La misión MARS-500 fue un experimento de aislamiento psicosocial realizado entre 2007 y 2011 por Rusia, la Agencia Espacial Europea y China, en preparación para un futuro vuelo espacial tripulado no especificado al planeta Marte . [1] La instalación del experimento estaba ubicada en el Instituto de Problemas Biomédicos (IBMP) de la Academia Rusa de Ciencias en Moscú , Rusia. [1]
Entre 2007 y 2011, tres tripulaciones diferentes de voluntarios vivieron y trabajaron en una nave espacial simulada en IBMP. La etapa final del experimento, cuyo objetivo era simular una misión tripulada de 520 días, fue realizada por una tripulación exclusivamente masculina compuesta por tres rusos (Alexey Sitev, Sukhrob Kamolov, Alexander Smoleevskij), un francés (Romain Charles), un italiano (Diego Urbina) y un ciudadano chino (Yue Wang). La instalación simulada simulaba una nave espacial de transbordador Tierra-Marte, una nave de ascenso-descenso y la superficie marciana. Los voluntarios que participaron en las tres etapas incluían profesionales con experiencia en ingeniería, medicina, biología y vuelos espaciales tripulados. El experimento arrojó datos importantes sobre los efectos fisiológicos, sociales y psicológicos del aislamiento prolongado en espacios reducidos.
El objetivo del experimento MARS-500 era estudiar los desafíos psicológicos, fisiológicos y tecnológicos inherentes a los vuelos espaciales de larga duración. Entre otros obstáculos que superar, el experimento examinó los efectos fisiológicos de la ingravidez prolongada, la eficacia de la gestión de los recursos y los efectos del aislamiento en un entorno herméticamente cerrado. Los sistemas de comunicación del MARS-500 se diseñaron con un retraso medio de 13 minutos, para simular el tiempo real de transmisión hacia y desde una nave espacial con destino a Marte.
Los objetivos científicos de MARS-500 incluían el estudio de posibles diseños de hábitat, con especial atención al apoyo médico y psicológico para la tripulación (que necesariamente estaría confinada en una nave espacial relativamente pequeña, con instalaciones médicas relativamente limitadas, para el viaje de 7 a 9 meses a Marte). [2]
En total, se programaron 640 días de experimentación entre 2007 y 2011, divididos en tres etapas de diferente duración. Durante cada etapa, la tripulación de voluntarios vivió y trabajó en una maqueta de la nave espacial. La comunicación con el mundo exterior fue limitada y se realizó con un retraso realista de hasta 25 minutos, para simular el retraso de las comunicaciones en la vida real entre Marte y la Tierra. De manera similar, se proporcionó a los voluntarios un suministro limitado realista de consumibles a bordo. [3] Algunas condiciones, como la ingravidez y la radiación cósmica, no pudieron simularse.
La primera etapa de 15 días del experimento MARS-500 tuvo lugar del 15 al 27 de noviembre de 2007. [ cita requerida ] El propósito de esta etapa fue probar el equipo técnico, las instalaciones y los procedimientos operativos para el viaje. [4]
La segunda etapa del experimento, de 105 días de duración, comenzó el 31 de marzo de 2009, cuando seis voluntarios comenzaron a vivir en el complejo de vida aislado del experimento. [5] El 14 de julio de 2009 se completó esta etapa del experimento.
La etapa final de 520 días del experimento, que pretendía simular una misión tripulada de larga duración, comenzó el 3 de junio de 2010 y finalizó el 4 de noviembre de 2011. [6] [7] [8] Esta etapa fue realizada por una tripulación internacional de seis hombres, compuesta por tres rusos, un francés, un italocolombiano y un ciudadano chino. [8] La etapa incluyó una simulación de un aterrizaje tripulado en Marte , con tres caminatas simuladas en Marte realizadas el 14, 18 y 22 de febrero de 2011. [9] [10] El experimento finalizó el 4 de noviembre de 2011, con todos los participantes aparentemente en óptimas condiciones físicas y psicológicas. [8]
En febrero de 2013, la revista Proceedings of the National Academy of Sciences informó que cuatro de los seis miembros de la tripulación tuvieron considerables problemas para dormir y tiempos de sueño y descanso más largos, en comparación con la hibernación animal. [11] Los participantes también experimentaron una alteración de su ritmo circadiano durante el confinamiento. [12]
El centro experimental estaba ubicado en el Instituto de Problemas Biomédicos de Moscú. El complejo estaba formado por una sala de aislamiento, una sala de operaciones de la misión, instalaciones técnicas y oficinas.
La instalación de aislamiento constaba de cinco módulos diferentes. Tres de ellos (el módulo de hábitat, el de servicios y el médico) simulaban la nave espacial principal. El cuarto módulo simulaba el módulo de aterrizaje marciano y estaba conectado a la nave espacial principal. El quinto módulo era un simulador de la superficie marciana y estaba conectado al módulo de aterrizaje marciano. El volumen combinado de los módulos era de 550 m3 ( 19.000 pies cúbicos).
