Vào ngày 14 tháng 11 năm 2024, Viện Các vấn đề Y sinh (IBMP) thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Nga đã đánh dấu sự hoàn thành thành công của SIRIUS-23, một thí nghiệm cô lập y sinh kéo dài một năm mô phỏng các điều kiện du hành vũ trụ sâu và hoạt động trên bề mặt Mặt Trăng.
Trong 366 ngày, một phi hành đoàn gồm sáu phi hành gia tương tự đã sống và làm việc trong một môi trường kín, một nơi thay thế được kiểm soát tỉ mỉ trên Trái Đất cho các sứ mệnh liên hành tinh trong tương lai.
Dự án SIRIUS (Nghiên cứu khoa học quốc tế tại Trạm mặt đất duy nhất), được triển khai với sự hợp tác của Chương trình nghiên cứu con người của NASA và IBMP vào năm 2017, trước đó đã tiến hành các thí nghiệm ngắn hơn kéo dài 17, 120 và 240 ngày. Các sứ mệnh này, có sự tham gia của các phi hành đoàn quốc tế từ Nga, Hoa Kỳ và Các Tiểu vương quốc Ả Rập Thống nhất, nhằm mục đích tái tạo sự cô lập và căng thẳng về mặt tâm lý của chuyến bay vũ trụ dài ngày.
Tuy nhiên, sau năm 2022, IBMP quyết định tiến hành thử nghiệm SIRIUS-23 đầy tham vọng một cách độc lập. Phi hành đoàn mới nhất đến từ Nga và Belarus: Chỉ huy Yuriy Chebotarev, Kỹ sư bay Angelica Parfenova, Sĩ quan y tế Ksenia Orlova và các nhà nghiên cứu Olga Mastickaya, Ksenia Shishenina và Rustam Zaripov — một đội hỗn hợp gồm hai nam và bốn nữ.
Liên quan: Nhiệm vụ mô phỏng sao Hỏa kéo dài một năm đầu tiên của NASA kết thúc tại Houston
Nhiệm vụ này phản ánh khát vọng ngày càng lớn mạnh của nhân loại vượt ra ngoài quỹ đạo Trái đất. Với kế hoạch thiết lập các căn cứ trên Mặt Trăng và cuối cùng là phóng các sứ mệnh liên hành tinh có người lái, việc giải quyết những thách thức về sự cô lập, tình trạng khan hiếm tài nguyên và căng thẳng về mặt sinh lý vẫn là vấn đề cấp thiết. SIRIUS-23 hướng đến mục tiêu giải quyết những rào cản này bằng cách thử nghiệm các công nghệ, quy trình và khả năng phục hồi của con người tại Khu phức hợp thử nghiệm mặt đất (GEC) của IBMP — một môi trường sống kín khí được trang bị các hệ thống hỗ trợ sự sống độc lập, kiểm soát khí quyển và được các kỹ sư tại trung tâm kiểm soát nhiệm vụ giám sát 24/7.
Chương trình SIRIUS được xây dựng dựa trên nhiều thập kỷ nghiên cứu, đáng chú ý là thí nghiệm Mars-500 năm 2010-2011, trong đó sáu người tham gia đã dành 520 ngày biệt lập để mô phỏng một nhiệm vụ khứ hồi đến Sao Hỏa. Giống như người tiền nhiệm của mình, SIRIUS-23 đã cung cấp những hiểu biết vô song về cách con người thích nghi — về mặt thể chất, tinh thần và xã hội — với sự giam cầm kéo dài trong những môi trường khắc nghiệt.
Nhiệm vụ SIRIUS-23 đã tái tạo tỉ mỉ các giai đoạn chính của một nhiệm vụ lên mặt trăng có người lái: quá cảnh đến mặt trăng, kết nối với một trạm quỹ đạo, các hoạt động trên bề mặt và hành trình trở về. Phi hành đoàn đã thực hiện năm lần hạ cánh mô phỏng, luân phiên nhau gồm bốn người để mô phỏng các nhiệm vụ thám hiểm mặt trăng. Hệ thống thực tế ảo đóng vai trò kép, vừa hỗ trợ về mặt tâm lý vừa mô phỏng nhập vai các hoạt động ngoài phương tiện (EVA) trên bề mặt Mặt Trăng.
