ПИЛОТИРУЕМЫЕ
ПОЛЕТЫ
В КОСМОС

№2(47)/2023

Пилотируемые полеты в космос №2(47)/2023
ИТОГИ ПОЛЕТОВ ЭКИПАЖЕЙ МКС
Основные результаты подготовки и деятельности при выполнении программы космического полета
бортинженера-12 68-й экспедиции МКС, специалиста корабля SpaceX Dragon Crew-5. А.Ю. Кикина, А.И.
Кондрат, П.А. Сабуров, В.А. Копнин
ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА ПИЛОТИРУЕМЫХ ПОЛЕТОВ В КОСМОС
Исследование возможностей использования робототехнических систем для поддержания операторской
деятельности экипажей иформирования экосистемы / микроклимата сотрудничества. В.А. Дикарев,
В.И. Дубинин, А.Н. Симбаев, А.Ю. Кикина, Ю.С. Чеботарев, Э.В. Никитов, И.А. Розанов
Аспекты совершенствования организационно-методической и учебной документации для организации и
проведения подготовки космонавтов к выполнению полетов по перспективным пилотируемым космическим
программам. В.Г. Корзун, А.И. Кондрат, Д.А. Темарцев, В.Н. Дмитриев, А.А. Ковинский
О бортовой подготовке космонавтов. Б.И. Крючков, А.С. Кондратьев, А.Е. Маликов, А.А. Анисимов
Принципы построения систем отображения информации тренажеров модулей орбитального комплекса РОС.
В.В. Батраков, А.И. Крылов, В.И. Брагин, Д.В. Курбатов, Б.Н. Нефедов
Физиологическая цена модельных операций ВКД на поверхности после перелета к Луне и Марсу. E.В.
Фомина, Б.И. Крючков, M.М. Харламов, A.А. Мисуркин, A.П. Гришин, П.П. Долгов, П.В. Романов, T.Б. Кукоба
Космический эксперимент «Пробиовит»: итоги и перспективы (Часть 2). А.И. Кобатов, Д.Г. Полынцев, И.И.
Савин, Е.В. Попова, И.В. Кутник
Проблемные вопросы оценки травмобезопасности при аварийной посадке космического корабля. Ю.Б.
Моисеев, Р.Р. Каспранский, С.П. Рыженков
Статистический анализ показателей водолазных работ, проводимых в ходе подготовки космонавтов к
внекорабельной деятельности (Часть 2). Е.Ю. Иродов, А.А. Алтунин, П.П. Долгов, В.С. Коренной
ДИСКУССИИ
Экспериментальные исследования модели космического движителя на новом физическом принципе для
перемещения космонавтов и космических кораблей. Ю.А. Бауров, А.Ю. Шмельков

ИТОГИ ПОЛЕТОВ ЭКИПАЖЕЙ МКС
RESULTS OF THE ISS CREW MISSIONS

УДК 629.78.007:001:629.786.2

Основные результаты подготовки
и деятельности при выполнении
программы космического полета
бортинженера-12 68-й экспедиции МКС,
специалиста корабля SpaceX Dragon Crew-5
А.Ю. Кикина, А.И. Кондрат, П.А. Сабуров, В.А. Копнин
Космонавт-испытатель отряда космонавтов государственной корпорации
по космической деятельности (ГК) «Роскосмос» А.Ю. Кикина;
А.И. Кондрат; П.А. Сабуров; канд. техн. наук В.А. Копнин
(ФГБУ «НИИ ЦПК имени Ю.А. Гагарина»)
В статье приведены составы экипажей американского коммерческого пилотируемого корабля SpaceX Dragon Crew-5 и 68-й экспедиции Международной космической станции (МКС), основные задачи, особенности и результаты подготовки к полету. Представлены результаты деятельности на борту
МКС. Проведен предварительный анализ выполнения российской научной
программы. Рассмотрены работы с манипулятором ERA.
Ключевые слова: подготовка экипажа, космический полет, Международная космическая станция, деятельность экипажа, научная программа, научно-прикладное исследование, целевая работа, манипулятор ERA, SpaceX
Dragon Crew-5

Main Results of Training and In-Flight Activity of Flight
Engineer-12 for ISS Expedition 68, Mission Specialist of SpaceX
Dragon Crew-5. A.Yu. Kikina, A.I. Kondrat, P.A. Saburov,
V.A. Kopnin

The paper gives the complement of the US commercial manned SpaceX Dragon
Crew-5 and the ISS crew for Expedition 68, key tasks, features and results
of training for flight as well as in-flight activity results. Also, it presents the
preliminary analysis of implementation of the Russian science program and
considers operations with the ERA.
Keywords: crew training, space flight, International Space Station, crew activity,
science program, scientific-applied study, target work, European Robotic Arm,
SpaceX Dragon Crew-5

5

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

Состав экипажа
Анна Юрьевна Кикина – специалист полета американского коммерческого пилотируемого корабля SpaceX Dragon Crew-5, бортинженер-12 68-й
экспедиции МКС выполнила космический полет длительностью 157 суток
10 часов 1 минута с 5 октября 2022 г. по 12 марта 2023 г. в составе экипажа
миссии SpaceX Crew-5 совместно с астронавтами национального управления
по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) Николь
Мэнн и Джошем Кассадой и астронавтом японского агентства аэрокосмичес­
ких исследований (JAXA) Коичи Вакатой (рис. 1).

Рис. 1. Экипаж SpaceX Dragon Crew-5
(слева направо: А. Кикина, Д. Кассада, Н. Мэнн, К. Ваката)

А.Ю. Кикина – космонавт-испытатель ГК «Роскосмос», в отряде космонавтов с 2012 г. В период с октября 2012 г. по декабрь 2014 г. прошла курс общекосмической подготовки. С декабря 2014 г. продолжила обучение в группе
специализации и совершенствования. До назначения в экипаж опыта космических полетов не имела.

Основные задачи, особенности и результаты подготовки
к космическому полету
К подготовке к космическому полету А. Кикина приступила в мае 2021 г.
в качестве бортинженера транспортного пилотируемого корабля (ТПК)
«Союз МС» и российского сегмента (РС) МКС в составе дублирующего
экипажа 67-й экспедиции МКС совместно с Сергеем Прокопьевым (космонавт-испытатель 3-го класса ГК «Роскосмос», в отряде космонавтов с 2011 г.,
6

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

в настоящее время выполняет свой 2-й космический полет) и Дмитрием
Петелиным (космонавт-испытатель ГК «Роскосмос», в отряде космонавтов
с 2012 г., в настоящее время выполняет свой 1-й космический полет). В декабре 2021 г. было принято предварительное решение, что полет Анны состоится на корабле Crew Dragon осенью 2022 г. по программе Crew-5 и 68-й
экспедиции МКС. Соглашение о перекрестных полетах американских астронавтов на ТПК «Союз МС» и российских космонавтов на кораблях SpaceX
между ГК «Роскосмос» и NASA было подписано 14 июля 2022 г.
Программы подготовки были разработаны на основе «Требований к технической подготовке…», полученных из Ракетно-космической корпорации
(РКК) «Энергия» имени С.П. Королёва, и ряда дополнений к ним. При разработке программ были учтены задачи космического полета, объемы и результаты предыдущих этапов подготовки, текущий уровень подготовленности
и распределение функциональных обязанностей между членами экипажей.
Подготовка проводилась поочередными тренировочными сессиями:
–– в учебных аудиториях Центра подготовки космонавтов (ЦПК) и РКК
«Энергия», на тренажерах и стендах ЦПК – по РС МКС, ТПК, транспортным
грузовым кораблям (ТГК) и российской научной программе;
–– на базах международных партнеров – по модулям американского
сегмента (АС) МКС;
–– на базе компании SpaceX – по кораблю Crew Dragon.
Бо́льшая часть времени была уделена подготовке по РС МКС и российской научной программе. Основными задачами подготовки А. Кикиной
в России являлись приобретение и закрепление знаний, формирование умений и отработка навыков:
–– выполнения функциональных обязанностей в составах экипажей;
–– взаимодействия членов экипажей при эксплуатации и управлении
бортовыми системами и оборудованием РС МКС на всех этапах полета
в штатных и нештатных ситуациях (НшС);
–– технического обслуживания, дооснащения и ремонта бортовых систем РС МКС;
–– выполнения российской научной программы на РС МКС;
–– контроля автоматического сближения и стыковки ТГК «Прогресс МС»
с МКС;
–– выполнения причаливания и стыковки ТГК на все стыковочные узлы
РС МКС в телеоператорном режиме управления (ТОРУ);
–– выполнения разгрузочно-погрузочных работ;
–– выполнения типовых операций и целевых работ с манипулятором
ERA;
–– взаимодействия с экипажем выходов в открытый космос (ВКД 55–59);
–– совместной работы с другими экипажами МКС;
–– парирования аварийных ситуаций на МКС (пожар, разгерметизация,
токсичная атмосфера);
7

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

–– повышения устойчивости организма к факторам космического полета;
–– эксплуатации бортовых медицинских средств и оказания самои взаи­мопомощи в экстренных ситуациях.
По результатам проведения медико-биологического раздела программы
подготовки был подтвержден высокий уровень физической подготовленнос­
ти А. Кикиной, и в ходе заседания Главной медицинской комиссии (ГМК)
от 23.08.2022 она была признана годной к космическому полету по состоянию здоровья.
По результатам подготовки по российской научной программе было выпущено заключение о готовности Анны к выполнению научно-прикладных
исследований (целевых работ) (НПИ/ЦР), запланированных к реализации
в период работы 68-й экспедиции МКС.
На заключительном этапе технической подготовки в России А. Кикина
сдала на отлично экзамен по режиму ТОРУ ТГК «Прогресс МС» на тренажере «Телеоператор» и совместно с С. Прокопьевым, Д. Петелиным и Ф. Рубио (астронавт NASA, в отряде астронавтов с 2017 г., в настоящее время выполняет свой 1-й космический полет) успешно отработала экзаменационную
комплексную тренировку на тренажерах РС МКС по оценке готовности экипажа 68-й экспедиции МКС к выполнению программы полета экспедиции
в целом (табл. 1).
Таблица 1
Результаты экзаменационных тренировок
Наименование экзамена

Оценка

Комплексная эксплуатация РС МКС

4,83

Телеоператорное управление ТГК «Прогресс МС»

5,0

1 сентября 2022 г. в ЦПК имени Ю.А. Гагарина состоялось заседание
Межведомственной комиссии, которая, проанализировав выводы ГМК и результаты зачетов и экзаменов, пришла к заключению, что космонавт А. Кикина подготовлена к выполнению космического полета по программе 68-й
экспедиции МКС и может приступить к заключительному этапу подготовки
к старту на американском коммерческом корабле Crew Dragon в космичес­
ких центрах имени Джонсона и имени Кеннеди.

