俄美聯合開展 「天狼星」地面模擬飛行試驗

莫斯科時間2017年11月7日14：00，位於俄羅斯生物醫學問題研究所（IBMP）內的地面「宇宙飛船」關上了艙門，標誌著「天狼星」（SIRIUS）國際模擬試驗正式啟動。「天狼星」系列模擬試驗是由俄羅斯科學院和美國國家航空航天局（NASA）聯合開展的，該系列試驗計劃分為4個階段：

1）2017年開展為期17天的模擬試驗（2017.11.07 －2017.11.24）；

2）2018－2019 年擬定開展2次試驗：2周及4個月的模擬試驗；

3）2019－2020年計划進行為期8個月的模擬試驗；

4）2021－2022年計劃開展為期1年的隔離試驗。

2017 年開展的試驗為期17天，因此試驗又被稱為SIRIUS－17，根據本次試驗的「腳本」，「飛船」攜帶6 名乘員從地球出發，在17天的時間裡，他們到達月球軌道，進行繞月飛行，之後返回地球。實際上，這就是在模擬搭乘俄羅斯聯邦號（Federation）或者是美國的「獵戶座」（Orion）飛船去探索月球時開展的飛行旅程。參試乘員將要模擬實際任務中航天員的所有操作。

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SIRIUS－17模擬試驗參試乘組

SIRIUS－17試驗的參試乘組

參試乘組圖中前排3名男性志願者從左至右依次為：

伊利亞·盧卡維什尼科夫：參試乘組醫生，生物所研究人員。

馬克·謝羅夫：任參試乘組指令長。俄羅斯能源火箭航天集團（RSC Energia）代表，曾入選俄羅斯航天員大隊，未參加過航天飛行即退出現役，任參試乘組指令長。另外他還是俄羅斯第4 名女航天員葉蓮娜·謝羅娃的丈夫，他們夫婦因航天而結緣，兩人都曾就職於能源火箭航天集團並在那裡相識相愛。

維克托·費特爾：德國人，歐洲空客防務與航天公司（ADS）代表。

後排3名女性志願者從左至右依次為：

娜塔莉婭·雷索娃：生物所研究人員。

安娜·基金娜：加加林航天員中心航天員大隊現役航天員。

葉蓮娜·盧奇茨卡婭：IBMP 研究所研究人員，曾參與月球－ 2015（Luna－2015）模擬試驗。

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SIRIUS－17模擬試驗環境與試驗保障

試驗環境

模擬試驗在生物醫學問題研究所的地面試驗艙已經開展過很多次了，早期試驗可追溯至20 世紀60年代，最近的幾次試驗有火星－500（Mars－500）和月球－2015（全女性乘組）。

參試者們居住的密封艙有點類似於礦井或潛艇，裡面有廚房、衛生間、浴室和儲藏室大小的單人卧室，還有2個60m2左右的房間：一間用於工作，另一間用於休息。乘員們可以在這裡看電視、點播電影（絕大多數都是與太空有關的）。

試驗期間乘員們並不會遇到地球上沒有的新奇事物，他們每天要完成多項任務，有腦力的，也有體能方面的。有很多測試，在試驗前、中、後期都要開展，目的就是為了考察隔離對人體到底產生了哪些影響。

通信保障

IBMP 研究所內建立了一個通信中心，便於同地面試驗乘組聯繫。4 名值班人員分別是醫生、工程師、技術員和實驗員。對乘組的觀察與交流是不間斷的。

飲食保障

據IBMP研究所食品研究室主任介紹，SIRIUS項目參試乘員的配餐最大限度地與「國際空間站」上的食品一致，也就是說，飯前僅需要加熱或者加入冷水/ 熱水進行復水處理。

SIRIUS 項目參試乘員的配餐

位於俄羅斯坦波夫州米丘林斯克市的科學家為SIRIUS－17 試驗乘組提供了他們特意研製的20種食品。以米丘林命名的聯邦科技中心負責人米哈伊爾·阿基莫夫介紹說：他們為SIRIUS－17 項目提供了近20種食品，第一道菜是湯，第二道菜有粥、肉和配菜、蔬菜以及肉類食品，蛋白質、食物纖維和脂肪的含量按要求進行配比。此外，還有蔬菜沙拉、水果/ 漿果製成的果泥和飲料。

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SIRIUS－17模擬試驗任務及內容

第一個任務，正如NASA方面項目負責人比爾·帕洛斯基講的那樣，隔離條件下具有不同文化背景的人之間的相互關係研究。

第二個任務，是最大限度地達到乘組活動的自主化，其中包括緊急情況下實施醫療救援。試驗組織者表示，對自主性的研究和探索，對於月球飛行、火星飛行以及在月球上建造駐留基地而言非常重要。

