Программа секции «Космическая медицина и биология» ЛКШ-2024

Условия космического полета сильно отличаются от земных. Перегрузки, невесомость, стресс, сенсорная депривация и психологическая изоляция вредны для всех видов живых организмов и человека. Участники секции познакомятся с космической медициной, психологией и биологией. Узнают о том, какие эксперименты и с какими целями проводятся на Международной космической станции и разрабатываются для перспективной отечественной космической станции и Лунной программы. Мы постарались включить в программу секции наиболее актуальные и важные темы: гигиена в космическом полете, профилактика гипогравитационных нарушений, послеполетная реабилитация, изоляционные эксперименты, космические биотехнологии, биотехнические системы жизнеобеспечения, 3Д-биопечать в невесомости, психология орбитальных и межпланетных полётов и психологическая поддержка в этих полётах, человеческий фактор и эргономика в космонавтике.

Длительность программы: 20 часов занятий в секции (лекции и практика)

Программа секции: разработана в партнерстве с Институтом медико-биологических проблем РАН - ведущей организацией в России по проведению фундаментальных исследований в области космической биологии и медицины, медико-биологическому обеспечению пилотируемых космических полётов, разработке методов и средств обеспечения безопасности и жизнедеятельности, сохранения здоровья и поддержания работоспособности человека в экстремальных условиях. В рамках Школы планируется провести ряд экспериментов, аналогичных экспериментам, выполняемым космонавтами на российском сегменте МКС и проводимым в наземных экспериментах, моделирующих факторы космического полёта!

Практика: в ходе практических занятий участники смогут познакомиться с реальными образцами экспериментального оборудования, применяемого на отечественном сегменте МКС, такими как эксперимент "Альгометрия" по исследованию болевой чувствительности человека в условиях космического полета, эксперимент "Кардиовектор" по изучению влияния космического полета на сердечно-сосудистую систему, эксперимент "Пилот-Т" для исследования надежности профессиональной деятельности космонавта в длительном космическом полете. Так же участники освоят методику анализа переговоров экипажа по методике эксперимента "Контент". Участники смогут испытать на себе перспективную психологическую поддержку на основе технологий виртуальной реальности, разрабатываемую для применения в межпланетных полётах – и в ряде сфер экстремальной медицины. А также осуществить виртуальную высадку на поверхность Луны и осуществить поездку на Луноходе – эти симуляторы применяются в наземных экспериментах SIRIUS.

В симуляции научной экспедиции по Солнечной системе, которая станет кульминацией программы Школы, участники секции космической медицины примут участие в формировании экипажей и станут бортовыми врачами каждой из команд. Во время полета они будут отвечать за сбор психофизиологических параметров экипажа, их быт, питание и психологическую разгрузку.

Что узнают и чему научатся участники:

узнают о влиянии космического полета на организм и здоровье человека;
научатся учитывать медицинские аспекты при проектировании и эксплуатации космических аппаратов;
узнают историю космонавтики в свете психологии и поймут, как психологические факторы влияют на космические полеты;
разберутся в проблемах психологической поддержки экипажа и узнают о применении VR технологий в космосе;
получат опыт эскизного расчета замкнутых биотехнических систем жизнеобеспечения и бортовых оранжерей;
узнают о программе медицинских и биологических исследований на борту отечественного сегмента МКС.

Основные темы

космическая медицина и человек в космосе;
космическая психология и психофизиология;
космическая биология, микробиология и гигиена.

Программа секции:

Космическая медицина
1. Человек в космосе
  
  Факторы космического пространства: межпланетная среда, космическое излучение, температурный режим. Факторы космического полета: вибрации, шум, перегрузки, невесомость. Факторы нахождения в замкнутом пространстве: микроклимат кабин, изменение суточных ритмов. Космическая медицина как отдельная наука. Применение медицинских гаджетов на Земле и в космосе. Космическая медицина – земному здравоохранению. Профессия: врач авиационно-космической медицины.
2. Космический полет и сенсомоторная система человека
  
  Воздействие микрогравитации на сенсомоторную систему человека. Воздействие вибрации и ускорений. Сенсорный дефицит. Космическая болезнь движений. Вопросы вестибулярной устойчивости в невесомости. Адаптация человека к невесомости и реадаптация к планетарному притяжению после посадки. Методы изучения влияния факторов космического полёта на сенсорную систему человека в наземных экспериментах.
3. Влияние космического полёта на иммунную систему и метаболизм
  
  Изменения в метаболизме в период острой адаптации к космическому полёту. Изменения в метаболизме при длительном космическом полёте и на этапе реадаптации (после посадки). Особенности костно-мышечного метаболизма в космическом полёте. Влияние длительного пребывания в замкнутом гермообъекте (таком, как космический корабль) на иммунную систему.
4. Космическая радиация и долговременные полеты в космос
  