Выведение и стыковка корабля SpaceX Dragon Crew-5
Выведение корабля SpaceX Dragon Crew-5 с экипажем: Николь Мэнн, Джош
Кассада, Коичи Ваката, Анна Кикина – состоялось 5 октября 2022 г. в 16 часов 0 минут 57 секунд (GMT) ракетой-носителем Falcon 9 со стартового комплекса 39А космодрома Космического центра имени Кеннеди (мыс
Канаверал, штат Флорида, США).
8

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

Стыковка корабля со станцией была произведена в автоматическом режиме через 29 часов от момента старта 6 октября в 21:01 GMT к модулю
Node2 АС МКС. После открытия люков в 22:45 GMT экипаж перешел на
борт станции.

Основные работы А. Кикиной
в период полета 68-й экспедиции МКС
За время космического полета в составе 68-й экспедиции МКС А. Кикина
выполняла следующие основные работы:
–– по российской научной программе в соответствии с программой
реализации НПИ/ЦР, планируемой в период 68-й пилотируемой экспедиции
МКС;
–– развертыванию и эксплуатации манипулятора ERA;
–– поддержке внекорабельной деятельности;
–– техническому обслуживанию бортовых систем РС МКС;
–– ремонтно-восстановительным работам и дооснащению бортовых
систем и оборудования РС МКС;
–– проведению телевизионных (ТВ) репортажей, фото- и видеосъемок;
–– связям с общественностью.

Российская научная программа
Научная программа выполнялась в соответствии с программой реализации НПИ/ЦР, планируемой в период 68-й пилотируемой экспедиции МКС.
Перечень космических экспериментов (КЭ), распределенных в долгосрочной
программе целевых работ по разделам и направлениям исследований, выполненных А. Кикиной в 68-й экспедиции МКС, приведен в табл. 2.
Таблица 2
Перечень КЭ/ЦР
Подпрограмма

Кол-во
КЭ/ЦР

Наименование КЭ/ЦР

Научные фундаментальные
исследования

«Структура», «Фаген» (2-й этап),
«Матрешка-Р», «Кардиовектор» (3-й этап),
«Пилот-Т», «ОМИКи-СПК», «Спланх»,
«Терминатор», «УФ атмосфера»

9

Технологии освоения
космического пространства

«Пробиовит», «Взаимодействие-2»,
«Идентификация», «Среда МКС», «Визир»,
«Биополимер», «Защитный композит»,
«Дубрава», «Экон-М», «Ураган»,
«Сценарий»

11

Практические задачи
«О Гагарине из космоса»,
и образовательные мероприятия «EarthKAM», «Дисперсия»

3
Всего

23

9

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

В соответствии с программой НПИ/ЦР Анна приняла непосредственное участие в выполнении 23 КЭ/ЦР. Один из них был новым, а именно: образовательный эксперимент «Дисперсия» по формированию и исследованию
поведения жидкофазных дисперсий в условиях микрогравитации.
Еще 6 КЭ/ЦР проводились в автоматическом режиме: «Биориск»,
«БТН-Нейтрон», «Выносливость», «ИМПАКТ», «Тест», «РадиоСкаф».
Дополнительно космонавт провела инвентаризацию научной аппаратуры
«ЛАЗМА», зарядку анализаторов «ЛАЗМА-ПФ» и фотографирование целевого оборудования (универсальной виброзащитной платформы) комплекса
целевых нагрузок в 1-м малом исследовательском модуле во время проведения космонавтом Д. Петелиным тестовых проверок.
Всего за время 68-й экспедиции Анна выполнила 145 сеансов экспериментальных исследований, что практически в 1,4 раза превысило запланированную программу.

Работы с манипулятором ERA
За время 68-й экспедиции на борту МКС А. Кикиной были проведены сле­
дую­щие работы по развертыванию и эксплуатации европейского манипулятора ERA:
–– в рамках 2 подготовок регионального поста многофункционального
лабораторного модуля выполнены замена жесткого диска и обновление программного обеспечения пультов;
–– первая дополнительная миссия: проверка работоспособности манипулятора на резервном канале питания, отстыковка от базовой точки,
проверка и приработка шарниров;
–– миссия 6, этап 1-й: перемещение манипулятора и стыковка с такелажным элементом радиационного теплообменника – была дважды прервана
в связи с отменой выходов в открытый космос;
–– дополнительно, после нештатной разгерметизации наружного контура системы терморегулирования ТПК «Союз МС-22», в ручном режиме
управления А. Кикина осуществила перемещение манипулятора в зону
приборно-агрегатного отсека корабля для проведения внешнего осмотра
(фото- и видеосъемка) возможных мест утечки с помощью кистевой камеры.

Поддержка внекорабельной деятельности
Во время 68-й экспедиции МКС российскими космонавтами С. Прокопье­
вым и Д. Петелиным в соответствии с программой работ на РС МКС
17–18.11.2022 был выполнен один выход в открытый космос – ВКД-55.
ВКД-56 был дважды отменен:
25.11.2022 – в связи с нештатной работой насосов в системе охлаждения скафандров «Орлан-МКС» в процессе подготовки к выходу;
10

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

15.12.2022 – в связи с тем, что в процессе проведения шлюзования перед ВКД было зафиксировано падение давления теплоносителя в контуре
навесного радиатора ТПК «Союз МС-22».
В качестве оператора поддержки российских выходов в открытый космос А. Кикина оказывала помощь при проведении тренировок в скафандрах
и в процессе прямого и обратного шлюзования, а также обеспечила подготовку резервного шлюзового отсека.
В соответствии с программой работ на АС МКС в период работы 68-й
экспедиции МКС было выполнено пять выходов в открытый космос: трижды в открытый космос выходили Д. Кассада и Ф. Рубио и дважды – К. Ваката и Н. Мэнн. До и после ВКД астронавтов Анна проводила снятие показаний дозиметров аппаратуры «Пилле».

Техническое обслуживание, дооснащение и ремонт
бортовых систем
Значительное время в своем космическом полете Анна затратила на поддержание работоспособности и дооснащение РС МКС. Космонавт приняла
активное участие и выполнила самостоятельно следующие запланированные
работы:
–– профилактика средств вентиляции всех модулей РС МКС;
–– техническое обслуживание систем обеспечения жизнедеятельности
(СОЖ);
–– ряд ресурсных замен блоков системы электропитания, СОЖ и средств
обеспечения теплового режима (СОТР);
–– ежемесячные регламентные и профилактические работы с компьютерами центрального и региональных постов, блоками размножения интерфейсов и оборудованием видеорегистрации;
–– ремонтно-восстановительные работы с бортовыми системами: регенерации воды из урины, очистки атмосферы и бегущей дорожкой;
–– поиск и устранение неисправностей зарядного устройства и сменного насоса контура обогрева СОТР служебного модуля (СМ);
–– проверка работоспособности доставленной на борт новой медицинской аппаратуры;
–– инвентаризация оборудования станции.

Подготовка на борту
C целью поддержания в условиях длительного космического полета профессиональных знаний, навыков и умений, необходимых для успешного выполнения программы полета, Анна приняла участие в 12 бортовых тренировках,
перечень которых приведен в табл. 3.
Программа бортовых тренировок была выполнена в полном объеме.
А. Кикина действовала согласно программам работ и бортовым инструкциям.
11

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023
Таблица 3

Перечень бортовых тренировок и консультаций
Дата

Наименование

09.10.2022 Тренировка экипажа SpaceX Crew-5 по ознакомлению с оборудованием,
используемым в аварийной ситуации на МКС, для БИ-4, БИ-6, БИ-10...13
14.10.2022 Тренировка для КЭ и БИ-12 по обзору функций тренажера для поддержания
навыков, обзор форматов лэптопов для работы по миссиям манипулятора ERA
17.10.2022 Тренировка БИ-12 по отработке основных действий оператора
на внутреннем пульте по тренировочной миссии ERA
26.10.2022 Тренировка БИ-12 по отработке основных действий оператора
на внутреннем пульте по дополнительной миссии 1 манипулятора ERA
03.11.2022

Интегрированная тренировка экипажа 68-й экспедиции по действиям
в аварийных ситуациях (сценарии: пожар в рабочем отсеке служебного
модуля, выброс аммиака в Node2)

11.11.2022

Тренировка экипажа 68-й экспедиции по особенностям действий
в аварийных ситуациях после прихода грузового корабля Cygnus (NG-18)

23.11.2022

Тренировка БИ-12 по отработке основных действий оператора на внутреннем
пульте управления манипулятором ERA при проведении миссии 6

23.11.2022

Тренировка БИ-12 по поддержанию навыков использования программного
обеспечения визуализации соединяемых интерфейсов для миссии установки
радиационного теплообменника (миссия 6 манипулятора ERA)

29.11.2022

Тренировка экипажа 68-й экспедиции по особенностям действий
в аварийных ситуациях после прихода грузового корабля SpaceX-26 Dragon

08.02.2023 Интегрированная тренировка экипажа 68-й экспедиции по действиям
в аварийных ситуациях (сценарии: разгерметизация приборно-грузового
отсека функционально-грузового блока, пожар в Node2)
22.02.2023 Тренировка экипажа корабля SpaceX Dragon Crew-5 по расстыковке
и отбытию с использованием компьютерных и методических средств
23.02.2023 Компьютерная тренировка по сходу с орбиты корабля SpaceX Dragon Crew-5
и проведение конференции перед расстыковкой

Связи с общественностью
Большое внимание в космическом полете Анна уделила работам по связям с
общественностью, а также фото- и видеосъемкам по заявкам и в интересах
ГК «Роскосмос» и других организаций. В рамках этих работ были проведены
ТВ-сеансы:
–– с представителями ведущих российских средств массовой информации;
–– участниками космического урока;
–– призерами конкурса детского рисунка «Славные страницы истории
Российского Отечества»;
–– участниками «Международной космической олимпиады»;
–– участниками II Конгресса молодых ученых;
–– участниками Международного молодежного форума «Мир 2100:
глобальные тренды и будущее глазами молодых»;
12

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

–– со школьниками и студентами в рамках Всероссийской акции
«Ученые – в школы».
А также видеосъемки:
–– ответов на вопросы для документального фильма, посвященного
165-летию со дня рождения К.Э. Циолковского;
–– интервью для Форума космонавтики и авиации «КосмоСтарт»;
–– ответов на вопросы участников акции «Спроси нашего космонавта»;
–– ответов на вопросы участников акции «Задай вопрос А. Кикиной»;
–– обращения к участникам II зимних Международных спортивных игр
«Дети Азии».
Кроме того, Анна приняла участие во всероссийских просветительс­
ких акциях – «Географический диктант» и «Евразийский экологический диктант». Постоянно вела персональные блоги, в том числе записывала для них
видео- и фоторепортажи.

