С момента начала космической эры ученые ищут способы изучить влияние долгих внеземных миссий на человека, не отправляя его на орбиту. Ключевым инструментом для этого стали наземные изоляционные эксперименты, которые моделируют условия космического полета — замкнутое пространство, ограниченные ресурсы, однообразие и стресс… О том, что нового о космических полетах помог узнать российский изоляционный эксперимент SIRIUS-23 и какой интересный опыт приобрели его участники, расскажем в нашей статье.
Изоляционные эксперименты позволяют собирать бесценные данные о том, как тело и психика человека приспосабливаются к экстремальным условиям. В XXI веке история таких исследований включает по-настоящему знаковые проекты, такие как эксперимент «Марс-500» (2007-2011 гг.) в России, полностью имитировавший полет на Красную планету, американскую программу HI-SEAS по моделированию жизни на Марсе, проводившуюся на Гавайях с 2013 года и, конечно, серию российских экспериментов SIRIUS. Эта серия экспериментов, включающая 4-месячную (SIRIUS-19), 8-месячную (SIRIUS-21) и, наконец, годовую (SIRIUS-23) изоляции, стала одним из самых амбициозных исследовательских начинаний в области космической медицины и биологии.
Что происходит с телом в космосе и почему это важно изучать?
Длительный космический полет — мощный стресс для всего организма. Невесомость перестраивает работу всех систем: кости и мышцы, лишенные привычной нагрузки, начинают слабеть, нарушается работа вестибулярного аппарата, а жидкость в организме перераспределяется, вызывая отеки и влияя на мозг и зрение. К физическим нагрузкам добавляются психологические: изоляция в замкнутом пространстве, монотонность, оторванность от семьи. Чтобы космонавты могли перенести полет с максимальным комфортом и минимальным риском для здоровья, ученые должны досконально изучить, как тело и психика реагируют на эти условия, и разработать эффективные контрмеры. Именно для этого и создаются наземные изоляционные эксперименты, такие как SIRIUS.
Как устроен эксперимент SIRIUS?
Эксперименты SIRIUS проводились в Наземном экспериментальном комплексе (НЭК) Института медико-биологических проблем (ИМБП) РАН — герметичном модуле, имитирующем условия будущей лунной или марсианской станции. Международные экипажи добровольцев жили и работали в условиях строгой изоляции, выполняя программу научных исследований, поддерживая связь с центром управления с задержкой (как при полете к Луне) и соблюдая строгий распорядок дня. Их жизнь была расписана по минутам: медицинский мониторинг, физические тренировки, выполнение научных экспериментов и поддержание работы систем жизнеобеспечения.
Что узнали ученые в результате эксперимента SIRIUS-23
В октябре 2025 года в Москве на базе ИМБП РАН прошла XIX Конференция по космической биологии и авиакосмической медицине «SIRIUS – МКС – ЛУНА – МАРС...», где были представлены основные результаты эксперимента. Давайте же вместе с российскими учеными и их коллегами из других стран, также принимавшими участие в эксперименте, разберемся в его итогах, чтобы понять, как полученные на земле данные способны помочь космонавтам будущего.
Физиология: тело человека в условиях гиподинамии и стресса
- Влияние факторов длительной изоляции на динамику компонентного состава тела человека (Г.Ю. Васильева и соавт., ИМБП РАН)
Вывод исследования: длительная изоляция приводит к снижению доли жировой массы, особенно между 5 и 7 месяцами полета.
Польза исследования для организации космических полетов: помогает точно рассчитать необходимый рацион и режим тренировок для поддержания идеальной физической формы в длительной миссии.
- Влияние 8-месячной изоляции на состав тела, физическую активность, пищевое поведение и метаболизм глюкозы (К. Платат (ОАЭ) и соавт.)
Вывод исследования: даже при однообразном рационе с обилием переработанных продуктов и избытком жиров регулярные физические тренировки помогают поддерживать нормальный уровень сахара в крови и сохранять мышечную массу.
Польза исследования для организации космических полетов: это доказывает, что грамотно подобранные упражнения могут стать главным инструментом защиты здоровья космонавтов, компенсируя недостатки «космического» рациона во время долгих миссий.
- Влияние стресса, вызванного 8-месячной изоляцией, на ЭМГ и метаболомические профили (Адель Б. Эльмосели и соавт., ОАЭ)
Вывод исследования: 8-месячная изоляция снижает функцию мышц и повышает усталость; обнаружено 45 измененных метаболитов в плазме и слюне.