Thí nghiệm này giải quyết các mục tiêu khoa học và hoạt động quan trọng trong nhiều lĩnh vực:
1. Nghiên cứu y sinh
[*] Phát triển các công cụ chẩn đoán và biện pháp đối phó với những thách thức sức khỏe đặc biệt của chuyến bay vũ trụ sâu.
[*] Nghiên cứu các hệ thống của cơ thể trong điều kiện khắc nghiệt, chẳng hạn như chức năng đường tiêu hóa và phản ứng miễn dịch.
[*] Khám phá khả năng thích nghi và phục hồi tâm lý của hệ thần kinh trung ương.
2. Hoạt động trên hành tinh
[*] Mô phỏng sự chậm trễ về tài nguyên do gián đoạn vận chuyển.
[*] Phân tích tác động của sự chậm trễ trong liên lạc với bộ phận kiểm soát nhiệm vụ.
[*] Thiếu ngủ 36 giờ.
4. Động lực xã hội
Các bài viết liên quan:
— NASA tìm kiếm ứng dụng cho sứ mệnh sao Hỏa tương tự CHAPEA 2
— 'Các phi hành gia tương tự' tập hợp trong bong bóng Biosphere 2 để thảo luận về các sứ mệnh không gian mô phỏng
— Chương trình Artemis của NASA: Mọi thứ bạn cần biết
Chương trình nghiên cứu SIRIUS-23 bao gồm 52 thí nghiệm bao gồm các nghiên cứu về tâm lý, sinh lý, miễn dịch, chuyển hóa và vi sinh. Các kết quả dự kiến sẽ cung cấp thông tin cho các sứ mệnh lên Mặt Trăng và Sao Hỏa trong tương lai, với các ấn phẩm tạp chí dự kiến vào cuối năm 2025.
Tại sao phải mô phỏng khi chúng ta đã từng làm trước đây? Các sứ mệnh tương tự trong không gian có vẻ lặp đi lặp lại, nhưng giá trị của chúng tăng lên sau mỗi lần lặp lại. Mỗi năm lại có những câu hỏi nghiên cứu mới, các công cụ y sinh tiên tiến và các công nghệ thử nghiệm. Các môi trường cô lập trên Trái đất như GEC cung cấp các nền tảng tiết kiệm chi phí, không rủi ro để thử nghiệm các giải pháp không thực tế hoặc không thể triển khai trên Trạm vũ trụ quốc tế.
Khi các nhà nghiên cứu miệt mài nghiên cứu kho dữ liệu khổng lồ được thu thập trong suốt nhiệm vụ, phi hành đoàn SIRIUS-23 hiện phải đối mặt với một thách thức cá nhân hơn: điều chỉnh lại cuộc sống trên Trái đất. Sau một năm không có ánh sáng mặt trời, không khí trong lành hoặc những phiền nhiễu thường ngày của cuộc sống hiện đại, nhóm đã hồi phục tại một khu nghỉ dưỡng ở Biển Đen. Tại đó, họ kết nối lại với âm thanh, mùi hương, bản thân bên trong và cảnh tượng của thế giới bên ngoài — một thế giới mà trong 12 tháng đã bị thu hẹp lại thành ký ức.
Thành công của SIRIUS-23 đại diện cho một bước tiến nữa hướng tới việc khám phá không gian bền vững của con người. Bằng cách nghiên cứu các tác động về mặt tâm lý và sinh lý của tình trạng cô lập lâu dài, các nhà khoa học đang giúp mở đường cho các sứ mệnh lên mặt trăng, sao Hỏa và xa hơn nữa. Trong khi phi hành đoàn chịu đựng những thách thức của sự giam cầm vì mục đích khoa học, công việc của họ thể hiện một mục đích lớn hơn: cho phép các nhà thám hiểm tương lai đi xa hơn và ở lại lâu hơn.
Trong 366 ngày, một phi hành đoàn gồm sáu phi hành gia tương tự đã sống và làm việc trong một môi trường kín, một nơi thay thế được kiểm soát tỉ mỉ trên Trái Đất cho các sứ mệnh liên hành tinh trong tương lai.