Расстыковка и спуск корабля SpaceX Dragon Crew-5
После завершения работ на МКС экипаж Crew-5 приступил к подготовке
к спуску. 8 марта 2023 г. состоялась церемония прощания, но, из-за плохих погодных условий в районе приводнения, расстыковка корабля SpaceX
Dragon Crew-5 была перенесена на 11 марта 2023 г.
11 марта 2023 г. в 05:28 (GMT) экипаж закрыл люк корабля SpaceX
Dragon Crew-5. Расстыковка со станцией была выполнена в 07:19:58 (GMT).
Приводнение возвращаемой капсулы с экипажем состоялось 12 марта 2023 г.
в 02:02 (GMT) в расчетной точке Мексиканского залива возле города Тампа,
у западного побережья Флориды, США.

Послеполетные мероприятия
Через 10 дней после завершения космического полета А. Кикина прибыла
в ЦПК и приняла участие во 2-м этапе экспериментального исследования
в интересах подготовки и обеспечения полетов человека к другим телам
и планетам Солнечной системы. В течение последующих 4 дней космонавт:
–– прошла испытания на натурном стенде исследования операторских
качеств космонавта по управлению движением транспортного средства;
–– выполнила на тренажере «Телеоператор» в ручном режиме стыковку
со станцией ТГК «Прогресс МС»;
–– продемонстрировала навыки управления виртуальной компьютерной
моделью транспортного средства на поверхности космического объекта;
–– с использованием антропоморфного робота отработала на натурном
стенде управление движением транспортного средства.
В период с 27 марта по 6 апреля 2023 г. с целью разработки послеполетного экспресс-отчета в ЦПК были проведены встречи А. Кикиной со специа­
листами ЦПК, РКК «Энергия», Института медико-биологических проблем,
13

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

организаций – постановщиков КЭ и других смежных организаций. Космонавтом был высказан ряд замечаний и предложений: по конструкции, бортовым системам и оборудованию, организации работ на РС МКС, научной
аппаратуре и программе НПИ/ЦР, информационному обеспечению и планированию деятельности экипажа в интересах дальнейшего совершенствования космической техники, организации деятельности экипажей в полете
и повышения качества подготовки космонавтов.

Выводы
Уровень подготовленности А. Кикиной по РС МКС позволил ей выполнить
запланированную программу космического полета.
Космонавт приняла активное участие в работах по техническому обслуживанию бортовых систем и оборудования, а также плановых ремонтно-восстановительных работах.
В процессе космического полета большое внимание уделялось вопросам безопасности: проводились инструктажи, бортовые тренировки и консультации по использованию оборудования и действиям в аварийных си­
туа­циях.
Тесное взаимодействие между членами экипажа 68-й экспедиции МКС,
а также с персоналом Главной оперативной группы управления полетом РС
МКС, способствовало качественному выполнению запланированной программы космического полета.
А. Кикина стала первым российским космонавтом, совершившим космический полет на американском коммерческом пилотируемом корабле
SpaceX Dragon.
По результатам послеполетных встреч А. Кикиной со специалистами
ЦПК и заинтересованных организаций разработан план-график мероприятий по устранению замечаний и реализации предложений, направленных на
совершенствование космической техники, организации деятельности экипажей в космическом полете и повышение качества подготовки космонавтов.
Проведение в первые дни после приземления экспериментальных исследований в интересах подготовки и обеспечения полетов человека к другим планетам позволяет накапливать статистические данные о возможностях
и особенностях выполнения космонавтами сложной профессиональной деятельности после длительных космических полетов.

ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА
ПИЛОТИРУЕМЫХ ПОЛЕТОВ В КОСМОС
THEORY AND PRACTICE OF HUMAN SPACE FLIGHTS

УДК 004.896

Исследование возможностей использования
робототехнических систем для поддержания
операторской деятельности экипажей
и формирования экосистемы/микроклимата
сотрудничества
В.А. Дикарев, В.И. Дубинин, А.Н. Симбаев, А.Ю. Кикина,
Ю.С. Чеботарев, Э.В. Никитов, И.А. Розанов
Докт. техн. наук, проф. В.А. Дикарев; канд. техн. наук В.И. Дубинин;
канд. техн. наук, доц. А.Н. Симбаев; космонавт-испытатель
отряда космонавтов ГК «Роскосмос» А.Ю. Кикина; Ю.С. Чеботарев;
Э.В. Никитов (ФГБУ «НИИ ЦПК имени Ю.А. Гагарина»)
И.А. Розанов (ГНЦ РФ – ИМБП РАН)
В статье рассматриваются особенности оценки возможностей использования робототехнических систем (РТС) для поддержания операторской деятельности экипажей в условиях изоляционного эксперимента «SIRIUS-21»
по направлению «Космическая робототехника» в части постановки, проведения и результатов исследований. В ходе исследований (до, во время
и пос­ле изоляционного эксперимента) проведена сравнительная оценка качества выполнения испытателями операторской деятельности при управлении РТС антропоморфного типа (АТ) в виртуальной среде посредством
задающего устройства копирующего типа (ЗУКТ) и шлема виртуальной
реальности (ШВР) в процессе поочередного выполнения испытателями
функций операторов и ассистентов операторов. При подготовке и проведении исследований особое внимание уделено влиянию рассогласованнос­
ти кинематичес­ких характеристик виртуальной модели антропоморфного
робота (АР) и ЗУКТ, особенностей вестибулярной устойчивости каждого
оператора при использовании ШВР, а также продолжительности перерывов
между циклами исследований на формирование уровня индивидуальных
операторских качеств по управлению РТС АТ и необходимости формирования экосистемы/мик­роклимата сотрудничества. Полученные данные позволили сделать вывод о необходимости пролонгированного отбора операторов
РТС АТ из числа испытателей, обладающих более высокими операторскими
качествами. В условиях длительной изоляции необходимо осуществлять
корректировку циклограмм планируемых исследований и перспективных
средств психологической поддержки.
15

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

Ключевые слова: операторская деятельность, робототехническая система,
виртуальная модель, антропоморфный робот, задающее устройство копирующего типа, сотрудничество, экосистема, психологическая поддержка

Investigation of Robotic Systems Possibilities to Support Crew
Operator Activity and Formation of Cooperation Ecosystem/
Microclimate. V.A. Dikarev, V.I. Dubinin, A.N. Simbaev,
A.Yu. Kikina, Yu.S. Chebotarev, E.V. Nikitov, I.A. Rozanov

The article considers features of assessing the possibilities of using robotic
systems (RS) to support crew operator activity in the conditions of SIRIUS-21
isolation experiment in the direction of “Space Robotics” in terms of staging,
conducting and research results. In the course of research (before, during and
after the isolation experiment), a comparative evaluation of operator activities
performance quality is conducted when anthropomorphic type RS are controlled
in a virtual environment by means of a copying-type master device and virtual
reality helmet in the process of alternately performing the functions of operators
and operator assistants. During preparation and conducting the research, special
attention is paid to effect of inconsistency of anthropomorphic robot virtual model
and copying-type master device kinematic characteristics, features of operator
vestibular stability when using virtual reality helmet, as well as duration of breaks
between research cycles on the formation of individual operator quality level
required to control anthropomorphic type RS and the need to form cooperation
ecosystem/microclimate. The data obtained made it possible to conclude the
necessity for a prolonged selection of anthropomorphic type RS operators from
among the testers with higher operator qualities with subsequent adjustment of
study timelines and advanced means of psychological support in conditions of
prolonged isolation.
Keywords: operator activity, robotic system, virtual model, anthropomorphic
robot, copying-type task device, cooperation, ecosystem, psychological support

Исследования возможностей использования
робототехнических систем для поддержания
операторской деятельности экипажей
Заявленными целями исследования «Использование РТС для поддержания
операторской деятельности экипажей при реализации перспективных пилотируемых космических программ» по направлению «Космическая робототехника» в рамках проведения эксперимента «SIRIUS-21» («Комплексное
изучение адаптационных процессов, происходящих в организме человека
при моделировании отдельных факторов космического полета в условиях
изоляции в гермообъекте с искусственной средой обитания») являлись:
–– изучение механизмов адаптации человека по использованию РТС для
поддержания операторской деятельности экипажей при реализации перспективных пилотируемых космических программ (ППКП) в условиях изоляции
в гермообъекте с искусственной средой обитания;
16

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

–– проведение научных исследований потенциальных особенностей
использования РТС для поддержания операторской деятельности экипажей
при реализации ППКП с моделированием отдельных факторов космического
полета в условиях изоляции;
–– отработка технологий дистанционного обучения экипажа по направлению «Космическая робототехника» в длительном межпланетном перелете.
Подготовка в интересах достижения заявленных целей исследования
по направлению «Космическая робототехника», обеспечение автономнос­
ти и мобильности его проведения осуществлялась с использованием науч­
ной аппаратуры (НА) на базе мобильного автоматизированного рабочего
места (АРМ-М) универсального компьютерного стенда робототехнических
систем (УКС РТС) ФГБУ «НИИ ЦПК имени Ю.А. Гагарина» (НИИ ЦПК)
[1] (рис. 1, табл.).

Рис. 1. Общий вид НА по направлению «Космическая робототехника»
Состав НА по направлению «Космическая робототехника»
Название

Количество, шт.

Ноутбук MSI 9S7-17 с блоком питания
ЗУКТ (7,5 кг)
ШВР
Стойка для расположения ЗУКТ
Кабель Ethernet
Усилитель-разветвитель USB

2
1
1
1
1
1

Размеры, мм
(длина, ширина, высота)
265 x 400 x 25
900 x 600 x 350
300 х 240 х 200
1150 x 850 x 850
–

При подготовке к исследованию получены усредненные экспертные
значения времени успешного выполнения каждого задания (tij э). Задания
с АР в виртуальных сценах разработаны по принципу «от простого к сложному»: сценарии (i) состоят из заданий (j), при выполнении которых проводился хронометраж среднего времени (tij ср) успешного выполнения попыток
(n) испытателями за отведенный интервал времени (Ti).
17

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

Предложены следующие задания:
1. Задания по выполнению индивидуальных операций РТС:
а) с «простыми» объектами T1 = 12 мин (рис. 2):
–– манипуляции по размещению АР гантели в заданном секторе
(рис. 2, а);
–– манипуляции по перемещению АР гантели из одного манипулятора в другой (рис. 2, б);
–– манипуляции по размещению АР куба в заданном секторе (рис. 2, в);
–– манипуляции по размещению АР шара в заданном секторе (рис. 2, г);
б) с бортовым оборудованием T2 = 24 мин (рис. 3):
–– манипуляции по активации АР бортового огнетушителя (рис. 3, а);
–– манипуляции по изъятию АР контейнера научного оборудования
«Биориск» (рис. 3, б);
в) с функциональными панелями T3 = 24 мин (рис. 4):
–– манипуляции АР с переключателями функциональной панели
(рис. 4, а);
–– манипуляции по применению АР бортовой дрели для винтовых
соединений функциональной панели (рис. 4, б).