Польза исследования для организации космических полетов: открывает путь к созданию простого теста для ранней диагностики мышечной атрофии у космонавтов.
- Минеральный статус и механические свойства костной ткани в условиях изоляции в гермообъекте (К.В. Гордиенко и соавт., ИМБП РАН)
Вывод из исследования: реакция костной системы на изоляцию очень индивидуальна: у некоторых плотность костей падает, у других остается стабильной.
Польза исследования для организации космических полетов: подтверждает, что меры профилактики потери костной массы должны подбираться для каждого участника полета персонально.
- Влияние повторных интервальных вращений на центрифуге короткого радиуса на постуральную и локомоторную устойчивость после 21-суточной антиортостатической гипокинезии (М.П. Бекренева и соавт., ИМБП РАН)
Вывод исследования: вращения на центрифуге короткого радиуса эффективно предотвращают нарушения координации и походки, вызванные малоподвижностью.
Польза исследования для организации космических полетов: центрифуга может стать тренажером, который поможет космонавтам поддерживать чувство равновесия и быстрее адаптироваться к земной гравитации после возвращения.
- Экспериментальное и вычислительное исследование терморегуляции человека в земных условиях и условиях невесомости (С.Р. Шайн и соавт., Индия)
Вывод исследования: в условиях невесомости наш организм начинает иначе распределять тепло. Температура внутри тела и на поверхности кожи уравнивается, и более всего этот эффект заметен в области головы и груди.
Польза исследования для организации космических полетов: эти данные критически важны для разработки эффективных систем охлаждения скафандров и жилых модулей.
Иммунология и молекулярные механизмы
- Анализ протеома сухих пятен крови при адаптации к факторам длительной изоляции (Г.П. Вилесов и соавт.)
Вывод исследования: серьезных сбоев в условиях длительной изоляции в работе иммунитета не выявлено, но зафиксированы тонкие настройки в его работе на молекулярном уровне.
Польза исследования для организации космических полетов: позволяет отслеживать состояние иммунной системы космонавтов по капле крови и вовремя принимать меры, не дожидаясь появления болезни.
Фундаментальные биологические исследования
- Использование симуляторов лунной и марсианской пыли для экспериментальных медико-биологических исследований (В.А. Баринов, Е.А. Золотоверхая)
Вывод исследования: обоснована необходимость создания российских «специальных» симуляторов пыли, пригодных для оценки ее токсичности при вдыхании.
Польза исследования для организации космических полетов: это первый шаг к созданию эффективных систем фильтрации и стандартов безопасности для лунных баз, защищающих легкие космонавтов.
- Изучение модифицирующего действия низкочастотного магнитного поля на процесс программируемой клеточной гибели (Ю.Е. Ананьева и соавт.)
Вывод исследования: низкочастотное магнитное поле продемонстрировало двойной защитный эффект: оно не только снижает гибель клеток, вызванную электромагнитным излучением, но и оказывает антидепрессантное действие, аналогичное фармакологическим препаратам.
Польза исследования для организации космических полетов : это открытие создает основу для разработки универсального неинвазивного прибора, способного одновременно защищать космонавтов от последствий радиации и поддерживать их психическое здоровье без использования медикаментов.
- Влияние условий космического полета на свойства пробиотических бактерий (Н.А. Головнева и соавт., ИМБП РАН, Институт микробиологии НАН Беларуси)
Вывод исследования: полезные бактерии не только выживают в космосе, но и полностью сохраняют свои «суперспособности» — продолжают бороться с вредными микробами и помогать пищеварению.
Польза исследования для организации космических полетов: дает «зеленый свет» для использования пробиотиков для поддержания здоровой микрофлоры кишечника космонавтов в долгих полетах.
Новые технологии для космической медицины
- Апробация системы цифрового ассистирования в реализации научных экспериментов (RASplan) (Г.Ю. Васильева и соавт.)
Вывод исследования : система RASplan успешно автоматизирует сложный процесс планирования сотен экспериментов в условиях изоляции.
Польза исследования для организации космических полетов: сделает работу экипажа на станциях и базах гораздо более эффективной, избавляя от рутины и снижая нагрузку. Практический итог: внедрение таких технологий и средств сделает жизнь и работу на орбитальных станциях и лунных базах более эффективной, безопасной и автономной.
Психология и медицина
- Межличностное взаимодействие и сплоченность при моделировании экстремальных факторов полета на Луну (А.Г. Винокодова и соавт.)