Dự án SIRIUS (Nghiên cứu khoa học quốc tế tại Trạm mặt đất duy nhất), được triển khai với sự hợp tác của Chương trình nghiên cứu con người của NASA và IBMP vào năm 2017, trước đó đã tiến hành các thí nghiệm ngắn hơn kéo dài 17, 120 và 240 ngày. Các sứ mệnh này, có sự tham gia của các phi hành đoàn quốc tế từ Nga, Hoa Kỳ và Các Tiểu vương quốc Ả Rập Thống nhất, nhằm mục đích tái tạo sự cô lập và căng thẳng về mặt tâm lý của chuyến bay vũ trụ dài ngày.
Tuy nhiên, sau năm 2022, IBMP quyết định tiến hành thử nghiệm SIRIUS-23 đầy tham vọng một cách độc lập. Phi hành đoàn mới nhất đến từ Nga và Belarus: Chỉ huy Yuriy Chebotarev, Kỹ sư bay Angelica Parfenova, Sĩ quan y tế Ksenia Orlova và các nhà nghiên cứu Olga Mastickaya, Ksenia Shishenina và Rustam Zaripov — một đội hỗn hợp gồm hai nam và bốn nữ.
Liên quan: Nhiệm vụ mô phỏng sao Hỏa kéo dài một năm đầu tiên của NASA kết thúc tại Houston
Nhiệm vụ này phản ánh khát vọng ngày càng lớn mạnh của nhân loại vượt ra ngoài quỹ đạo Trái đất. Với kế hoạch thiết lập các căn cứ trên Mặt Trăng và cuối cùng là phóng các sứ mệnh liên hành tinh có người lái, việc giải quyết những thách thức về sự cô lập, tình trạng khan hiếm tài nguyên và căng thẳng về mặt sinh lý vẫn là vấn đề cấp thiết. SIRIUS-23 hướng đến mục tiêu giải quyết những rào cản này bằng cách thử nghiệm các công nghệ, quy trình và khả năng phục hồi của con người tại Khu phức hợp thử nghiệm mặt đất (GEC) của IBMP — một môi trường sống kín khí được trang bị các hệ thống hỗ trợ sự sống độc lập, kiểm soát khí quyển và được các kỹ sư tại trung tâm kiểm soát nhiệm vụ giám sát 24/7.
Chương trình SIRIUS được xây dựng dựa trên nhiều thập kỷ nghiên cứu, đáng chú ý là thí nghiệm Mars-500 năm 2010-2011, trong đó sáu người tham gia đã dành 520 ngày biệt lập để mô phỏng một nhiệm vụ khứ hồi đến Sao Hỏa. Giống như người tiền nhiệm của mình, SIRIUS-23 đã cung cấp những hiểu biết vô song về cách con người thích nghi — về mặt thể chất, tinh thần và xã hội — với sự giam cầm kéo dài trong những môi trường khắc nghiệt.
Nhiệm vụ SIRIUS-23 đã tái tạo tỉ mỉ các giai đoạn chính của một nhiệm vụ lên mặt trăng có người lái: quá cảnh đến mặt trăng, kết nối với một trạm quỹ đạo, các hoạt động trên bề mặt và hành trình trở về. Phi hành đoàn đã thực hiện năm lần hạ cánh mô phỏng, luân phiên nhau gồm bốn người để mô phỏng các nhiệm vụ thám hiểm mặt trăng. Hệ thống thực tế ảo đóng vai trò kép, vừa hỗ trợ về mặt tâm lý vừa mô phỏng nhập vai các hoạt động ngoài phương tiện (EVA) trên bề mặt Mặt Trăng.
Thí nghiệm này giải quyết các mục tiêu khoa học và hoạt động quan trọng trong nhiều lĩnh vực:
1. Nghiên cứu y sinh
[*] Phát triển các công cụ chẩn đoán và biện pháp đối phó với những thách thức sức khỏe đặc biệt của chuyến bay vũ trụ sâu.