а
б
в
г
Рис. 2. Виртуальные сцены заданий по выполнению индивидуальных операций
РТС с «простыми» объектами

а
б
Рис. 3. Виртуальные сцены заданий
по выполнению индивидуальных
операций РТС с бортовым
оборудованием
18

а
б
Рис. 4. Виртуальные сцены заданий
по выполнению индивидуальных
операций РТС с функциональными
панелями

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

2. Задания по выполнению групповых операций совмещенными РТС
T4 = 24 мин (рис. 5):
–– манипуляции по перемещению АР совмещенного с роботизированным ровером, установке с его помощью карабина на функциональной панели
в здании лунной базы (рис. 5, а);
–– манипуляции по перемещению АР, совмещенного с роботизированным ровером, по поверхности Луны, сбору с его помощью реголита в бункер
роботизированного ровера (рис. 5, б).
Для каждого задания предусмотрено распределение среди участников
исследования их операторских, ассистентских и лабораторно-исследовательских функций и соответствующих им предписанных ролей:
а) операторы:
–– перед выполнением заданий уясняют постановку задач, рекомендации, особенности их выполнения и критерии оценки, облачаются в ЗУКТ
и ШВР;
–– перед началом выполнения задания находятся в ЗУКТ и ШВР в исходном положении (руки опущены вниз, голова «смотрит» прямо);
–– в процессе выполнения задания осуществляют действия в соответст­
вии с постановкой задач и их особенностей;
–– после успешного выполнения каждой попытки возвращаются в исходное положение;
–– все движения головой выполняют плавно и медленно (для минимизации вестибулярного дискомфорта и повышения точности управления);
–– после выполнения задания снимают, при помощи ассистентов операторов, ШВР и ЗУКТ, сообщают о своем состоянии, выявленных особенностях и замечаниях;
б) ассистенты оператора:
–– перед выполнением заданий помогают облачить оператора в ЗУКТ
и надеть ШВР;

а
б
Рис. 5. Виртуальные сцены заданий по выполнению
групповых операций совмещенными РТС
19

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

–– в процессе выполнения заданий осуществляют наблюдение за дейст­
виями операторов и их состоянием, за функционированием оборудования
ЗУКТ и ШВР, соединительными кабелями;
–– фиксируют время выполнения оператором каждой попытки, общее
количество попыток, и те из них, что были успешными;
–– следят за параметрами встроенных средств объективного контроля
и визуально сопоставляют их с пространственным положением кинематичес­
ких звеньев ЗУКТ и манипуляторов виртуальных моделей АР, фиксируют
критические рассогласования между ними и возникающие сбои в работе
оборудования;
–– после завершения выполнения заданий помогают операторам снять
ШВР и ЗУКТ.
В процессе постановки исследования разработаны, апробированы
и уточнены методические рекомендации (МР) по его проведению. В соответствии с МР планировалось выполнение во время изоляционного эксперимента четырех сеансов по 4 часа каждый, которые включали в себя:
2 часа тренировочного времени на подготовку оборудования, дистанционное обучение испытателей и сопровождение экспериментальных исследований (ЭИ) группой специалистов НИИ ЦПК; 2 часа контрольного выполнения заданий.
Во время проведения ЭИ была смоделирована временная задержка передачи аудио- и видеосообщений.
За один сеанс (2 часа) предлагалась отработка двух сценариев. При отработке каждого сценария проводилась ротация оператора и ассистента оператора управления виртуальной РТС через 30 минут.
Для выполнения каждого варианта сценария предусматривалось за­
дейст­вовать поочередно двух испытателей (в роли оператора и/или ассистента оператора).
Для изучение механизмов адаптации человека по использованию РТС
для поддержания операторской деятельности экипажей при реализации
ППКП в условиях изоляции в гермообъекте с искусственной средой обитания предложено провести фоновые ЭИ до, во время и после изоляции.
Для предварительной отработки технологий дистанционного обучения
экипажа по направлению «Космическая робототехника» в длительном межпланетном перелете в процессе подготовки участников к исследованию были
проведены лекционные занятия с использованием видео-конференц-связи
(ВКС). При проведении серии практических занятий по подготовке участников к исследованию им было предложено самостоятельно по МР выполнить
в виртуальных сценах сценарии заданий к предстоящим сеан­сам. Это позволило, в сочетании с получением уточняющих радиограмм и разъяс­няющих
видеоинструктажей в условиях имитации длительных задержек обмена информации, определить возможности и особенности использования МР для
отработки заданий во время изоляции.
20

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

По завершении серии практических занятий проведено фоновое (до
начала изоляции) исследование операторской деятельности испытателей по
выполнению заданий по групповым операциям с использованием РТС, как
наиболее сложных из рассматриваемых.
Результаты этого фонового исследования позволили произвес­ти среди
участников эксперимента пролонгированный отбор потенциально возможных операторов с наилучшими оценками операторской деятельности, которые, с учетом формирования микроклимата сотрудничества, в дальнейшем
привлекались к выполнению исследования во время изоляции в паре поочередно в качестве оператора и ассистента оператора. Перед ЭИ для качест­
венного определения ролей испытателей и выбора, в частности, участников
ЭИ в качест­ве операторов, был проведен пролонгированный отбор. В испытаниях приняли участие 4 испытателя как российские, так и иностранные.
Для отбора было выбрано упражнение «Манипуляции АР с переключателями функцио­нальной панели», результаты которого представлены на рис. 6.
На рис. 6 n по оси – количество попыток; n1–n4 – количество успешных попыток каждым оператором; tср1–tср4 – среднее время выполнения задания операторами 1–4 соответственно. Сравнение усредненного времени оператора
проводится с tэ – временем выполнения операции экспертом. Оператором 1
успешно было выполнено 5 попыток, оператором 2 – 7 попыток, оператором
3 – 3 попытки и оператором 4 – 3 попытки.
Испытания показали возможность выполнения упражнения всеми четырьмя испытателями, при этом двое из них выполняли задание примерно
в два раза быстрее. В итоге в качестве операторов были выбраны один российский испытатель и один американский.

Рис. 6. Результаты пролонгированного отбора на роль операторов
21

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

Формирование микроклимата сотрудничества по направлению «Космическая робототехника» определялось по складывающимся парным отношениям с позиции глубины и качества погружения в решаемые задачи, слаженности выполнения предписанных ролей, старательности в достижении
поставленных целей и в работе на результат, объективности в оценке и фиксации выявленных особенностей и замечаний, адекватного восприятия рекомендаций, реагирования на предложения и т. п.
Результаты фонового исследования до начала изоляции по заключительному заданию «Манипуляции по перемещению АР по поверхности Луны,
сбору с его помощью реголита в бункер совмещенного с ним роботизированного ровера» показывают на сформированность у двух отобранных испытателей, работавших в качестве операторов, устойчивых операторских навыков с количеством успешно выполненных итераций заданий, соответственно,
для первого оператора – 4 раза, для второго – 6 раз (рис. 7).
Однако среднее время успешного выполнения ими задач (попыток) (tij ср)
не достигло усредненных экспертных значений (tij э), соответственно, более
чем на 45 и 25 %. Оператором 1 успешно было выполнено 3 попытки, оператором 2 – 4 попытки. Кроме этого, при подготовке к исследованию обращено внимание на проявление некоторого вестибулярного дискомфорта у операторов при продолжительном использовании ШВР (более 25 мин), а также
рассогласованности кинематических характеристик виртуальной модели АР
и ЗУКТ вследствие различия антропометрических характеристик операторов [2].
С учетом этих результатов для обеспечения микроклимата сотрудни­
чест­ва произведена корректировка циклограмм исследования при его выполнении во время длительной изоляции.

Рис. 7. Результаты фонового исследования до начала изоляции
для двух отобранных испытателей
22

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

Выполнение исследований
Первоначально исследование во время изоляции по направлению «Кос­
мическая робототехника» планировалось выполнить в период с 0 до 55 суток
эксперимента «SIRIUS-21». Для обеспечения цикличности рекомендовалось
проводить сеансы с интервалом один раз в 10 дней. Предполагалась доставка
и размещение НА на базе АРМ-М УКС РТС НИИ ЦПК в медико-техничес­
кий наземный экспериментальный комплекс до начала изоляционного эксперимента и ее возращение посредством заполненного для утилизации первого
транспортного грузового корабля на 55-е сутки длительной изоляции.
По факту доставка НА осуществлена первым транспортным грузовым
кораблем на 55-е сутки длительной изоляции. В соответствии со сложившимися объективными причинами, исследования выполнялись 4 раза по
4 часа в день в период с 55-х до 115-х суток эксперимента «SIRIUS-21» с
интервалами сеансов 8–14 дней, а именно: 1-й сеанс – 55-е сутки + 16 дней;
2-й сеанс – 55-е сутки + 24 дня; 3-й сеанс – 55-е сутки + 35 дней; 4-й сеанс –
55-е сутки + 49 дней. Перенос, по решению ГК «Роскосмос», был вызван
необ­ходимостью демонстрации используемой в исследованиях НА на Международной выставке в г. Дубай.
Для получения сравнительной оценки качества выполнения испытателями операторской деятельности при управлении РТС АТ в виртуальной
среде посредством ЗУКТ и ШВР в ходе изоляционного эксперимента дополнительно проведены исследования до (36 дней) и после (12 дней) изоляции.
По результату практических занятий, а также получению доизоляцион­
ных результатов выполнения заданий испытателями, были разработаны
видео­инструкции выполнения всех заданий и дополнительные презентационные материалы, поясняющие порядок работы с НА и особенности выполнения ЭИ. В последующем наблюдалось снятие проблемных вопросов со
стороны испытателей, выравнивание темпа выполнения циклограммы работ.
В связи с тем, что в ходе проведения ЭИ искусственно увеличилась задержка связи между испытателями и техническими специалистами до 5 минут (в одну сторону), для компенсации издержек присутствия в реальном
времени сотрудников НИИ ЦПК, сопровождающих проведение эксперимента, были разработаны и переданы вместе с радиограммами к каждому занятию дополнительные обучающие материалы и видеоинструкции выполнения заданий.
Анализ данных исследования во время изоляции по заключительному заданию до выполнения операторами всех предшествующих заданий исследования показывает ухудшение качества работы, выраженное в увеличении среднего времени выполнения операции (относительно фоновых),
однако также может указывать на более усидчивый и аккуратный режим работы операторов с целью предотвращения ошибок (рис. 8). Оператором 1
23

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

Рис. 8. Результаты фонового исследования во время изоляции
до выполнения операторами всех предшествующих заданий исследования

успешно было выполнено 3 попытки, оператором 2 – 5 попыток. Среднее
время успешного выполнения ими задач (попыток) (tij ср) в заданиях не достигло усредненных экспертных значений (tij э), соответственно, более чем
на 54 и 34 %.
Анализ данных, полученных во время изоляции, по заключительному
заданию после выполнения операторами всех предшествующих заданий исследования показывает улучшение качества работы, выраженное в уменьшении среднего времени выполнения операции (относительно фоновых показателей), что свидетельствует о получении навыков выполнения операторской
деятельности испытателями (рис. 9). Оператором 1 успешно было выполнено 4 попытки, оператором 2 – 5 попыток. Среднее время успешного выполнения ими задач (попыток) (tij ср) в заданиях не достигло усредненных экспертных значений (tij э), соответственно, более чем на 30 и 10 %.