SIRIUS－17模擬試驗重點關注以下問題。

性別平等對乘員間相互關係的影響

目前, 在「國際空間站」飛行中，男女混合乘組越來越為常見。本次試驗的參試乘組由3名男性和3名女性組成，在性別的比例上達到了平等。此次模擬試驗的主要任務之一就是考察，性別平等將如何影響乘員間的相互關係以及乘組內部的互動。

參加測試的安娜·基金娜

此外，專家們都非常想知道，性別平等如何影響行為、影響對空間的利用，以及如何影響乘組的自我感覺狀態。這些問題俄羅斯和美國學者都未曾涉足過，SIRIUS模擬試驗首次觸碰到了這一問題。

SIRIUS－17模擬試驗的負責專家之一，IBMP研究所社會心理學實驗室主任弗拉基米爾·古辛博士說：「我們在地球軌道上飛了很久了，現在該走出下一步了：飛向其他星球。航天飛行的每一個微小細節都應被考慮到，因為錯誤的代價過於高昂。為此，需要事先開展地面試驗。通過開展這些模擬試驗，科學家們能夠弄清楚，例如，飛船內部空間或駐留空間及乘組是什麼樣的最為合適，在這樣一個封閉空間里會發生什麼，對於乘員而言什麼是最重要的。還有一個重要問題就是——性別。」

俄羅斯有女航天員，然而在半個世紀左右的時間裡，只有4名女性到訪過太空。即使是在地面試驗中，女性也不多見。古辛說：「人們似乎有一種成見，同樣的事，對於女性而言就更加複雜。有可能，未來首次星際飛行任務將由一個純男性乘組執行。但如果我們將要到另一個星球去生活，那時，女性是不可或缺的。SIRIUS－17模擬試驗將告訴我們，在男女平等參與的情況下，誰對應激更加耐受。」

睡眠剝奪對參試者心理和身體狀態的影響

SIRIUS－17模擬試驗中設計了一個意外情況，涉及到睡眠剝奪，乘組不得不保持清醒，並不間斷地連續工作38小時。這項艱苦的測試安排在試驗的收尾階段，這是在模擬「國際空間站」航天員的經歷：對接、出艙行走需要按照軌道的特點來安排，經常是夜間。

入艙前在跑步機上進行測試的馬克·謝羅夫

航天員在夜裡進行對接、搬運貨物，然後接下來是36小時休息補覺。此次試驗中參試者需要通過討論的方式自己做出決定，如何度過這最後的38小時。研究者們不僅要關注參試者的反應，還有他們的身體狀態，例如血液中的皮質醇水平—它能客觀地反應緊張程度。

乘組的自主性

與「 國際空間站」 實際情況不同的是，SIRIUS－17模擬試驗中每名參試乘員都有自己的獨立房間，同時也有公共活動艙室。

試驗的基本背景要素之一是自主性。乘組和地面的通信聯繫有5分鐘的延遲，也就是說諮詢問題時無法立即得到答案，必要時，乘組不得不獨立做出決定。此外，參試者在飛船上需要獨立完成多項實驗。

VR 技術：虛擬的月球

SIRIUS模擬試驗乘組要飛向月球，因此，通過虛擬現實技術來模擬月球表面的一部分。乘組的任務包括觀察月球表面的目標，遙控月球車。此外，乘員還要按照NASA的計劃開展對「機械手」的測試，他們要用這個「機械手」去抓取捕獲「衛星」。

聯邦號新型飛船模擬器的首次測試

試驗的第4天，即2017年11月10日，SIRIUS項目參試乘組中的3名乘員在艙內順利完成了俄羅斯聯邦號新型飛船模擬器的首次測試。

其他實驗

為期17天的模擬試驗中按計劃開展了約60項實驗，其中60%是俄羅斯的，40%是美國的。IBMP 研究所實驗室主任亞歷山大·蘇沃羅夫是SIRIUS 模擬試驗的學術負責人，他表示，試驗中要對乘組使用的醫學觀察（監督）系統進行驗證和校正。

本次試驗之後，專家將著手準備下一次的模擬試驗——為期4個月、計劃於2018年10月開始。並且下一次試驗中將使用2種語言，而本次試驗中基本上只講俄語。專家還指出，合作還將進一步擴大。

內容節選自《國際太空》2018年第5期

編輯/楊璐茜

中國載人航天ID：zairenhangtian

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