Программа секции «Космическая медицина и биология» ЛКШ-2025

Условия космического полета кардинально отличаются от земных. Невесомость, сенсорная депривация, изоляция и ограниченный круг социальных контактов, замкнутое пространство корабля могут негативно влиять на человека. На секции участники узнают о космической медицине, психологии и биологии, о том, как факторы космического полета воздействуют на организм и психику. Они познакомятся с методами изучения этих факторов на Земле и в космосе, а также с мерами профилактики, которые разрабатывают медики, психологи и биологи. Кроме того, на секции расскажут о проведенных и планируемых исследованиях на борту Международной космической станции и перспективной отечественной станции. Особое внимание будет уделено межпланетным полетам, в ходе которых человек столкнется с новыми медицинскими, биологическими и психологическими факторами и вызовами. Эти факторы уже активно изучают на Земле в изоляционных и других модельных экспериментах, о которых на секции расскажут отдельно. Участники также узнают о способах борьбы с негативными факторами полета и системе медицинского сопровождения космонавтов. Отдельно будет рассказано о том, как опыт космической медицины оказался полезен в «земном» здравоохранении. Программа включает самые актуальные и важные темы для понимания сложностей и перспектив космических полетов.

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

Программа секции разработана при участии специалистов по космической медицине из ведущих организаций 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 симуляции экспедиции в систему TRAPPIST-1, которая станет кульминацией программы Школы, участники секции космической медицины примут участие в формировании экипажей и станут бортовыми врачами каждой из команд. Во время условного полета они будут отвечать за сбор психофизиологических параметров экипажа, их быт, питание и психологическую разгрузку.

Особенностью секции в этом году станет то, что на занятиях будут рассмотрены научные вопросы не только ближайшего будущего (перспективные научные исследования) но и с отдалённым горизонтом планирования (межпланетные и межзвёздные полёты, колонизация других планет). Участники секции получат не только самые свежие, самые актуальные знания по космической биологии и медицине, но и представления о наиболее перспективных и новых научных темах, над которыми ещё только предстоит начать работу.

Что узнают и чему научатся участники секции

• узнают о влиянии космического полета на организм и здоровье человека;
• разберутся в медицинских аспектах проектирования и эксплуатации космических аппаратов;
• узнают о системах жизнеобеспечения пилотируемых космических аппаратов, разработке замкнутых биотехнических систем жизнеобеспечения и бортовых оранжерей;
• получат знания об истории космонавтики в свете психологии и узнают, как психологические факторы влияют на человека – в орбитальных полётах и в предстоящих полётах к другим планетам;
• освоят основы психологической поддержки экипажа и узнают о применении VR технологий в космосе;
• узнают о методиках поддержания стрессоустойчивости и профилактики конфликтов в малых группах (таких, как космический экипаж);
• узнают о программе медицинских и биологических исследований на борту отечественного сегмента МКС;
• получат навыки работы с аппаратно-программными комплексами по оценке психофизиологического состояния человека, познакомятся с методами окулографии, электроэнцефалографии;
• получат навык научного мышления и видения ситуации на перспективу – участники приобретут опыт прогнозирования рисков предстоящих космических полётов к другим планетам и их колонизации, а также умение предлагать контрмеры для устранения негативных воздействий.

Темы включенные в программу:

• влияние космического полёта на здоровье человека:
  • профилактика нарушений, вызванных невесомостью;
  • психологический стресс в космосе;
  • послеполётная реабилитация;
• быт, жизнь и работа на орбите:
  • гигиена в космическом полёте;
  • космическое питание;
  • психологическая поддержка;
• перспективные научные исследования в области космической медицины и биологии:
  • изоляционные эксперименты;
  • космические биотехнологии;
  • биотехнические системы жизнеобеспечения;
  • 3D-биопечать в условиях невесомости;
  • психология орбитальных и межпланетных полётов и колонизации других планет.

Содержимое курса

1. Человек в космосе: факторы космического полета
   Теория: 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, совместимость членов экипажа).
2. Влияние космического полета на физиологию человека
   Теория: Изменения в работе сердечно-сосудистой системы, опорно-двигательного аппарата, нервной и сенсорных систем. Иммунные, эндокринные изменения и метаболизм в условиях невесомости. Применение опыта космической медицины в практическом здравоохранении.
   Практика: Знакомство с методами оценки функционального состояния сердца и сосудов – ЭКГ, пульсоксиметрия. Демонстрация регистрации ЭЭГ и анализа значимых параметров для оценки психофизиологического состояния человека.
3. Космическая радиация и долговременные полеты
   Теория: Энергетический спектр космических лучей, солнечный ветер, галактические космические лучи, радиационные пояса Земли, методы защиты от космической радиации.
   Практика: Расчет поглощенной дозы излучения для различных условий полета, моделирование методов защиты.
4. Космическая психология и изоляционные эксперименты
   Теория: Неблагоприятные факторы космического полета, "сенсорный голод", сужение круга социальных контактов, психология изолированных малых групп, психическая астенизация, история изоляционных экспериментов. Применение опыта космической психологии в земных условиях.
   Практика: Мониторинг психоэмоционального состояния экипажа и оценка его работоспособности.
5. Психологическая поддержка космических экипажей
   Теория: Особенности психологии в микроколлективах, взаимодействие между экипажем и наземным сегментом, влияние задержки связи, методы психологической поддержки.
   Практика: Использование VR-технологий для борьбы с сенсорным голодом, разработка плана психологической разгрузки. Профилактика конфликтов в коллективе и повышение ресурсов стрессоустойчивости.
6. Биотехнические системы жизнеобеспечения и бортовые оранжереи
   Теория: История экспериментов по созданию частично замкнутых систем жизнеобеспечения (БИОС, Биосфера, Юэгун), методы расчета замкнутых систем, культивация растений в космических оранжереях.
   Практика: Расчет параметров замкнутой системы жизнеобеспечения.
7. Космическое питание и гигиена
   Теория: Диета участника космического полета, ежедневные энергетические потребности космонавта, методы хранения и приготовления продуктов в космосе, важность гигиены.
   Практика: Расчет запасов питания для миссии, изучение методов обеспечения гигиены в космосе.
8. Космическая микробиология и микробиологическая безопасность
   Теория: Важность изучения микробиома космических объектов, условия роста микроорганизмов, проблема запанельного пространства, влияние микробиома на здоровье космонавтов.
   Практика: Исследование образцов микроорганизмов, анализ их влияния на оборудование и организм человека.
9. 3D-биопечать и современные технологии в космической медицине
   Теория: Преимущества методов биологических исследований в условиях микрогравитации, применение 3D-печати для создания тканей и органов, приминение медицинских гаджетов на Земле и в космосе.
10. Профилактика гипогравитационных нарушений и реабилитация
    Теория: Методы профилактики негативных эффектов невесомости, послеполетная реабилитация.
    Практика: Знакомство с методиками оценки физической работоспособности человека после космического полета. Методы анализа биомеханики движений.
11. Космическая биология: эксперименты на животных и растениях
    Теория: История экспериментов на животных в космических полетах, влияние космоса на растения и микроорганизмы.
    Практика: Анализ результатов экспериментов на растениях и микроорганизмах, проведенных в наземных условиях.