Рис. 9. Результаты фонового исследования во время изоляции
после выполнения операторами всех предшествующих заданий исследования
24

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

Результаты исследования после изоляции по заключительному заданию
показывают ухудшение качества работы испытателей относительно работы
во время изоляции, но улучшение относительно работы до изоляции по критерию оценки среднего времени выполнения операции (рис. 10). Оператором
1 успешно было выполнено 5 попыток, оператором 2 – 7 попыток. Среднее
время успешного выполнения ими задач (попыток) (tij ср) в зада­ниях не достигло усредненных экспертных значений (tij э), соответственно, более чем
на 40 и 20 %.

Рис. 10. Результаты фонового исследования после изоляции

Исследование возможностей формирования
экосистемы/микроклимата сотрудничества экипажа
Экипажи, осуществляющие длительные космические полеты (ДКП), живут
и выполняют сложную профессиональную деятельность (в том числе и операторскую) в условиях постоянного воздействия физических, физиологичес­
ких и психологических неблагоприятных факторов космического полета.
Условия космического полета при скученности и дефиците приватного пространства, в сочетании с высоким уровнем стресса, могут провоцировать
конфликтную напряженность, борьбу за лидерство внутри экипажа, приводить к развитию эмоциональных расстройств и нарушениям сна, снижению
мотивации и работоспособности. Появление этих психологических проблем
связано с процессами астенизации центральной нервной системы (ЦНС).
Одним из направлений формирования экосистемы/микроклимата сотрудничества членов экипажа в условиях этих факторов предлагается проведение мероприятий психологической поддержки (ПП) методами, основанными на новых информационных технологиях. В отличие от применяемых
в настоящее время способов информационного обеспечения экипажей, технологии виртуальной реальности (ВР), голосовые помощники, социальная
25

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

робототехника независимы от прямой связи с Землей и наличия дополнительных поставок, в связи с этим они могут быть применены в межпланетных полетах при воздействии фактора автономности [3–5].
Во всех модельных экспериментах, где использовались виртуальные
среды («МАРС-500», «SIRIUS-17», «SIRIUS-19», «ЭСКИЗ» и «SIRIUS-21»),
члены международных экипажей указывали на необходимость использования ВР для обучения, повышения качества профессиональных навыков и выработку новых. Это соответствует современным представлениям российских и американских ученых о необходимости использования технологий
ВР в ДКП (включая перспективные межпланетные полеты) не только в качестве метода компенсации сенсорного дефицита, но и в роли средства поддержания профессиональных навыков космонавта.
В 8-месячном эксперименте «SIRIUS-21» виртуальное личное пространство предоставляло пользователю 24 сценария интерактивного взаи­
модействия с предъявляемой информационной средой (т. е. 24 степени
свободы), не считая возможностей виртуальной комнаты для рисования.
В виртуальный «кинотеатр» было загружено 20 3D-роликов релаксационной направленности продолжительностью 3–15 мин каждый. Однако согласно проведенному «после полета» групповому интервью с членами экипажа,
высокая мотивация к использованию специализированного программного
обеспечения (ПО) для ПП в среде ВР (виртуальное личное пространство) сохранялась лишь в течении трех недель эксперимента, после чего ВР для ПП
членам экипажа «наскучила». Эти результаты подтвердили данные, полученные в эксперименте «МАРС-500», где экипаж также «насытился» предъявляемыми виртуальными средами уже в течении первого месяца изоляции.
Таким образом, эмпирическим путем установлено, что указанного здесь
объема специализированного контента и количества возможностей для интерактивного взаимодействия со средой ВР достаточно лишь на 14–20 суток изоляции.
Отдельный вопрос связан с достаточным для решения задач ПП объе­
мом предъявляемого в ВР стимульного материала. Согласно самоотчетам
обследуемых в 3-суточной и 7-суточной «сухих» иммерсиях (метод заключается в погружении (кроме головы) в теплую воду без контакта с водой благодаря тонкой пленке, в которую человек завернут), объем предъявляемого
в ВР контента являлся достаточным для всей продолжительности эксперимента. В то же время, согласно самоотчетам членов экипажа эксперимента «ЭСКИЗ», который отличался от иммерсии более активным распорядком
дня у обследуемых, количество возможностей для интерактивного взаимодействия с виртуальным личным пространством и разнообразие объемных
видео (14 файлов продолжительностью от 1,5 до 15 мин) было явно недостаточным для выполнения всех задач ПП. Члены экипажа отмечали в «пос­
леполетном» групповом интервью, что у них быстро развивалось «надоедание» по отношению к ВР.
26

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

Обследуемые в модельных экспериментах и в контрольной группе представляли различные возрастные и профессиональные подгруппы, относились
к различным культурам, среди них были представители обоих полов. В выборке присутствовали представители различных национальностей (в экипаж
эксперимента «SIRIUS-21» входили 3 гражданина РФ разных субэтносов,
2 гражданина США разного национального происхождения и 1 представитель ОАЭ). При этом культурально или гендерно обусловленных особеннос­
тей восприятия ВР для ПП выявлено не было. Можно предположить, что
этот феномен связан с тем, что в качестве стимульного материала (контента) для виртуальных сред были сознательно отобраны такие психологичес­
кие образы, которые являются «универсальными» с культурной и социальной точек зрения.
Как показывают результаты моделирования операций по высадке на
поверхность Луны в экспериментах «SIRIUS-19», «ЭСКИЗ» и «SIRIUS-21»
с длительной изоляцией и высокой автономностью, использование тренажеров на основе технологий ВР симуляционная виртуальная «высадка» на Луну
обеспечивала в том числе обучение экипажа профессиональной деятельнос­
ти [5]. Согласно данным самоотчетов, радиограмм и групповому «послеполетному» интервью со всем экипажем, внекорабельная деятельность (ВКД)
выступила в качестве полноценного мероприятия ПП. Она позволила экипажу компенсировать воздействие депривационных (сокращение либо полное
лишение возможности удовлетворять основные потребности – психофизио­
логические либо социальные) феноменов, положительно повлияла на сплочение экипажа, наделила всю изоляционную миссию значимым психологическим смыслом и предоставила возможность создать у обследуемых образ
космического полета. Параллельное исследование, проведенное в контрольной группе в обычных условиях жизнедеятельности, позволило подтвердить
благоприятный психоэмоциональный эффект от моделируемой высадки на
поверхность Луны в виртуальной среде, связанной с выполнением целесооб­
разной значимой деятельности (согласно данным компьютерного анализа мимики с помощью ПО Noldus FaceReader).
При выполнении в ЭИ заданий по выполнению различного вида операций в ВР с использованием РТС испытатели находились не в статичес­
ком состоянии, когда оператор может лишь наблюдать за событиями, имея
степень свободы головы, а облаченные в ЗУКТ при физической нагрузке с возможнос­тью активно выполнять полезную работу манипуляторами виртуальной РТС (вес ЗУКТ составляет ~7,5 кг). При этом при работе
в ШВР с использованием ЗУКТ отмечается увеличение времени устойчивого отсутст­вия у испы­тателей вестибулярного дискомфорта с 15 до 25 мин.
Таким образом, перспективы развития средств ВР для ПП должны
включать в себя также сценарии и контент, связанные с поддержанием профессиональных навыков космонавтов.
27

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

Обобщение результатов
экспериментальных исследований
Для планируемых изоляционных экспериментов предлагается предусмотреть дополнительное время для предварительной апробации и уточнения
программы и методики исследований с учетом потенциального контингента
участников эксперимента, в том числе для корректного определения ролей
участников эксперимента. Кроме того, целесообразно учесть необходимость
проведения пролонгированного отбора операторов РТС АТ из числа испытателей до начала изоляционного эксперимента.
При проведении ИЭ предлагается привлекать участников (по возможности и при их желании) ранее проведенных экспериментов «SIRIUS-21» в качестве экспертов. Они могут быть полезны на этапе разработки программ
и методик исследований, на этапе подготовки участников ИЭ к исследованиям, в процессе выполнения исследований в ходе ИЭ «SIRIUS-23», в частности, по направлению «Космическая робототехника».
В случае отсутствия резервных возможностей по переносу сроков выполнения исследований предлагается закрепить приоритет за ИЭ по отношению к другим оперативно возникающим мероприя­тиям как стратегичес­
ки значимым для науки и техники в проекции на медико-биологические
аспекты.
Для будущих ИЭ предлагается сформировать требования к массогабаритным характеристикам НА для различных ситуаций: при транспортировке через шлюзы; при развертывании и применении внутри станции;
при развертывании и использовании на имитаторе поверхности планеты и т. п.
В ходе ЭИ выявилась проблема утомляемости и перегруженности зрительной системы испытателей. При нарушении порядка проведения ЭИ,
а именно: несоблюдение режима труда и отдыха; выполнение нескольких
сеансов работы подряд без выдерживания паузы – у испытателя возникало
состояние дискомфорта. Таким образом, при организации подобных ЭИ следует акцентировать внимание на строгом соблюдении порядка проведения
ЭИ при выполнении работ с использованием очков/шлема ВР.
Результаты исследований предлагается использовать для формирования рекомендаций по проектированию и обработке коллаборации (совместных операций с эффектом сотрудничества) [6, 7] и интерфейса взаимодейст­
вия операторов с РТС [8] для операционной и информационной поддержки
дея­тельности экипажей в процессе наземной подготовки основных и дублирующих экипажей к космическому эксперименту «Теледроид» [9], а также
при проведении планируемых ЭИ 12-месячной изоляции на базе ГНЦ РФ –
ИМБП РАН «SIRIUS-23» с использованием модернизированного УКС РТС
и физических образцов АР и мобильной платформы.
28

