Космонавтика + Пилотируемые полеты

Приветствую вас, любители науки и технологий!

Тема колонизации Марса в последние годы набирает обороты. Ученые, работающие в этой области как говорится "спят и видят" как уже начнут колонизацию Красной планеты. Конечно, тема колонизации Марса еще куда реалистична, хотя современные жидкостные ракетные двигатели исчерпали лимит. Поэтому, для длительных полетов на Марс - нужны совершенно другие двигатели.

А то, что Марс и Земля максимально приближаются друг к другу раз в два года, то постоянное снабжение колонии Марса вопрос еще тот. Только изобретение нового двигателя позволит долетать до Марса за несколько месяцев, даже если расстояние между планетами максимальное.

Ладно еще Марс, уже и про колонизацию Титана (спутник Сатурна) поговаривают. Но попробуем разобраться, реально ли добраться до Титана. Конечно, Титан много лучше, чем Марс в том плане, что там плотная атмосфера, которая защищает от радиации. Единственный минус - экстремально низкие температуры. Но ясно, что с современными видами ракетных двигателей - полет к Титану нереален.

Тем не менее, если люди отправят экспедицию на Титан сейчас, то есть много других ограничений, которые не позволят этого сделать. Как минимум, нужен новый космический корабль, собранный из множества модулей. Обязательно нужен орбитальный аппарат, который будет обращаться вокруг Титана, чтобы экспедиция на поверхности Титана могла иметь постоянную связь с Землей.

Также, нужны сотни тонн воды, кислорода, продуктов питания, топлива и предметов личной гигиены и, например, запасных частей для корабля (лампочки, кабели, микросхемы и т.д.). Никто еще не отменял необходимый ремонт корабля во время полета. Микрометеориты могут повредить корпус и тогда придется выходить в открытый космос. Кроме того, сами понимаете, сколько будет длиться полет до Титана.

Потребуется 7 лет полета на современных видах ракетных двигателей. Подумайте теперь сами, если автоматический аппарат еще может пролететь хоть 10 лет, то человек - вряд ли. Тем более, для него это будет психологически нереально вынести. Это и длительное отсутствие привычного для него окружающего мира и общения. Так что, только создание принципиально нового ракетного двигателя - может решить данную проблему.

Если Вам понравилась статья - поставьте лайк. Много наших материалов вы найдете на нашем сайте. Будем рады, если вы его посетите. Ваша подписка очень важна нам: Пикабу, канал в Телеграмм, сообщество в ВК, YouTube, а также сообщество в Пикабу "Все о космосе". Всё это помогает развитию нашего проекта "Журнал Фактов".

На представленных макетах мы можем наблюдать маленький корабль примерно того же форм-фактора и размерности, что и первый американский пилотируемый корабль «Меркурий». Из-за ограничения по массе примерно в 1,5 т его тогда пришлось делать из различных очень дорогих и жаропрочных материалов и сплавов.

Например, корпус был сделан из титана, который тогда уже успели испытать на самолётах SR-71 Blackbird. Внешняя обшивка же космического корабля была изготовлена из жаростойкого сплава под названием Рене-41. А цилиндр носовой части был покрыта бериллием из-за того, что именно эта область нагревалась бы сильнее всего. Да и сидеть в таком корабле (как и в таких же маленьких «Джемини», но уже для двоих звездолётчиков) было крайне неудобно и тесно. Спасала, как ни парадоксально, микрогравитация, в которой можно было практически полностью расслабить все мышцы тела.

via

p.s. есть доступный вариант для любой страны.

Длительное пребывание в космосе вызывает в организме человека физические изменения. Например, ухудшается состояние костей и мышц. Поэтому здоровье космонавтов пристально изучается медиками и учеными. Однако о том, как такие экстремальные условия влияют на мозг, известно мало.

Мозг человека  обладает нейропластичностью — высокой адаптивностью к изменениям среды. Это свойство помогает учиться новому и восстанавливаться после травм. Один из механизмов нейропластичности — изменение силы связей между отделами мозга, утрата этих связей и приобретение новых.

Ключевое изменение среды, с которым сталкиваются космонавты на МКС, — воздействие невесомости. Постепенно космонавты привыкают к отсутствию земной гравитации. Однако до сих пор мало известно о том, какие мозговые структуры обеспечивают это привыкание. Также неизвестно, возвращаются ли системы мозга в прежнее состояние по возвращении на Землю.

Чтобы оценить, как перенастроились связи в мозге космонавтов после длительного воздействия невесомости, международная команда ученых изучила изменения у 13 российских космонавтов, которые совершали полеты на МКС с 2014 по 2020 год. Участникам сделали сканирование мозга с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) трижды: до полета в космос, а также сразу после него и спустя 8 месяцев. Двое космонавтов прошли диагностику дважды за весь период исследования — после двух своих полетов.

Используя фМРТ-данные, ученые оценили, как изменилась сила связей между различными участками мозга до и после полета. Активность мозга космонавтов в состоянии покоя сравнивали с результатами сканирования 14 человек в контрольной группе. В результате исследователи обнаружили изменения в связях мозга космонавтов, влияющих на адаптацию к новым ощущениям.

Так, сила связей с различными областями мозга снизилась у задней части поясной извилины. Эти изменения сохранились спустя 8 месяцев после полета. Поскольку поясная извилина вместе с областью предклинья является ключевым узлом так называемой сети пассивной работы мозга (DMN, default mode network), то изменения ее связей могут сигнализировать об общемозговых эффектах адаптации к незнакомым сенсорным ощущениям в условиях космического полета.

Меньше связей с различными зонами продемонстрировала и структура мозга под названием таламус, в особенности — с префронтальной корой. Связи между префронтальной корой и таламусом обеспечивают адаптивное принятие решений и функционирование рабочей памяти.

