БИОФИЗИЧЕСКИЕ И ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ВЫСАДКИ ЧЕЛОВЕКА НА ЛУНУ И МАРС: ПОПЫТКИ РЕШЕНИЯ В ЛЁТНЫХ ЭКСПЕРИМЕНТАХ

© Л.А.Китаев-Смык, С.Н.Филипенков, М.С.Филипенкова
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "К.Э. Циолковский и проблемы космической медицины и биологии"
2017 г.

Внекорабельная деятельность (ВКД), а также десантирование космонавтов на поверхность Луны/Марса - являются наиболее опасными операциями в пилотируемых межпланетных экспедициях. В ЛИИ им. М.М. Громова, совместно с ОКБ-1 (ЦКБЭМ), проводились исследования комплекса биофизических, психофизиологических, медицинских и эргономических задач обеспечения безопасности выхода космонавтов из макетов пилотируемых летательных аппаратов (ПКА). Исследования проводились в условиях моделирования кратковременной невесомости, а также при имитации лунного тяготения на летающих лабораториях и на имитаторе марсианского «тяготения» на наземном стенде с «вывешиванием скафандра космонавта» (СК).

В наземных физиологических экспериментах, а также при моделировании эффектов невесомости и лунного тяготения на самолете Ту-104А и вертолетном имитаторе лунного корабля «ВИ-4ЛК» на базе Ми-4, с участием летчиков-испытателей и добровольцев, был отработан выход космонавтов в открытый космос с переходом из орбитального в посадочный пилотируемый космический аппарат (ПКА), а также прилунение и выход на пересечённую поверхность небесного тела. Были определены биомеханические параметры движений при пониженной гравитации и получены биофизические характеристики подвижности СК. Показано, что экипаж из 2 человек с трудом и очень высокими энерготратами, с большим психоэмоциональным напряжением, всё же сможет решить задачи ручного управления посадкой ПКА с выходом из корабля в условиях невесомости (0g), лунного (1/6g), марсианского (3/8g) и земного (1g) тяготения. Достаточная для пешего перемещения и операторской деятельности подвижность ног и рук достигалась лишь при использовании тонкостенных оболочек из мягких и эластических тканей с применением внутри них пониженного (до 0,2-0,4 атмосферы) давления. Своего решения требовали санитарные, физиолого-гигиенические и эргономические аспекты работы в индивидуальных средствах защиты (ИСЗ), т.к. существовавшие на тот период прототипы планетных СК (мягких и полужестких), предназначавшихся для экспедиции в дальний космос, имели неудовлетворительную подвижность и слабую противорадиационную защиту.

При дальнейшей модификации СК в индивидуальные ИСЗ лунной и марсианской экспедиций необходимо не только учесть спектр неблагоприятных условий внешней среды на Луне и Марсе, но также обеспечить противорадиационную защиту, декомпрессионную безопасность, само- и взаимопомощь космонавтов при потере работоспособности во время ВКД. Перечисленные требования утяжеляют ранцевую систему жизнеобеспечения и нарушают центровку СК, поэтому часть массы нужно перенести из ранца на самоходные средства перемещения космонавтов по поверхности планеты.

В связи с тем, что применение композитных углерод-углеродных материалов или стеклопластика в целях противорадиационной защиты делает СК неподъемным для человека в условиях лунной гравитации, защита космонавта от галактического и солнечного ионизирующего излучения, а также от наведенной радиации в этих условиях должна решаться с использованием дополнительного противорадиационного убежища в герметичной кабине вездехода, предназначенного для перемещения по поверхности планеты на дальние расстояния от посадочного корабля. В докладе будут представлены основные результаты исследований проводившихся с 1960 по 1974 годы в отделе №28 авиакосмической медицины ЛИИ и обсуждены проблемы медико-биологического сопровождения и риски выполнения операций ВКД, а также намечены некоторые перспективы для продолжения работ в этом направлении.