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

Выводы
1. Результаты ЭИ до начала эксперимента показывают, что в силу психолого-физиологических и индивидуальных особенностей операторских качеств
не каждый участник изоляционного эксперимента смог исполнить роль
оператора по управлению РТС. Полученные в ходе исследований данные
позволили сделать вывод о необходимости пролонгированного отбора операторов РТС АТ из числа испытателей до начала изоляционного эксперимента.
2. В ходе изоляционного эксперимента отработана технология дистанционного обучения экипажа в длительном межпланетном перелете. При
подготовке к планируемым экспериментам, предполагающим дистанционное общение с задержкой связи, необходима разработка дополнительных
обучающих материалов, интерактивных учебно-справочных материалов
(инструкций) с соответствующими ссылками и подсказками.
3. Экспериментальные данные позволили оценить динамику изменения
адаптации профессиограмм (система признаков, описывающих ту или иную
профессию) использования РТС и качества выполнения (до, во время и после
изоляции) операторской деятельности членов экипажа.
4. В ходе проведения исследований полученные экспериментальные
данные позволили создать базу данных норм времени выполнения выбранных для ЭИ сценариев опытными специалистами (сотрудниками НИИ ЦПК).
Полученные данные могут быть полезны для дальнейших исследований в качестве расчетной базы, а также для последующей обработки с точки зрения
критериев отличных от критериев постановщиков эксперимента.
5. Для формирования экосистемы/микроклимата сотрудничества членов экипажа в условиях факторов ДКП предложены мероприятия ПП методами, помимо традиционных, основанными на новых информационных технологиях; технологии ВР; голосовые помощники, социальная робототехника.
6. Полученные результаты исследований и апробированные технологии
дистанционного обучения позволят сравнить адекватность функционирования виртуальной и физической моделей (планируемых к использованию
в дальнейших исследованиях), сформировать рекомендации для операцион­
ной и информационной поддержки деятельности экипажей в процессе их
подготовки к ППКП.
ЛИТЕРАТУРА
[1] Предпосылки и результаты модернизации универсального компьютерного стен­
да робототехнических систем / В.А. Дикарев, В.А. Довженко, Э.В. Никитов,
Ю.С. Чеботарев // Пилотируемые полеты в космос. – 2021. – № 4(41). – С. 36–47.
[2] Проблема обеспечения соответствия кинематических характеристик исполнительных и задающих устройств антропоморфных робототехнических систем
для перспективных пилотируемых космических программ / В.А. Дикарев,
А.Н. Симбаев, А.Ю. Кикина [и др.] // Пилотируемые полеты в космос. – 2022. –
№ 4(45). – С. 54–71.
29

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

[3] Виртуальная реальность для психологической коррекции: методология формирования контента / И.А. Розанов, А.В. Иванов, О.О. Рюмин [и др.]; под ред.
В.В. Козлова, А.В. Карпова, В.А. Мазилова [и др.] // Методология современной психологии. – Москва: ЛКИИСИ РАН: МАПН; Ярославль: ЯрГУ, 2022. –
Вып. 16. – С. 324–333.
[4] Опыт применения виртуальной реальности для психологической коррекции в
экспериментах с моделированием стрессоров космического полета / И.А. Розанов, А.В. Иванов, О.О. Рюмин, Ю.А. Бубеев; под ред. В.В. Козлова, А.В. Карпова, В.А. Мазилова [и др.] // Методология современной психологии. – Моск­
ва: ЛКИИСИ РАН: МАПН; Ярославль: ЯрГУ, 2022. – Вып. 16. – C. 333–344.
[5] Розанов, И.А. Психологические эффекты психологической поддержки при моделировании факторов космического полета: диссертация на соискание ученой
степени канд. мед. наук. – Москва: ФГБУН ГНЦ РФ – ИМБП РАН, 2022. –
141 с. – URL: http://www.imbp.ru/WebPages/win1251/ScienceN/DisserSov/
Rosanov2022/Rosanov-dis.pdf (дата обращения 14.04.2023).
[6] Чеботарев, Ю.С. Некоторые аспекты коллаборативного взаимодействия космонавтов с антропоморфными робототехническими системами для пилотируе­
мых космических полетов / Ю.С. Чеботарев, В.А. Дикарев, М.М. Харламов;
редкол.: И.А. Каляев, В.Г. Пешехонов [и др.] // XIV Всероссийская мультиконференция по проблемам управления (МКПУ-2021): материалы XIV мультиконференции (Дивноморское, Геленджик, 27 сентября – 2 октября 2021 г.):
в 4 т. – Ростов-на-Дону; Таганрог: Издательство Южного федерального университета, 2021. – Т. 1. – С. 215–217.
[7] Чеботарев, Ю.С. О некоторых направлениях обеспечения коллаборативного
взаимодействия космонавтов с робототехническими системами для пилотируе­
мых космических полетов / Ю.С. Чеботарев, В.А. Дикарев // Труды Междуна­
родной научно-технической конференции «Экстремальная робототехника».
2021. – С. 65–77.
[8] Человеко-машинные интерфейсы пилотируемых космических аппаратов: опыт
и перспективы / В.А. Дикарев, А.Ю. Кикина, Б.И. Крючков, И.Н. Белозерова //
Воздушно-космическая сфера. – 2021. – № 2. – С. 54–63.
[9] Теледроид: эксперимент. – URL: https://tsniimash.ru/science/scientific-experimentsonboard-the-is-rs/cnts/experiments/teledroid/ (дата обращения 16.05.2022).
REFERENCES
[1] Prerequisites and Results of Robotic Systems Universal Computer Stand Modernization /
V.A. Dikarev, V.A. Dovzhenko, E.V. Nikitov, Yu.S. Chebotarev // Manned Space
Flight. – 2021. – No 4(41). – P. 36–47.
[2] Problem of Ensuring Compliance of Kinematic Characteristics of Actuators and
Control Devices of Anthropomorphic Robotic Systems for Perspective Manned
Space Programs / V.A. Dikarev, A.N. Simbaev, A.Y. Kikina [et all.] // Manned Space
Flight. – 2022. – No 4(45). – P. 54–71.
[3] Virtual Reality for Psychological Correction: Methodology of Content Formation /
I.A. Rozanov, A.V. Ivanov, O.O. Ryumin [et al.]; ed. by V.V. Kozlov, A.V. Karpov,
V.A. Mazilov [et al.] // Methodology of Modern Psychology. – Moscow: LKIISI
RAS: MAPN; Yaroslavl: YarSU, 2022. – Vol. 16. – P. 324–333.
30

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

[4] The Experience of Using Virtual Reality for Psychological Correction in Experiments
with Modeling Space Flight Stressors / I.A. Rozanov, A.V. Ivanov, O.O. Ryumin,
Yu.A. Bubeev; ed. by V.V. Kozlov, A.V. Karpov, V.A. Mazilov [et al.] // Methodology of modern Psychology. – Moscow: LKIISI RAS: MAPN; Yaroslavl: YarSU,
2022. – Vol. 16. – C. 333–344.
[5] Rozanov, I.A. Psychological Effects of Psychological Support in the Modeling of
Space Flight Factors: Dissertation for the Degree of Candidate of Medical Sciences. –
Moscow: FSBI SSC RF – IMBP RAS, 2022. – 141 p. – URL: http://www. imbp.ru/
WebPages/win1251/ScienceN/DisserSov/Rosanov2022/Rosanov-dis.pdf (accessed
14.04.2023).
[6] Chebotarev, Yu.S. Some Aspects of the Collaborative Interaction of Astronauts with
Anthropomorphic Robotic Systems for Manned Space Flights / Yu.S. Chebotarev,
V.A. Dikarev, M.M. Kharlamov; ed.: I.A. Kalyaev, V.G. Peshekhonov [et al.] //
XIV All-Russian Multi-Conference on Management Problems (MCPU-2021): materials of the XIV Multiconference (Divnomorskoe, Gelendzhik, September 27 – October 2, 2021): in 4 Vol. – Rostov–on-Don; Taganrog: Publishing House of the
Southern Federal University, 2021. – Vol. 1. – P. 215–217.
[7] Chebotarev, Yu.S. On Some Areas of Ensuring Cosmonauts Collaborative Interaction
with Robotic Systems for Manned Space Flights / Yu.S. Chebotarev, V.A. Dikarev //
Proceedings of the International Scientific and Technical Conference “Extreme
Robotics” (Proceedings of the International Scientific and Technological Conference
“Extreme Robotics”). – 2021. – P. 65–77.
[8] Man-Machine Interfaces of Manned Spacecraft: Experience and Prospects /
V.A. Dikarev, A.Y. Kikina, B.I. Kryuchkov, I.N. Belozerova // Aerospace Sphere. –
2021. – No 2. – P. 54–63.
[9] Teledroid: Experiment. – URL: https://tsniimash.ru/science/scientific-experimentsonboard-the-is-rs/cnts/experiments/teledroid / (accessed 16.05.2022).

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

УДК 629.78

Аспекты совершенствования
организационно-методической
и учебной документации для организации
и проведения подготовки космонавтов
к выполнению полетов по перспективным
пилотируемым космическим программам
В.Г. Корзун, А.И. Кондрат, Д.А. Темарцев, В.Н. Дмитриев,
А.А. Ковинский
Герой Российской Федерации, летчик-космонавт Российской Федерации
В.Г. Корзун; А.И. Кондрат; канд. техн. наук Д.А. Темарцев;
канд. воен. наук В.Н. Дмитриев; канд. пед. наук А.А. Ковинский
(ФГБУ «НИИ ЦПК имени Ю.А. Гагарина»)
Важная роль при реализации пилотируемых космических программ отводится разработке (актуализации) организационно-методической и учебной
документации (ОМиУД) для организации и проведения подготовки космонавтов. В статье на основе анализа имеющейся ОМиУД для подготовки
космонавтов по программе полета российского сегмента (РС) Международной космической станции (МКС) рассматриваются некоторые аспекты
совершенствования ее состава, структуры и содержания для подготовки
космонавтов к полетам при реализации перспективных пилотируемых космических программ.
Ключевые слова: МКС, перспективная пилотируемая космическая программа, подготовка космонавтов, организационно-методическая документация, учебная документация, средства подготовки космонавтов

Aspects of Improving Organizational, Methodological and
Educational Documentation on Arranging and Performing
Cosmonaut Training for Flights Under Promising Manned
Space Programs. V.G. Korzun, A.I. Kondrat, D.A. Temartsev,
V.N. Dmitriev, A.A. Kovinsky

An important role in the implementation of manned space programs is given to
the development (update) of organizational, methodological, and educational
documentation (OM&ED) for the organization and arrangement of cosmonaut
training. Based on the analysis of the existing OM&ED for cosmonaut training
under the flight program of the International Space Station Russian segment (ISS
RS), the article considers some aspects of improving the composition, structure,
and content of OM&ED to train cosmonauts for flights under promising manned
space programs.
Keywords: ISS, promising manned space program, cosmonaut training,
organizational and methodological documentation, educational documentation,
means of training cosmonauts
32

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

В соответствии с утвержденной генеральным директором Госкорпорации
«Роскосмос» в августе 2022 г. «Стратегией российской пилотируемой космонавтики на период до 2035 года» предусматривается участие организаций
космической отрасли Российской Федерации в работах по разработке ряда
перспективных пилотируемых космических программ (ППКП) (рис. 1).