В угловой извилине правого полушария наблюдался рост связности с другими зонами мозга — как сразу по приземлении, так и спустя 8 месяцев после полета. В условиях невесомости угловая извилина активно вовлечена в сравнение сенсорных ощущений с ожидаемыми результатами действия и в создание плавных двигательных паттернов в ответ на эти ощущения, поскольку привычные движения совершаются иначе, чем на Земле. Известно, что космонавты со временем адаптируются к новому состоянию, — именно эту адаптацию может отражать рост связей угловой извилины с другими структурами мозга.

Единственная структура, для которой связность вернулась к исходному состоянию спустя 8 месяцев, — островковая доля. Островковая доля относится к сети выявления значимости (salience network) — системе мозга, которая отвечает за поиск значимых стимулов в окружающей среде и выбор подходящего ответа на них.

Ученые также заметили снижение связи островковой доли с поясной корой, что указывает на подавление вегетативных реакций в отсутствие привычной силы тяжести. В начале полета космонавты испытывают космическую болезнь движения —состояние укачивания, похожее на морскую болезнь, — однако затем она проходит. Перестройка связи между островковой долей и поясной корой может отражать эти изменения.

Вместе эти результаты говорят об устойчивых изменениях в сенсомоторных и вестибулярных системах мозга после длительного воздействия невесомости, которые могут отражать адаптацию человека при освоении им новой среды.

«Эти изменения функциональные, они опасны не более, чем любая другая адаптация к сложным условиям. У людей с наземными экстремальными профессиями и увлечениями существуют такие же риски с точки зрения работы мозга, — комментирует Екатерина Печенкова, ведущий научный сотрудник Научно-учебной лаборатории когнитивных исследований НИУ ВШЭ. — Поэтому основное направление работы с этими изменениями у космонавтов —  использовать полученные знания для разработки упражнений. Они сделают подготовку к еще более длительным (в перспективе — межпланетным) космическим полетам легче и при этом позволят быстро адаптироваться по возвращении на Землю».

Текст: пресс-служба ВШЭ

Jillings, S., Pechenkova, E., Tomilovskaya, E. et al. Prolonged microgravity induces reversible and persistent changes on human cerebral connectivity. Commun Biol 6, 46 (2023). https://doi.org/10.1038/s42003-022-04382-w

Пара астронавтов «Шэньчжоу-14» возле «Тяньгун» во время третьего выхода в открытый космос 16 ноября 2022 года. Фото: CMSA.

«Мы очень заняты поддержкой и обеспечением наших обязательств и деятельности на Международной космической станции, где у нас есть ряд международных партнеров, работающих вместе с нами», — сказал генеральный директор ЕКА Йозеф Ашбахер в ответ на вопрос SpaceNews во время ежегодного брифинга для прессы в Париже в понедельник.

«На данный момент у нас нет ни бюджетного, ни политического, скажем так, зеленого света или намерения заниматься второй космической станцией; китайской космической станции», — сказал Ашбахер.

ЕSА и Китай ранее работали над возможным визитом европейских астронавтов на ККС «Тяньгун». В 2017 году астронавты ЕSА Саманта Кристофоретти и Маттиас Маурер вместе с 16 китайскими коллегами участвовали в учениях по выживанию в море у прибрежного города Яньтай и совершенствовали навыки китайского языка.

Годом ранее китайский астронавт Е Гуанфу принял участие в курсе подготовки астронавтов ЕSА «Совместное мероприятие по оценке и отработке человеческого поведения и навыков работы» (CAVES).

Обмены были частью планов, согласно которым в конце 2020-х годов европейские астронавты полетят на китайскую космическую станцию. Эти планы, похоже, охладели в последние годы, без официальных обновлений статуса отношений.

Китай запустил свой первый модуль космической станции в 2021 году и завершил строительство станции из трех модулей в конце 2022 года. Официальные лица китайского агентства по пилотируемым космическим полетам заявили , что они проявляют интерес к международным астронавтам, летящим в Тяньгун.

ЕSА и Китайское национальное космическое управление (CNSA) обсудили совместные планы в видеоролике в апреле 2021 года. Эти два агентства сотрудничали на уровне поддержки наземных станций для китайской миссии по возврату лунных образцов «Чанъэ-5» и испытаний связи для марсианского марсахода «Чжужун», а также рабочие группы в области наблюдения Земли. Оборудование финансируемое ЕSА, полетит на АМС «Чанъэ-6».

Ашбахер не затронул еще один вопрос, касающийся потенциального участия ЕSА в запланированной Китаем Международной лунной исследовательской станции (ILRS), проекте, который страна создала в сотрудничестве с Россией.

Официальный представитель ЕSА принял участие в организованном Китаем заседании Международного астронавтического конгресса (IAC) в сентябре 2022 года, посвященном перспективам международного сотрудничества в рамках деятельности Китая по исследованию Луны и дальнего космоса. Россия не упоминалась на мероприятии, намекая на геополитические сложности международного сотрудничества после вторжения в Украину.

Китай стремится расширить свое международное космическое сотрудничество и дипломатическое присутствие, при этом международное сотрудничество отмечается в качестве основного направления в Белой книге, публикуемой раз в пять лет в январе 2022 года.

В прошлом месяце Китай заявил, что изучит возможности с межправительственной группой, сформированной Саудовской Аравией, Объединенными Арабскими Эмиратами, Бахрейном, Кувейтом, Оманом и Катаром.

HKATG из Гонконга, коммерческая космическая фирма, имеющая связи с Huawei, ранее в этом месяце объявила о достижении соглашения с Джибути о строительстве семи стартовых площадок и испытательных комплексов в Африке.

Эндрю Джонс —25 января 2023 г.

Перевод

Первоисточник