La instalación incluía todo el equipo necesario para el desarrollo del experimento, entre ellos sistemas de comunicaciones y control, sistemas de ventilación, suministro de aire y agua, instalaciones eléctricas, sistemas de alcantarillado, sistemas de control de la calidad del aire y del agua y de reciclaje parcial, equipos médicos, sistemas de control de incendios y otros sistemas de seguridad, y equipos de emergencia. Los módulos se mantuvieron a una presión barométrica normal a la de la Tierra. [13]
El módulo habitable era el principal alojamiento de la tripulación. El módulo cilíndrico de 3,6 m × 20 m (12 pies × 66 pies) constaba de seis compartimentos individuales para la tripulación, una cocina/comedor, una sala de estar, la sala de control principal y un baño. Los compartimentos de dormitorio individuales, que tenían una superficie de unos 3 m 2 (32 pies cuadrados) cada uno, contenían una cama, un escritorio, una silla y estanterías para objetos personales. [14]
El módulo médico cilíndrico medía 3,2 m × 11,9 m (10 pies × 39 pies) y albergaba dos literas médicas, un baño y equipo para exámenes médicos de rutina. También contenía equipo para investigaciones telemédicas , de laboratorio y de diagnóstico. Si los miembros de la tripulación se enfermaban, habrían sido aislados y tratados en el módulo. [13]
El simulador del módulo de aterrizaje en Marte se utilizó únicamente durante la fase de "orbita marciana" de 30 días del experimento. El módulo cilíndrico de 6,3 m × 6,17 m (20,7 pies × 20,2 pies) tenía capacidad para tres miembros de la tripulación y tenía tres literas, dos estaciones de trabajo y un inodoro. Sus sistemas auxiliares incluían un sistema de control y recopilación de datos, un sistema de control y comunicaciones por vídeo, un sistema de análisis de gases, un sistema de aire acondicionado y ventilación, un sistema de alcantarillado y suministro de agua y un sistema de extinción de incendios. [13]
El módulo de almacenamiento cilíndrico de 3,9 m × 24 m (13 pies × 79 pies) estaba dividido en cuatro compartimentos: [13]
El proyecto MARS-500 estableció una serie de requisitos básicos para los posibles candidatos, que eran los siguientes: [ cita requerida ]
La tripulación de la primera etapa de 15 días del experimento de aislamiento estuvo compuesta por seis rusos: cinco hombres y una mujer. [15] Esta etapa del experimento se llevó a cabo en noviembre de 2007.
Marina Tugusheva, la única mujer de la tripulación, fue excluida de las misiones más largas. [ cita requerida ]
La segunda etapa, de 105 días de duración, involucró a una tripulación de seis miembros y finalizó el 14 de julio de 2009. [16]
Más de 6.000 personas de 40 países se presentaron para la tercera etapa del experimento, que duró 520 días. [17] Los voluntarios seleccionados fueron tres rusos, dos europeos y un chino. [18] Tenían un dominio variable del inglés, pero no todos hablaban ruso. [19]
El otro miembro de la tripulación, un reemplazo, fue Mikhail Sinelnikov (Михаил Олегович Синельников), un ingeniero ruso de 37 años. [17] La misión comenzó el 3 de junio de 2010 [25] y concluyó el 4 de noviembre de 2011, momento en el que los participantes entraron en una cuarentena de cuatro días antes de abandonar las instalaciones. [8] [26]
Durante el experimento MARS-500, se llevaron a cabo experimentos adicionales relacionados destinados a estudiar los efectos de la radiación , los problemas de salud asociados con la ingravidez, el impacto del fuego a bordo de la nave espacial y otros. [27]
Los experimentos de la tripulación incluyeron una investigación operativa mensual, consistente en el registro de un electrocardiograma , muestras respiratorias y de presión arterial , y un cuestionario sobre el estilo de vida, el estrés y posibles quejas durante el último mes.
Los estudios dinámicos complejos trimestrales incluyeron la medición y el registro de la presión arterial y de parámetros cardiorrespiratorios complejos durante la realización de pruebas funcionales con carga física, mental y ortostática. Antes y después de la serie de estudios se realizaron cuestionarios detallados para la realización de pruebas psicológicas y estudios estándar en dispensarios ambulatorios.