Рис. 1. Текущие задачи и основные направления развития
пилотируемой космонавтики в Российской Федерации

В рамках осуществления пилотируемой космической деятельности на
низких околоземных орбитах (НОО) наряду с продолжением работ по эксплуатации РС МКС и реализации программы научно-прикладных исследований и целевых работ (НПИ/ЦР) по отработке ключевых технологий для
будущих космических средств, уже в настоящее время проводятся работы
по созданию российской орбитальной станции (РОС).
Развертывание РОС предполагается на солнечно-синхронной орбите
с наклонением около 97° с большой энергетикой, объемами и комплексом
целевой аппаратуры, обеспечивающей реализацию широкого круга НПИ/
ЦР в интересах развития отечественной науки и экономики, обеспечения
безопасности Российской Федерации. Предполагаемый состав РОС должен
обеспечивать как посещаемый, так и автономный режимы полета и может
включать научно-энергетический модуль (НЭМ-РОС), базовый модуль, узловой модуль и шлюзовой модуль, а в последующем – целевые модули [1].
Доставку экипажей на РОС предусматривается осуществлять с использованием на начальном этапе ее эксплуатации модернизированного транспортного пилотируемого корабля (ТПК) «Союз», а в последующем – на пилотируемом транспортном корабле (ПТК).
Другим важнейшим направлением развития российской космонавтики
являются работы по созданию транспортной системы на базе ПТК «Орел»,
способного осуществлять в различных модификациях с экипажем из 2–4 человек пилотируемые полеты к МКС, РОС и Луне [2].
33

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

В целях пилотируемого освоения Луны (после 2030 г.) предусматри­
вает­ся проведение работ по созданию необходимого научно-технического
задела. Для этого создается ряд совершенно новых, уникальных по своим
характеристикам, космических средств:
–– ПТК для полетов к Луне;
–– пилотируемые лунные взлетно-посадочные комплексы (ЛВПК) различных вариантов исполнения;
–– средства перемещения по лунной поверхности (средства транспортирования модулей базы, герметичные луноходы, легкие средства передвижения для членов экипажа (роверы) и др.);
–– средства выведения, в том числе межорбитальные буксиры, ракеты-носители тяжелого и сверхтяжелого классов, разгонные блоки и др.
Для обеспечения своевременной и качественной подготовки космонавтов по каждой ППКП необходимо уже в настоящее время развернуть работы по созданию в ФГБУ «НИИ ЦПК имени Ю.А. Гагарина» (ЦПК) соот­
ветст­вую­щих средств подготовки космонавтов (СПК), в том числе ОМиУД
(рис. 2).

Рис. 2. Структура документов ЦПК, регламентирующих подготовку космонавтов

Организационно-методическая документация (ОМД), состав которой
приведен на рис. 3, предназначена для планирования, организации и проведения подготовки космонавтов к космическим полетам на пилотируемых
космических аппаратах (ПКА) в соответствии с утвержденными программами подготовки.
34

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

Рис. 3. Состав организационно-методической документации ЦПК

Учебная документация (УД), состав которой приведен на рис. 4, предназначена для формирования у космонавтов знаний, умений, навыков и профессионально важных качеств по безопасному выполнению программы
космического полета, в том числе действий при возникновении нештатных
и аварийных ситуаций.

Рис. 4. Состав учебной документации для подготовки космонавтов

Структура и состав ОМиУД для организации и проведения отбора и подготовки космонавтов для полетов на ПКА формировались и совершенст­
вовались по мере развития пилотируемой космической техники (КТ), методологии и технологии подготовки космонавтов [3–7].
Для формирования предложений по совершенствованию ОМиУД по
каж­дой ППКП рассмотрим структуру, состав и объем ОМиУД для подготовки космонавтов по программе полета РС МКС, разработанной специалистами ЦПК.

35

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

Структура и состав ОМиУД для подготовки космонавтов
по программе полета РС МКС
В период с 1998 по 2015 год в ЦПК проводились системные работы по разработке ОМД и УД для организации и проведения подготовки международных
экипажей по программе полета РС МКС, в том числе новых базовых документов, определяющих организационно-методические основы подготовки
космонавтов на этапах общекосмической подготовки (ОКП), подготовки
в составе групп специализации и совершенствования (ГСС) и в составе
утвержденных экипажей.
В результате была создана пятиуровневая структура документации, которая обеспечивает организацию и проведение подготовки космонавтов по
ТПК «Союз» и РС МКС применительно к установленным этапам, видам
и дисциплинам подготовки.
Состав видов, дисциплин и объем подготовки на каждом ее этапе определяются соответствующими программами подготовки космонавтов, которые
базируются на конкретном перечне учебных дисциплин, обеспечиваю­щих
приобретение космонавтом необходимых знаний, умений, навыков и профессионально важных качеств в объеме установленных требований.
Особенностью подготовки международных экипажей МКС является необ­ходимость разработки учебной документации по ТПК «Союз» и РС
МКС на русском и английском языках для подготовки российских и иностранных членов экипажей основных экспедиций и участников космических
полетов (УКП). Это обусловлено особенностями организации полета МКС
из главного Центра управления полетом (ЦУП) в г. Хьюстон и необходи­мос­
тью учета при подготовке экипажей требований международных документов, в том числе квалификаций, и ответственности членов экипажа за бортовые системы, полезные нагрузки и полетные операции.
Действующий состав ОМиУД по отбору и подготовке космонавтов для
всех этапов и видов подготовки по программе МКС закрепляется в «Перечне основных документов, регламентирующих деятельность ЦПК» (далее –
Перечень). Перечень ежегодно корректируется с учетом вновь разрабатываемой и актуализируемой ОМиУД, а также по результатам выполненных
космических полетов и НПИ/ЦР.
Количественно-качественный анализ состава и структуры организа­
ционно-методических (табл. 1) и учебных документов (табл. 2) из соответствующих разделов указанного Перечня на 2022 г., непосредственно
связанных с организацией и проведением профессиональной подготовки космонавтов, показывает, что их общее количество составляет 524 документа.
Общее количество ОМД (табл. 1) для всех этапов и видов подготовки,
в том числе к внекорабельной деятельности (ВКД), к действиям после посадки на Землю в различных климатогеографических зонах (КГЗ), медико-биологической (МБП), психологической (ПП) и физической (ФП) подготовки
36

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

космонавтов, их медицинского освидетельствования, медицинского обеспечения и послеполетной медицинской реабилитации экипажей, составляет
236 документов.
Общее количество УД для подготовки космонавтов составляет 283 документа. На рис. 5 приведено количественное распределение УД подготовки космонавтов (табл. 2) из состава Перечня по этапам и видам подготовки,
а также для УКП.
Таблица 1
Организационно-методические документы
для отбора и подготовки космонавтов

Общее количество
документов

1. Руководства; организационно-методические основы отбора
и подготовки космонавтов на этапах подготовки; частные
руководства по видам, дисциплинам, разделам подготовки;
положения; инструкции по организации и проведению отбора
и подготовки космонавтов и их обеспечению

66

2. Документы планирования подготовки космонавтов (программы
(типовые) подготовки, планы-графики подготовки и др.)

52

3. Методическая документация для подготовки космонавтов

62

4. Документация для медико-биологической, психологической
и физической подготовки космонавтов, медицинского
освидетельствования космонавтов, медицинского обеспечения
и сопровождения подготовки космонавтов, послеполетной
медицинской реабилитации космонавтов

56

Всего

236

Таблица 2
Учебная документация
для этапов и видов подготовки космонавтов
1) для общекосмической подготовки
2) по РС МКС
3) по ТПК «Союз»
4) к НПИ/ЦР
5) к ВКД
6) к действиям в различных КГЗ
7) МБП, ПП, ФП
8) для подготовки УКП

Общее количество
документов

Всего

72
88
38
15
16
3
15
36
283

Как следует из рис. 5, наибольшее количество УД разработано для подготовки космонавтов на этапах ОКП, в ГСС и в составе утвержденных экипажей по технической (ТП) и комплексной (КП) подготовке по РС МКС
и ТПК «Союз», НПИ/ЦР, ВКД и МБП, состоящих из значительного коли­
чест­ва учебных дисциплин.
Общие трудозатраты специалистов ЦПК на разработку всего состава ОМиУД для подготовки космонавтов по ТПК «Союз» и РС МКС можно
определить по формуле:
37

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

Тн = k × Nпн × Vстр.

(1)

где Тн – общие трудозатраты на разработку документации, ч;
k – общее количество ОМиУД по подготовке космонавтов;
Nпн – производственный норматив работы по разработке документации;
Vстр. – средний объем страниц формата А4 в 1 документе.

Рис. 5. Количественное распределение УД по видам (дисциплинам)
и этапам подготовки, а также для УКП

Принимая средний объем Vстр. в одном документе 60 страниц, суммарный объем 524 документов составляет 31 440 страниц.
При нормативе трудоемкости (Nпн) 2,6 человеко-часов (ч-час) на разработку специалистом одной страницы документа формата А4, общие трудозатраты на разработку 524 документов составляют 81 744 часа.
Примерная требуемая численность работников (Чт) для разработки данного объема документации в течении года может быть определена по ниже
приведенной формуле:
Чт = Тн/Фn

(2)

где Тн – общие трудозатраты на разработку УД, ч;
Фn – нормативный фонд рабочего времени одного работника за год
38

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

(в 2022 г. – 1973 рабочих часа для 5-дневной рабочей недели), а с учетом отпуска (24 рабочих дня × 8 часов = 192 часа) получается 1973 – 192 = 1781 рабочих часов.
Расчеты по формулам (1) и (2) показывают, что только для разработки
подобного объема ОМиУД в течение года потребуется не менее 46 подготовленных специалистов ЦПК.
Как подтверждают результаты космических полетов, выполненных
к нас­тоящему времени экипажами шестидесяти семи длительных экспедиций МКС, созданная специалистами ЦПК ОМиУД по назначению, составу
и содержанию обеспечивает надежный отбор и качественную подготовку
космонавтов к полетам на ТПК «Союз» и РС МКС, в том числе к дейст­виям
в нештатных и аварийных ситуациях. Существующая структура и состав
ОМиУД может быть принята за основу при разработке предложений по ее
совершенствованию для реализации ППКП.