[*] Nghiên cứu các hệ thống của cơ thể trong điều kiện khắc nghiệt, chẳng hạn như chức năng đường tiêu hóa và phản ứng miễn dịch.
[*] Khám phá khả năng thích nghi và phục hồi tâm lý của hệ thần kinh trung ương.
2. Hoạt động trên hành tinh
- Kiểm tra hiệu suất của phi hành đoàn trong điều kiện trọng lực Mặt Trăng
- mô phỏng, tập trung vào chuyển động, khối lượng công việc và sự mệt mỏi về mặt tinh thần.
- Đánh giá vai trò của các công cụ rô-bốt và hệ thống thông tin tiên tiến trong việc hỗ trợ các nhiệm vụ phức tạp trên bề mặt.
[*] Mô phỏng sự chậm trễ về tài nguyên do gián đoạn vận chuyển.
[*] Phân tích tác động của sự chậm trễ trong liên lạc với bộ phận kiểm soát nhiệm vụ.
[*] Thiếu ngủ 36 giờ.
4. Động lực xã hội
- Điều tra các tương tác, phân bổ nhiệm vụ và phản ứng tâm lý trong một phi hành đoàn gồm nhiều giới tính.
- Sử dụng phân tích tự động để theo dõi giao tiếp nhằm tìm ra dấu hiệu căng thẳng hoặc xung đột.
Các bài viết liên quan:
— NASA tìm kiếm ứng dụng cho sứ mệnh sao Hỏa tương tự CHAPEA 2
— 'Các phi hành gia tương tự' tập hợp trong bong bóng Biosphere 2 để thảo luận về các sứ mệnh không gian mô phỏng
— Chương trình Artemis của NASA: Mọi thứ bạn cần biết
Chương trình nghiên cứu SIRIUS-23 bao gồm 52 thí nghiệm bao gồm các nghiên cứu về tâm lý, sinh lý, miễn dịch, chuyển hóa và vi sinh. Các kết quả dự kiến sẽ cung cấp thông tin cho các sứ mệnh lên Mặt Trăng và Sao Hỏa trong tương lai, với các ấn phẩm tạp chí dự kiến vào cuối năm 2025.
Tại sao phải mô phỏng khi chúng ta đã từng làm trước đây? Các sứ mệnh tương tự trong không gian có vẻ lặp đi lặp lại, nhưng giá trị của chúng tăng lên sau mỗi lần lặp lại. Mỗi năm lại có những câu hỏi nghiên cứu mới, các công cụ y sinh tiên tiến và các công nghệ thử nghiệm. Các môi trường cô lập trên Trái đất như GEC cung cấp các nền tảng tiết kiệm chi phí, không rủi ro để thử nghiệm các giải pháp không thực tế hoặc không thể triển khai trên Trạm vũ trụ quốc tế.
Khi các nhà nghiên cứu miệt mài nghiên cứu kho dữ liệu khổng lồ được thu thập trong suốt nhiệm vụ, phi hành đoàn SIRIUS-23 hiện phải đối mặt với một thách thức cá nhân hơn: điều chỉnh lại cuộc sống trên Trái đất. Sau một năm không có ánh sáng mặt trời, không khí trong lành hoặc những phiền nhiễu thường ngày của cuộc sống hiện đại, nhóm đã hồi phục tại một khu nghỉ dưỡng ở Biển Đen. Tại đó, họ kết nối lại với âm thanh, mùi hương, bản thân bên trong và cảnh tượng của thế giới bên ngoài — một thế giới mà trong 12 tháng đã bị thu hẹp lại thành ký ức.
Thành công của SIRIUS-23 đại diện cho một bước tiến nữa hướng tới việc khám phá không gian bền vững của con người. Bằng cách nghiên cứu các tác động về mặt tâm lý và sinh lý của tình trạng cô lập lâu dài, các nhà khoa học đang giúp mở đường cho các sứ mệnh lên mặt trăng, sao Hỏa và xa hơn nữa. Trong khi phi hành đoàn chịu đựng những thách thức của sự giam cầm vì mục đích khoa học, công việc của họ thể hiện một mục đích lớn hơn: cho phép các nhà thám hiểm tương lai đi xa hơn và ở lại lâu hơn.
