справились с поставленной задачей и успешно посадили корабль.

После того, как 110-суточный «полет» второго экипажа закончился, были сделаны следующие выводы:

При совместной работе нескольких экипажей, даже однородных по составу, но отличающихся по длительности пребывания, как в условиях космических полетов, так и в наземных экспериментах, наблюдается период взаимной адаптации. Наличие другого экипажа воспринимается как еще один фактор внешней среды, требующий соответственного приспособления. В среднем в течение 3-х недель устанавливается комфортный уровень взаимодействия.
Проведение совместных культурных мероприятий (например, празднование дней рождения) или внерабочее общение во много раз ускоряют процесс взаимной адаптации. Различия в культурных традициях, недостаточное владение иностранными языками, не позволяющее внерабочее общение в полном объеме, существенно тормозят этот процесс.
Физические упражнения в условиях длительной изоляции выступают не только в качестве средства профилактики, но и играют роль метода психологической поддержки, помогая преодолевать монотонность окружающей среды.
Приход экипажа посещения является мощным возмущающим фактором, обеспечивающим дополнительную нагрузку на межгрупповое взаимодействие.
В процессе выполнения операционно-технических экспериментов экипажи успешно и в сжатые сроки устраняли выявляемые сбои в работе техники.

3 декабря 1999 года в модуле «Марсолет» на 110 суток поселился третий экипаж, началась следующая фаза эксперимента. Третий экипаж существенно отличался от второго: он был неоднороден по национальному (в составе были по одному представителю Австрии, Канады, России и Японии), половому и эмоциональному показателям. Его деятельность (в отличие от экипажей №1 и №2) проводилась в режиме т.н. гибкого планирования.

Экипаж также провёл испытания российского тренажера нового поколения, специально разработанного для использования на РС МКС. Это комплексный тренажер ТКМ-1 изокинетического принципа (то есть при тренировке на нем физическая нагрузка возрастает прямо пропорционально скорости выполнения упражнения).

27 февраля 2000 года в полном соответствии с программой эксперимента СФИНКСС-99, закончился 240-суточный «полет» троих из четверых членов первого экипажа, работавших в модуле «Мир» (четвертый член первого экипажа Хайдер Хабихожин не вернулся «на Землю», а продолжил работу вместе с международным третьим экипажем. Он вошел в экипаж вместо японца Масатаки Умеды, который по личным причинам вышел из эксперимента, проработав в модуле только два месяца.

Первый экипаж в полном объеме выполнил свою часть программы эксперимента СФИНКСС-99. За время пребывания в гермообъекте «космонавты» успешно работали со вторым экипажем в течение четырех месяцев и с тремя экипажами посещения (четвертый, пятый и шестой экипажи), с каждым - в течение недели.

Накопленный в течение четырех месяцев изоляции опыт изучения взаимодействия российского первого экипажа и международного второго экипажа, различающихся по длительности пребывания и опыту работы в условиях моделируемого полета, но однородных по половому и близких по языковому признакам, показал отсутствие сколь бы то ни было существенных психологических проблем в межличностных отношениях.

Другая ситуация была отмечена во взаимоотношениях между членами первого экипажа и значительно менее опытного третьего экипажа, куда вошли испытатели разных полов и национальностей. После месяца совместной работы появилась скрытая напряженность в обоих экипажах, приведшая к сложностям во взаимоотношениях между «космонавтами». Благодаря усилиям психологов ситуация была во многом стабилизирована, но тем не менее люк, соединявший оба модуля (ЭУ-100 и ЭУ-37), 10 января 2000 года был закрыт по команде «с Земли». Окончательно взаимодействие между экипажами было налажено при помощи второго экипажа посещения (пятый экипаж), работавшего в модулях с 11 по 18 февраля 2000 года.

22 марта 2000 года ровно 14:00 главный инженер НЭКа Семен Павлович Лазиев открыл люк в герметичном модуле Наземного экспериментального комплекса и международный третий экипаж благополучно «вернулся на Землю». В тот же день в 15 часов в конференц-зале ИМБП состоялась пресс-конференция, ее открыл директор института, академик РАН А.И.Григорьев. Он объявил собравшимся, что основная часть эксперимента СФИНКСС-99 завершена, но окончательные итоги подводить еще рано, начинается этап анализа и обработки полученных данных.

Руководитель проекта СФИНКСС-99 профессор Баранов сообщил, что всего в эксперименте в качестве испытателей-добровольцев в составе семи экипажей приняло участие 27 человек из России, Японии, Австрии, Германии, Канады и Франции, которые выполнили около 7000 научных исследований и штатных процедур медицинского контроля. Были опробованы новые научно-технические средства и методы, включенные в программу медико-биологических исследований на российском сегменте МКС. Под вниманием ученых находились параметры, характеризующие у испытателей эффективность и качество так называемой профессиональной и модельной операторской деятельности, состояние высших психических функций, психоэмоциональный статус, состояние кардио-респираторной системы, микроциркуляторные изменения, водно-солевой обмен, биохимический и иммунологический статус, состояние системы «иммунитет-микрофлора» и многое другое.

Во время проведения эксперимента возникли новые научные и практические задачи, связанные, в частности, с испытанием новых средств и методов профилактики неблагоприятного воздействия невесомости, планируемых для использования на МКС.

В связи с этим 17 марта 2000 года начал работу седьмой экипаж, который пробудет в комплексе 4 недели. В течение 5 дней, когда третий экипаж работал совместно с седьмым экипажем, проводились исследования по групповой психологии, посвященные изучению смены ролей во взаимодействии «гость–хозяин» между экипажами. Ведь если в начале своей работы третий экипаж выступал в роли гостя по отношению к первому экипажу, то по отношению к седьмому экипажу – уже в роли хозяина.

Окончательно эксперимент СФИНКСС-99 завершился 14 апреля 2000 года, когда работа седьмого экипажа в Наземном экспериментальном комплексе (НЭК) была успешно закончена.

По общему мнению участников эксперимента СФИНКСС-99, большое значение для будущей совместной работы на МКС имели уроки успешного взаимодействия и решения национальными космическими агентствами реальных задач, возникавших в ходе эксперимента. Однако, не обошлось и без некоторых проблем.

Подтверждением того, что пребывание в замкнутом пространстве действительно является серьезной нагрузкой на психику испытателя, явилось решение члена третьего экипажа японца Умеда Масатаки выйти из эксперимента после 2-х месяцев добровольного заточения. Он покинул НЭК раньше назначенного срока, объяснив это личными причинами. Однако отрицательный результат - тоже результат. И представитель национального космического агентства Японии Сикигучи высказался по этому поводу довольно оптимистично: «Мы считаем, что обогатили свой опыт, который позволит извлечь серьезные уроки нам и нашим партнерам и может быть использован при отборе участников космических полетов».

Во время проведения эксперимента произошло и несколько конфликтов, связанных с длительным пребыванием в замкнутом пространстве представителей разных культур и привычек. Достоянием гласности стал инцидент, произошедший в модуле во время празднования Нового года. После праздничного застолья, русский участник эксперимента Василий Лукьянюк и член третьего экипажа канадка Джудит Лапьер на некоторое время оказались в зоне, не просматриваемой камерами наблюдения. В этот момент русский космонавт попытался поцеловать канадку так называемым французским поцелуем. Что не понравилось замужней канадке. По её словам, её русский коллега «нарушил её личное пространство». Однако это происшествие, известно о котором стало только после завершения эксперимента, не имело никаких негативных последствий. При этом следует учитывать, что по версии Василия Лукьянюка, он лишь хотел по дружески поцеловать Джудит Лапьер в щёчку.