Наземный экспериментальный комплекс (НЭК) предназначен для проведения научных экспериментов с участием человека в условиях искусственно регулируемой среды обитания. Он проектировался и создавался в 1964-1970 гг., как макет тяжелого межпланетного корабля и предназначался для максимально реалистичного моделирования полета на Марс и других сверхдлительных пилотируемых космических миссий. На протяжении 30 лет комплекс использовался в многочисленных экспериментах с участием человека, а также в испытаниях систем обеспечения жизнедеятельности (СОЖ) для орбитальных станций и других космических летательных аппаратов. В 2006 г. комплекс был полностью модернизирован, оснащен связью с центром управления полетами, системой постоянного видеонаблюдения, современными СОЖ и имитатором поверхности чужой планеты. В 2010-2011 гг. на базе НЭК был проведен уникальный, не имеющий мировых аналогов эксперимент «Марс 500», в ходе которого моделировались все ключевые этапы марсианской миссии в реальном масштабе времени. В 2015 г. на базе НЭК успешно завершился эксперимент «Луна 2015», в рамках которого моделировалась лунная экспедиция с участием женского экипажа.
Комплекс активно используется для проведения исследований в интересах практического здравоохранения. В экспериментах с участием добровольцев, проводимых на базе НЭК проходили медико-технические испытания перспективных образцов диагностической и научно-исследовательской аппаратуры, средств гигиены и профилактики. Технические характеристики комплекса позволяют изучать влияние на организм человека неблагоприятных факторов окружающей среды, потенциально вредных и опасных воздействий в полностью контролируемых условиях. В 2012 г. Российский кардиологический научно-производственный комплекс МЗ РФ провел в НЭКе эксперимент «Климат 2010» по изучению воздействия климатических изменений августа 2010 года (высокая температура и влажность в сочетании с высоким содержанием углекислого газа) на здоровье человека.
В состав НЭК входят:
Экспериментальные модули ЭУ-50, ЭУ-100, ЭУ-150 и ЭУ-250 выполнены в виде герметичных металлических цилиндров, горизонтально расположены на опорах и соединены между собой переходными тоннелями, снабженными герметичными люками.
Уникальность НЭК ГНЦ РФ-ИМБП РАН заключается в том, что в каждом модуле возможно создавать свои условия среды обитания, включая давление, температуру, влажность, освещенность, газовый состав. Полных аналогов НЭК не существует как в России, так и за рубежом.
Модуль ЭУ-50
ЭУ-50 предназначен для постоянного пребывания и работы в нем 3 членов экипажа. Модуль имеет объем 50 м³ и включает в себя жилую и рабочую зоны.
Жилая зона оборудована тремя спальными местами, имеет место для хранения необходимого оборудования и место для приготовления и приема пищи, оборудованное микроволновой печью, термопотом для нагрева и хранения горячей воды, краном подачи холодной питьевой воды.
Рабочая зона предназначена для проведения исследований.
Модуль имеет санузел, оборудованный напорным унитазом и умывальником с горячей и холодной водой, столиком и полками из нержавеющей стали для забора биоматериалов.
В модуле имеется подпольное пространство, в котором возможно хранение необходимого оборудования.
Модуль имеет два герметичных люка:
Имеется возможность подключения сети интернет и телевидения.
Общая площадь по полу равнв 25 м².
Модуль ЭУ-100
ЭУ-100 предназначен для проведения научных исследований и медицинских мероприятий экипажа. Модуль имеет объем 100 м³ и разделен на три зоны:
Лабораторная зона имеет рабочие места для проведения исследований, оборудована средствами для размещения и хранения медицинской и научной аппаратуры.
Процедурная зона имеет оборудованное рабочее место для забора крови и работы с биоматериалами.
Изолятор имеет одно спальное место и место для приготовления и приема пищи, оборудованное микроволновой печью, термопотом для нагрева и хранения горячей воды, краном подачи холодной питьевой воды.
Модуль имеет санузел, оборудованный напорным унитазом и умывальником с горячей и холодной водой, столиком и полками из нержавеющей стали для забора биоматериалов.
В модуле имеется холодильник с морозильной камерой для хранения медикаментов и биоматериалов.
Модуль имеет два герметичных люка:
Модуль оборудован аварийной шлюзовой камерой для экстренного покидания.
Имеется возможность подключения сети интернет и канала телемедицины.
Общая площадь модуля по полу равна 40 м².
Модуль ЭУ-150
ЭУ-150 предназначен для размещения и пребывания экипажа из шести человек. Модуль имеет объем 150 м³ и включает в себя:
Модуль имеет санузел, оборудованный напорным унитазом и умывальником с горячей и холодной водой, столиком и полками из нержавеющей стали для забора биоматериалов.
В модуле имеется подпольное пространство, в котором возможно хранение необходимого оборудования.
