[ИМБП лого]

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ИНСТИТУТ МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ РАН

УНИКАЛЬНАЯ НАУЧНАЯ УСТАНОВКА
Медико-технический комплекс для отработки инновационных технологий космической биомедицины в интересах обеспечения орбитальных и межпланетных полётов, а также развития практического здравоохранения

Уникальная научная установка - Наземный экспериментальный комплекс

[Print]
 

[НЭК]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 установки (ЭУ) (модули) – ЭУ-50, ЭУ-100, ЭУ-150 и ЭУ-250;
- имитатор инопланетной поверхности (ИИП);
- рабочие места персонала при подготовке и проведении эксперимента;
- места приема пищи, отдыха и проведения личной гигиены персонала обслуживающего эксперимент;
- системы обеспечения жизнедеятельности (СОЖ) экспериментальных модулей;
- системы видеонаблюдения и контроля (СВН) корпуса, в котором расположен НЭК;
- инженерные системы корпуса, в котором расположен НЭК (кондиционирование, энергоснабжение, холодоснабжение, пожаротушение, пожарная сигнализация и т.д.).

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

[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:

- для перехода в тоннель, сообщающийся с модулем ЭУ-150;
- для выхода на имитатор инопланетной поверхности.

Имеется возможность подключения сети интернет и телевидения.

Общая площадь по полу равнв 25 м².

 

Модуль ЭУ-100

[Модуль ЭУ-100]ЭУ-100 предназначен для проведения научных исследований и медицинских мероприятий экипажа. Модуль имеет объем 100 м³ и разделен на три зоны:

- лабораторную;
- процедурную;
- изолятор.

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:

- для перехода в тоннель, сообщающийся с модулем ЭУ-150;
- герметичную полноразмерную дверь в торце модуля.

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

[Модуль ЭУ-150]ЭУ-150 предназначен для размещения и пребывания экипажа из шести человек. Модуль имеет объем 150 м³ и включает в себя:

- шесть индивидуальных кают для экипажа (площадь каюты по полу 3,1-3,5 м²), оборудованных персональными ноутбуками для проведения некоторых исследований, просмотра видеоинформации в индивидуальном порядке;
- кухня-столовая (площадь 12 м²) на шесть человек, укомплектованная двумя микроволновыми печами, термопотом для нагрева и хранения горячей воды, краном подачи холодной питьевой воды, местом хранения необходимой посуды;
кают-компания (площадь 16 м²), укомплектованная ЖК телевизором для просмотра видеоконтента;
- главный пульт управления, с которого экипаж имеет возможность контролировать состояние комплекса, отправлять электронные документы, видео- и аудио-сообщения.

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:

- для перехода в тоннель, сообщающийся с модулем ЭУ-100;
- для перехода в тоннель, сообщающийся с модулем ЭУ-50;
- для перехода в модуль ЭУ-250.

 

Модуль ЭУ-250

[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:

- зона размещения низкотемпературных морозильных камер (температура минус 28°С, объем 6 м³) для хранения глубокозамороженных продуктов питания;
- хранилище объемом 150 м³ со стеллажами для хранения расходуемых элементов и оборудования;
- помещение для размещения экспериментальных оранжерей;
- тренажерный зал площадью 18 м² для размещения средств поддержания физической работоспособности.

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:

- две двери в торцах модуля для предстартовой загрузки оборудования;
- дверь для соединения модуля со шлюзовым переходом в модуль ЭУ-150.

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] 

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:

  • Система кондиционирования и вентиляции (СКВ);
  • Система очистки атмосферы (СОА);
  • Система канализации (СК);
  • Система водоснабжения (СВС);
  • Система видеонаблюдения (СВ);
  • Система электроснабжения МТК;
  • Система информационного обеспечения и связи (СИО);
  • Система контроля и управления (СКУЭ);
  • Система газоснабжения и поддержания атмосферы.

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:

- подачи бытовой воды для обеспечения работы санузлов и душевой кабины;
- подачи питьевой воды для удовлетворения потребностей экипажа.

СВ обеспечивает:

- визуальное наблюдение за деятельностью экипажа и контроль проводимых экспериментов;
- удаленный осмотр состояния помещений и оборудования модуля;
- сбор, регистрацию и хранение получаемой в ходе эксперимента видеоинформации.

Видеокамеры установлены таким образом, что позволяют просматривать все помещения модуля, за исключением индивидуальных кают, санузлов и душевой кабины.

[Наземный пункт управления]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:

  1. Свободный доступ сотрудников УНУ, базовой организации и исследователей к телефонной связи запрещен.
  2. Дежурная бригада использует голосовую (телефонную) связь только по вызову экипажа или в нештатных ситуациях.
  3. Выход сотрудников УНУ, базовой организации и исследователей на связь с экипажем осуществляется с разрешения организаторов эксперимента.

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:

- визуальное наблюдение за деятельностью экипажа и контроль проводимых экспериментов;
- автоматическое поддержание температуры газовой среды и возможность ее регулирования в заданных пределах по выбору экипажа или в соответствии с условиями эксперимента;
- автоматическое поддержание заданной относительной влажности газовой среды в заданных пределах и отвод излишков влаги из газовой среды.

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.