Debido a la permanencia prolongada en condiciones de ingravidez, la persona desarrolla trastornos hipocinéticos . Para estudiar este fenómeno, el IBMP lleva muchos años realizando investigaciones en este ámbito, lo que ha permitido construir un cuadro detallado de las causas de los trastornos hipocinéticos. Los resultados experimentales muestran que la principal causa de los trastornos es un cambio en los mecanismos dependientes de la gravedad que son responsables de la actividad motora bajo la influencia de la gravedad sobre el cuerpo. Los cambios comienzan a producirse debido a la interrupción del trabajo coordinado de los sistemas sensoriales, en particular el soporte esquelético y los propioceptivos . Los datos obtenidos durante los experimentos sugieren que la aferencia de apoyo en los seres humanos actúa como un mecanismo de activación y regulación de la actividad del sistema tónico-postural, y que la falta de soporte esquelético es la causa de la descarga de los cambios fisiológicos y morfológicos que son habituales en condiciones de ingravidez y microgravedad. [27] [ jerga ]
El objetivo principal de los experimentos de inmersión era estudiar los efectos potenciales del vuelo (incluida la descarga) sobre los mecanismos de soporte del cuerpo (espinal, supraespinal), sobre el estado del sistema nervioso central y sobre la función motora y la coordinación mano-ojo. [28]
Durante el vuelo, existía el riesgo de incendio en la nave espacial, y se planeó utilizar argón como inhibidor en la atmósfera de la nave espacial para reducir este riesgo. El uso de argón puede reducir significativamente la concentración de oxígeno en la atmósfera de una nave espacial sin causar daño a la tripulación y crear un ambiente llamado hipóxico . Los experimentos hiperbáricos complementan el conocimiento sobre el efecto de la mezcla de oxígeno-nitrógeno-argón resistente al fuego en el cuerpo humano con la ayuda de una evaluación integrada del cuerpo del sujeto durante una larga estancia en la mezcla resistente al fuego. Las pruebas tenían como objetivo determinar el nivel de rendimiento mental y físico, evaluar el estado del sistema cardiorrespiratorio, los parámetros hematológicos, metabólicos e inmunológicos en la sangre y realizar investigaciones microbiológicas e investigaciones que mejorarán los sistemas de apoyo existentes. [29]
Para evitar problemas de salud causados por la radiación durante el vuelo a Marte, es necesario crear un modelo de predicción del riesgo de radiación. El modelo debería describir el riesgo de enfermedad por radiación en función de la dosis total recibida, la disminución del rendimiento que provoca una reacción aguda y la posible reducción de la resistencia general del sistema inmunológico a los demás riesgos para la salud del vuelo interplanetario.
El modelo de predicción se crea exponiendo a un grupo de monos a una fuente de radiación ( cesio-137 ). Luego se realizan experimentos radiológicos para estudiar las reacciones radiobiológicas de los principales sistemas del cuerpo regulador (nervioso, endocrino, inmunológico, cardiovascular, hematopoyético), y la respuesta de los espermatozoides y citogenética a la irradiación y el análisis de los efectos a largo plazo de la exposición (esperanza de vida y carcinogénesis). El experimento utiliza macacos rhesus machos de entre 3 y 5 años de edad. Se dividen en grupos de 10 a 15 monos en cada grupo. Los experimentos se diseñaron de manera que imitaran la exposición real de la tripulación durante el vuelo a Marte, incluidas las fases agudas y crónicas de la enfermedad. [30]
Entre los estudios biológicos y médicos del MARS-500, la tripulación se sometió a una electrogastroenterografía de 24 horas , utilizando equipo médico de a bordo, para estudiar la actividad eléctrica en el tracto gastrointestinal humano. [31] [32] [33]
Según los resultados oficiales, la tripulación que estuvo aislada durante 520 días se sometió a la prueba como una sola unidad. No se observaron conflictos interpersonales ni situaciones que requirieran interrumpir o retrasar algún aspecto del proyecto. [34] Las dificultades encontradas durante la realización de algunas actividades complicadas fueron superadas por la tripulación en conjunto. Las diferencias culturales y las dificultades lingüísticas no tuvieron ninguna influencia significativa. Se dice que prevaleció una comunicación amistosa y constructiva durante todo el experimento. La tripulación pasó tiempo junta, viendo películas en diferentes idiomas y utilizó estas actividades recreativas como una oportunidad para discutir las películas e interactuar socialmente.
La tripulación preparó sorpresas para cumpleaños, días festivos estatales importantes y días festivos informales (el 31 de octubre celebraron Halloween). Algunos miembros de la tripulación aumentaron el tiempo dedicado a actividades individuales, lo que no obstaculizó la comunicación ni la interacción. No se observaron barreras lingüísticas, sociales o culturales, y el comandante de la misión ejerció su autoridad como líder tanto formal como informal.
Más adelante en el experimento, la tripulación pasó más tiempo en la cama o realizando actividades personales. Los niveles generales de actividad de la tripulación se desplomaron en los primeros tres meses y continuaron cayendo durante el año siguiente. En su viaje de regreso, pasaron 700 horas más en la cama que en el viaje de ida. Cuatro de los miembros de la tripulación sufrieron problemas de sueño y psicológicos. Un miembro de la tripulación dormía muy mal, sufría privación crónica del sueño y era responsable de la mayoría de los errores cometidos en una prueba informática utilizada para medir la concentración y el estado de alerta. [35]
