Программа секции «Космическая медицина и биология» ЛКШ-2025

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.

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. Также 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 экспедиции в систему TRAPPIST-1 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.

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

1. Космическая медицина и человек в космосе.
2. Космическая психология и психофизиология.
3. Космическая биология, микробиология и гигиена.

Программа секции:

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 сенсомоторную систему и метаболизм
   Теория: Изменения в работе опорно-двигательного аппарата, сердечно-сосудистой системы, иммунной системы и метаболизма в условиях невесомости.
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", психическая астенизация, аналоги условий космического полета, история изоляционных экспериментов.
   Практика: Мониторинг психоэмоционального состояния экипажа, анализ коммуникаций внутри экипажа (эксперимент "Контент").
5. Психологическая поддержка в межпланетных полетах
   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.
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 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 здоровье.
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, применение медицинских гаджетов на Земле и в космосе.
10. Профилактика гипогравитационных нарушений и реабилитация
    Теория: Методы профилактики негативных эффектов невесомости, послеполетная реабилитация.
    Практика: Разработка программ физической нагрузки для космонавтов, моделирование тренировок.
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.