Вывод из исследования: наиболее разнородные по культуре экипажи демонстрируют снижение сплоченности к концу миссии, в то время как более однородные группы сохраняют стабильность.
Польза исследования для организации космических полетов: позволяет психологам оптимально подбирать состав экипажей, учитывая культурные и психологические особенности, для предотвращения конфликтов.
- Исследование взаимосвязи между лицевой экспрессией и сигналами ЭЭГ в условиях микрогравитации и длительной изоляции (Дипак Мишра, Вивек Кумар Сингх, Индия)
Вывод исследования: в условиях стресса меняется связь между активностью мозга и мимикой лица.
Польза исследования для организации космических полетов: это первый шаг к созданию системы, которая по выражению лица и сигналам мозга могла бы объективно оценивать уровень стресса у членов экипажа в реальном времени.
Уроки изоляции от первого лица
После завершения конференции, посвященной итогам эксперимента, наш корреспондент побеседовал с непосредственным участником эксперимента Ксенией Дмитриевной Орловой, специалистом по авиационной и космической медицине, врачом экипажа годовой миссии SIRIUS-23, которая поделилась с порталом ПОИСК собственным взглядом на завершенную годовую работу «на орбите».
О проблемах здоровья: «В отличие от космонавтов, в нашей миссии тестировался рацион питания без дополнительных специй, соусов, соли. Появлялась "вкусовая апатия". Когда все вкусы притупляются и еда превращается просто в топливо, пропадает радость от приема пищи. Это ведет к снижению аппетита и, как следствие, к дефициту энергии. Ты вроде сыт, но организм не чувствует себя счастливым».
О нарушениях сна: «Большинство членов экипажа страдали не столько от бессонницы, сколько от отсутствия глубокого, восстанавливающего сна. Постоянный гул вентиляции, искусственное освещение... Мозг просто не мог полностью «отключиться». Просыпаешься уже уставшим. Стоматологические проблемы, как и в реальных космических полетах, также были серьезным испытанием. Малейшая чувствительность зуба, на которую в обычной жизни многие не обращают внимания, здесь превращалась в источник тревоги. Ведь полноценной стоматологической помощи нет. Ты можешь только снять острую боль, но мысль о том, что проблема никуда не делась, очень давит».
О мерах профилактики: «Ключевой задачей было персонализировать физические тренировки. Чтобы бороться с монотонной рутиной, каждый по-своему совершенствовал их: для кого-то был важен соревновательный элемент, для кого-то главной задачей было сбросить накопившееся за день психоэмоциональное напряжение». По словам Ксении Орловой, сбалансированный, хоть и однообразный, рацион в сочетании с тренировками позволил нескольким членам экипажа значительно улучшить свою физическую форму.
О психологических трудностях и их преодолении: «Самым трудным был парадокс: отчаянное желание побыть одному при полном отсутствии такой возможности... Не было места, где ты мог бы остаться по-настоящему один»
Как рассказывает Ксения Орлова, экипаж эксперимента выработал собственные «кодексы выживания»:
- правило «Закрытой двери» — безоговорочное уважение личного пространства;
- юмор как защитный механизм — создание внутреннего языка и шуток;
- «вечерняя пятиминутка» — коллективный ритуал молчания после ужина для «обнуления»;
- совместная сборка пазлов — форма тихой командной работы, позволявшая быть вместе, но при этом отдыхать друг от друга.
***
Прошедший эксперимент еще раз подтвердил, что человеческий организм обладает колоссальным потенциалом адаптации, но эта адаптация имеет свою цену и требует продуманной системы поддержки. С одной стороны, здоровые и мотивированные люди способны провести до года в замкнутом пространстве, сохраняя физическое и психическое здоровье. Их организм перестраивает метаболизм, костно-мышечная система находит новые точки равновесия, а психика учится справляться со стрессом и конфликтами. С другой, ученые получили четкий перечень «узких мест», над которыми предстоит работать. Реакция на изоляцию очень индивидуальна, и универсальных решений для космической миссии не существует. Правильный подбор экипажа по психологическим и культурным параметрам не менее важен, чем по профессиональным навыкам. Без эффективных контрмер — будь то центрифуги, умные системы планирования или пробиотические комплексы — последствия долгого пребывания в космосе могут быть критическими.
Автор текста Валерия Стопичева
Изображение на обложке: Международный проект SIRIUS
Создано при поддержке Минобрнауки РФ в рамках Десятилетия науки и технологий (ДНТ), объявленного Указом Президента Российской Федерации от 25 апреля 2022 г. № 231.