  Энергетический спектр космических лучей. Солнечный ветер. Галактические космические лучи. Радиационные пояса Земли и планет. Величина поглощенной дозы излучения. Воздействие космических лучей на организм человека. Методы защиты от космических лучей. Трудности долговременных космических полетов.
  Практика: расчеты эффективной дозы радиации, поглощённой в полете.
Космическая и психофизиология
1. История космонавтики в свете психологии
  
  Психологические аспекты первых кратковременных космических полётов. Психологические аспекты длительных полётов на орбитальных станциях первого и второго поколения. Психологическая поддержка. Психологические вопросы отбора в космонавты. Психологические аспекты длительного космического полёта на многомодульных станциях «Мир» и МКС, особенности взаимодействия между экипажами и в кросс-культуральных экипажах. Психологическая совместимость членов экипажа. Перспективы: психологические проблемы межпланетных полётов и их решение. Профессия: космический психолог.
  Практика: методы мониторинга психоэмоционального состояния экипажа. Методы психологической подготовки. Анализ коммуникаций внутри экипажа и между экипажем и ЦУПом (эксперимент «Контент»).
2. Космическая психология и наземные изоляционные эксперименты
  
  Неблагоприятные факторы космического полета. «Сенсорный голод» и психическая астенизация. Аналоги условий космического полета. История изоляционных экспериментов. Психологические требования для отбора в Отряд космонавтов. Психологическая поддержка во время полета. Роль командира экипажа. Проблема межкультурных различий в условиях космического полета. Направления исследований в космической психологии (межпланетные перелеты).
  Практика: взаимодействие с членами экипажа наземного изоляционного международного эксперимента SIRIUS.
3. 3. Космическая эргономика и человеческий фактор в космонавтике
  
  Психология управления космической техникой. Космическая эргономика. Человеческий фактор: риски в космическом полёте и цена человеческой ошибки. Космические тренажёры
  Практика: работа с тренажёром лунохода, работа с тренажёром стыковки.
4. Межпланетные полеты и проблемы современного здравоохранения
  
  Медицинские и психологические риски межпланетных полётов. Воздействие фактора автономности в межпланетном полёте. Медико-психологическое сопровождение предстоящих межпланетных полётов. Роль врача в экипаже межпланетной миссии. Роль искусственного интеллекта, интеллектуальных ассистентов межпланетном полёте. Развитие новых медицинских технологий в русле космической медицины – для нужд «земного» здравоохранения.
  Практика: применение перспективного комплекса психологической поддержки в VR.
5. Психологическая поддержка экипажа и использование VR технологий
  
  Рост длительности космических полетов и возникающие при этом сложности. Особенности психологии в микроколлективах. Взаимодействие между экипажем и специалистами наземного сегмента. Влияние задержки связи на психологическое состояние экипажа. Методы психологической поддержки и предотвращения конфликтных ситуаций. Применение VR технологий для борьбы с сенсорным голодом в длительном полете.
Космическая биология, микробиология и гигиена
1. Эксперименты на животных в космических полётах и наземных экспериментах
  
  Эксперименты на животных в первых космических полётах. Биологические эксперименты на орбитальных станциях: от станций «Салют» до МКС. Эксперименты на биоспутниках. Наземные эксперименты с участием лабораторных животных.
2. Бортовые оранжереи и биотехнические системы жизнеобеспечения
  
  История экспериментов по созданию частично замкнутых систем жизнеобеспечения: БИОС, Биосфера, Юэгун. Методы расчета замкнутых систем жизнеобеспечения. Биореакторы на хлорелле. Культивация растения в космических оранжереях.
  Практика: работа с рационом питания.
3. Космическое питание
  
  Диета участника космического полета. Ежедневные энергетические потребности космонавта и расчет запасов питания на полет. Методы хранения и приготовления продуктов в космосе.
  Практика: составление рациона питания исходя из энергозатрат.
4. Космическая микробиология
  
  Важность изучения микробиома космических объектов. Условия роста микроорганизмов в космических кораблях и станциях. Проблема запанельного пространства. Влияние микробиома космического объекта на здоровье космонавтов и функционирование оборудования.
  Практика: демонстрация способов сбора образцов микробиома, демонстраций колоний микроорганизмов под микроскопом
5. Космическая гигиена
  
  Чистота в космическом полете и ее влияние на надежность профессиональной деятельности космонавтов. Методы и техника обеспечения гигиены и космосе.
6. 3Д биопечать в невесомости
  
  Преимущества методов биологических исследований в условиях микрогравитации. Медицинская 3Д-печать в космосе.

Регистрация

Секция космической медицины