Модуль имеет три герметичных люка:
Модуль ЭУ-250
ЭУ-250 предназначен для хранения расходуемых элементов (продукты питания, одежда, средства личной гигиены, научной аппаратуры и т.д.), размещения экспериментальных оранжерей, средств поддержания физической работоспособности. Модуль имеет объем 250 м³ и разделен на четыре функциональные зоны:
В хранилище расположена ремонтная мастерская с необходимым оборудованием для проведения ремонтно-восстановительным работ силами экипажа.
Модуль имеет санузел, оборудованный напорным унитазом и умывальником с горячей и холодной водой, столиком и полками из нержавеющей стали для забора биоматериалов, душевую кабину.
В модуле имеется подпольное пространство, в котором возможно хранение необходимого оборудования.
Модуль имеет три герметичные двери:
Общая площадь равна 73 м².
Шлюзовой переход между модулями.
Шлюзовой переход предназначен для перемещения экипажа между модулями ЭУ-250 и ЭУ-150. Шлюзовой переход имеет диаметр 2,2 м, оборудован шлюзовой камерой для удаления отходов и аварийным люком для экстренного покидания комплекса.
Имитатор инопланетной поверхности
ИИП предназначен для физического моделирования внекорабельной деятельности на поверхности небесного тела. Площадь имитируемой поверхности 73,5м². ИИП соединен переходом с ЭУ-50 и имеет помещение (скафандровый отсек) для подготовки экипажа к выходу на поверхность.
Системы обеспечения жизнедеятельности (СОЖ) НЭК
Каждый модуль комплекса имеет собственную СОЖ, что позволяет обеспечить его автономность и повышает надежность и безопасность при проведении экспериментов.
К основным системам СОЖ относятся:
СКВ обеспечивает поддержание заданной температуры и влажности воздуха, очистку от пыли, выравнивание газовой среды по объему модуля.
В СОА происходит удаление продуктов дыхания экипажа при помощи угольных, палладиевых фильтров. Для удаления некоторых микропримесей, микроорганизмов и грибов, содержащихся в атмосфере, могут применяться фотокаталитические установки.
СК предназначена для удаления продуктов жизнедеятельности человека в условиях замкнутого пространства модуля с избыточным давлением.
СВС состоит из двух подсистем:
СВ обеспечивает:
Видеокамеры установлены таким образом, что позволяют просматривать все помещения модуля, за исключением индивидуальных кают, санузлов и душевой кабины.
На наземном пункте управления (НПУ) размещаются видеорегистраторы, которые оцифровывают поступающие от видеокамер видеосигналы, передают изображение на мониторы пульта оператора и сохраняют видеоинформацию на встроенных жестких дисках.
Имеющаяся на видеокамерах функция «ночное видение» позволяет осуществлять контроль над внутренним пространством модуля при аварийном и даже полностью выключенном освещении (за счет таких слабых источников света, как мониторы ноутбуков).
Система электроснабжения и освещения НЭК обеспечивает бесперебойное снабжение электроэнергией наземного экспериментального комплекса и обслуживающих наземных систем. В случае полного прекращения подачи электропитания из городской сети включается дизель-генераторная установка, обеспечивающая работоспособность комплекса.
СКУЭ обеспечивает управление работой систем и контроль их состояния как персоналом наземного центра управления, так и экипажем. Вся информация выводится на пульты наземного центра управления и пульт управления в модуле ЭУ-150.
СИО служит для осуществления коммуникации с экипажем, загрузки материалов психологической поддержки, хранения данных по экспериментам, личной и служебной переписки.
Режим связи обеспечивается в соответствии с разрабатываемым регламентом связи. При этом соблюдаются определенные ограничения по ведению связи, в частности:
Система газоснабжения и поддержания атмосферы предназначена для создания и поддержания заданных концентраций кислорода и азота, значений относительного давления в модуле.
Среда обитания НЭК
Базовые параметры среды, определяющие физиологически комфортное соотношение основных компонентов газовой среды и их общее давление в отсеках соответствуют значениям, указанным в ГОСТ Р 50804-95 «Среда обитания космонавта в пилотируемом космическом аппарате».
Для обеспечения токсикологической безопасности газовой среды в отсеках проводится контроль по веществам, указанным в ГОСТ Р 50804-95. Оценка содержания вредных примесей в газовой среде проводится методами отбора и анализа проб воздуха.
В модулях обеспечивается:
В каждом отсеке осуществляется постоянный автоматический контроль параметров газовой среды с передачей данных на наземный пульт управления и на пульт управления ЭУ-150.
В соответствии с согласованной периодичностью проводится контроль уровня микробной обсемененности газовой среды и уровень запыленности на соответствие требованиям ГОСТ Р 50804-95.
Уникальная научная установка – единственная в России научно-техническая база, позволяющий проводить комплексные исследования (испытания) с участием человека в интересах космической биологии и медицины, а также изучать воздействие экстремальных факторов среды на организм человека. Полных аналогов комплекса в мире не существует.