Аспекты совершенствования ОМиУД для подготовки
космонавтов к выполнению полетов по ППКП
После завершения полета МКС должно быть начато развертывание РОС,
а также работы по отработке перспективной пилотируемой транспортной системы на базе ПТК «Орел», который планируется использовать в различных
вариантах как для доставки экипажей на РОС, так и для полетов по лунной
программе. При этом возможно, что работы по указанным космическим
программам будут осуществляться практически одновременно.
Сценарии полетов указанных вариантов ПТК, деятельность экипажей
(состав полетных операций) и состав ОМиУД по этим программам будут существенно различаться.
На этапе ОКП общим видом по всем программам будет являться подготовка по теоретическим основам космонавтики и изучение основ построе­
ния бортовых систем базового ПКА (ТПК, РОС, ПТК).
На этапе ГСС техническая подготовка (ТП) космонавтов по конструкции, бортовым системам и оборудованию РОС (ПТК, ЛВПК, роверов), комплексная подготовка (КП) экипажей, подготовка к внекорабельной (напланетной) деятельности (ВКД), подготовка по НПИ/ЦР, а также МБП будут
проводиться по каждой программе с учетом особенностей создания ТПК
«Союз», ПТК «Орел», модулей РОС, ЛВПК и другой КТ для лунных миссий.
Подготовка к действиям после посадки ПКА на Землю в экстремальных условиях различных КГЗ, специальная летная и парашютная подготовки
(СЛПК), ПП, ФП, а также подготовка к операторской деятельности в условиях кратковременной невесомости будут проводиться по всем программам
и на всех этапах.
Гуманитарная подготовка (ГП) по изучению английского языка может проводиться, если к программе присоединятся иностранные партнеры
(США, Европа, Китай и др.).
39

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

Подготовка в составе экипажа будет проводиться по конкретной программе космического полета ПКА.
В табл. 3 приведены предполагаемые виды подготовки космонавтов по
ППКП России.
Таблица 3
Программа полетов
Перспективные пилотируемые космические программы России
на РС МКС
ТПК «Союз»
ПТК «Орел» ТПК «Союз» ПТК «Орел»
ПТК «Орел»
к МКС
к МКС
к РОС
к РОС
полет к Луне
Виды (разделы) подготовки
Подготовка по теоретическим основам космонавтики (на этапе ОКП)
ТП и КП
ТПК «Союз»

ТП и КП
ТП и КП
ТП и КП
ПТК «Орел» ТПК «Союз» ПТК «Орел»

ТП и КП РС МКС

ТП и КП РОС

ТП и КП
ПТК «Орел»
ТП и КП ЛВПК, роверы

Подготовка к НПИ/ЦР
Подготовка к ВКД
Подготовка к действиям в различных КГЗ при посадке
на Землю

Подготовка к напланетной деятельности
Подготовка к действиям
при посадке
на Луну и Землю

СЛПК
Подготовка к действиям при посадке на Землю в различных КГЗ
МБП
ПП
ФП
ГП

С учетом опыта полетов экспедиций на РС МКС типовой состав работ
и полетных операций экипажа применительно к программе полета РОС может включать:
–– обслуживание бортовых систем, приборов и оборудования, ремонтно-восстановительные работы, ввод в эксплуатацию новых модулей, прием
транспортных и грузовых кораблей, разгрузочно-погрузочные работы, бортовые
тренировки, фото- и видеосъемку, работы по связи с общественностью и др.;
–– выполнение программы НПИ/ЦР с использованием комплексов науч­
ной аппаратуры, оптико-визуальных приборов наблюдений;
–– выполнение ВКД и эксплуатацию средств обеспечения ВКД для
внешнего осмотра модулей РОС и выполнение работ по их дооснащению;
–– осуществление медицинских операций путем использования бортовых технических средств медконтроля и профилактики и средств оказания
медицинской помощи, бортовое питание, пользование одеждой и средствами
личной гигиены;
–– взаимодействие в составе экипажа и с группами управления ЦУП
(г. Королёв) и др.
40

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

При организации подготовки экипажей РОС следует учесть результаты
проведенных в 2020–2021 гг. в ЦПК научных исследований по сравнению
особенностей подготовки космонавтов к полетам на ТПК «Союз» к МКС,
на ПТК к МКС и РОС. В них отмечено, что применяемые для подготовки
космонавтов к полетам на ТПК «Союз» и РС МКС подходы и формы проведения занятий по учебным дисциплинам, а также принципы создания
ОМиУД в определенной степени могут быть заимствованы и для подготовки космонавтов к полетам на ПТК к МКС.
С учетом приведенных выше результатов расчета объема и трудозатрат
на разработку ОМиУД по программе полета РС МКС можно предположить,
что подобные состав и объем ОМиУД для подготовки космонавтов к полетам на ТПК к РОС предстоит разработать специалистам ЦПК в ближайшей перспективе. В составе ОМиУД должны быть разработаны программы
и планы для каждого из этапов подготовки космонавтов, а также учебные
(учебно-справочные) пособия по конструкции и бортовым системам модулей РОС, выполнению ВКД, программы НПИ/ЦР, медицинских операций
и других необходимых работ.
Пилотируемые экспедиции на Луну, в отличие от программы полета кораблей и орбитальных станций на НОО (МКС, РОС), являются значительно более сложными.
Важным шагом в направлении развития системы ОМиУД по ППКП явилось выполнение в 2014–2021 гг. специалистами ЦПК ряда научных исследований, посвященных исследованию особенностей подготовки космонавтов
при осуществлении лунных экспедиций. В них проведен анализ факторов
и условий, влияющих на деятельность космонавтов в процессе реализации
лунных экспедиций, рассмотрены сценарии полетов на Луну и на этой основе определены предполагаемые составы полетных операций, выполняемых экипажем ПТК при полете к Луне и обратно, а также концептуальные
подходы к созданию ОМиУД.
Предварительный анализ показывает, что при подготовке экипажей лунных экспедиций принятые в настоящее время в ЦПК этапы и виды подготовки целесообразно сохранить, т. к. они в основном соответствуют составу
дея­тельности экипажей лунных экспедиций на борту ТПК и при обеспечении напланетной (внекорабельной) деятельности и должны обеспечивать
формирование у космонавтов знаний, навыков, умений и профессионально
важных качеств, необходимых для успешного выполнения космических полетов по программе лунной экспедиции.
С учетом предполагаемых задач и условий полета экипажей лунных
экспедиций состав и объем ОМиУД для отбора, подготовки и послеполетной реабилитации космонавтов будут существенно увеличены, в отличие от
используемых по программам полета РС МКС и РОС.
В состав ОМиУД для лунных экспедиций должны войти программы
и учебная документация по новым дисциплинам (табл. 4).
41

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023
Таблица 4

Состав новых учебных дисциплин для подготовки космонавтов
по программе полетов к Луне
1. Основы теории космических полетов на Луну
2. Условия и факторы, влияющие на деятельность и безопасность экипажей лунных
миссий на всех этапах космического полета. Космическая радиация и меры защиты от нее
3. Баллистическая схема перелетов от Земли к Луне, полетам на орбите Луны
и для возвращения (спуска) на Землю
4. Состав космического комплекса для полетов на Луну. Средства выведения
на окололунную орбиту и возвращения на Землю
5. Техническая подготовка по изучению конструкции и компоновки бортовых систем
ПТК, ЛВПК, скафандров, роверов и др.
6. Состав полетных операций экипажей на всех этапах полета лунной миссии
7. Комплексная подготовка по отработке навыков управления ПТК, ЛВПК, роверами и др.
8. География лунной поверхности
9. Геологическое строение Луны
10. Навигация на поверхности Луны
11. Особенности радиосвязи на Луне и взаимодействия с ЦУП
12. Особенности ВКД (напланетной) деятельности экипажей
13. Особенности управления (перемещения, вождения) лунных транспортных средств
(герметичных и негерметичных) (роверов)
14. Научные исследования (эксперименты, целевые работы) на поверхности Луны
15. Инфраструктура лунных баз. Работа с инструментами и технологиями создания
лунных баз
16. Оказание медицинской помощи членам лунной экспедиции и др.

Следует ожидать, что на начальном этапе полетов экипажи ПТК и РОС
будут формироваться из космонавтов-испытателей с опытом космического
полета для проведения испытаний новой КТ, на последующих этапах возможно также участие космонавтов-исследователей для проведения НПИ/
ЦР как на борту ПКА, так и на поверхности Луны. В связи с этим ОМиУД
должна быть разработана для подготовки как космонавтов-испытателей, так
и космонавтов-исследователей.
Разрабатываемая по каждой космической программе ОМиУД по мере
ее создания должна включаться в Перечень по соответствующей программе
(РОС, лунной программе).

Выводы
Для своевременной организации и проведения подготовки космонавтов
к полетам по новым ППКП (РОС, ПТК, лунной программе) уже в настоящее
время актуальной и приоритетной для специалистов ЦПК является задача системной проработки вопросов по дальнейшему совершенствованию состава,
структуры и содержания ОМиУД. Виды и задачи профессиональной деятель42

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

ности космонавтов в этих полетах будут определяться целями выполняемых
полетов, сценариями их осуществления, конструктивно-технологическими
характеристиками ПКА, условиями и факторами пребывания человека на
околополярных орбитах, в окололунном пространстве или на Луне.
К настоящему времени получен большой практический опыт подготовки космонавтов и выполнения экипажами различных задач профессиональной деятельности на НОО по программе полета РС МКС, который может
быть использован при проведении работ по совершенствованию ОМиУД для
полетов по ППКП. Исследование существующей структуры, состава и объема ОМиУД для подготовки космонавтов по программе полета РС МКС показывает, что она обеспечивает качественную подготовку космонавтов по всем
видам (дисциплинам) и этапам подготовки. Их общее количество по состоянию на конец 2022 г. составляет 524 документа.
Применяемые для подготовки космонавтов к полетам на ТПК «Союз»
и РС МКС методы, подходы и формы проведения занятий, а также принципы
создания ОМиУД в определенной степени могут быть заимствованы и для
подготовки космонавтов к полетам на РОС.
Для подготовки экипажей лунных экспедиций состав и объем ОМиУД
будут существенно увеличены (в отличие от используемых по программе
полета РС МКС и РОС) за счет включения в программы подготовки новых
учебных дисциплин.
ЛИТЕРАТУРА
[1] Высокоширотная автономия: какой будет российская орбитальная станция. –
URL: https://iz.ru/1381070/mikhail-kotov/vysokoshirotnaia-avtonomiia-kakoi-budetrossiiskaia-orbitalnaia-stantciia (дата обращения 09.02.2023).
[2] Что представляет собой пилотируемый космический корабль Орел. – URL:
https://aif.ru/society/science/chto-predstavlyaet-soboy-pilotiruemyy-kosmicheskiykorabl-orel / (дата обращения 09.02.2023).
[3] Маленченко, Ю.И. Совершенствование организационно-методического обес­пе­
чения подготовки космонавтов / Ю.И. Маленченко, В.Н. Дмитриев // Пилоти­
руемые полеты в космос. – 2017. – № 3(24). – С. 39–46.
[4] Курицын, А.А. Создание, реализация и развитие технологии многосегментной подготовки к полету экипажей Международной космической станции /
А.А. Курицын, В.Н. Дмитриев // Пилотируемые полеты в космос. – 2017. –
№ 4(25). – С. 29–40.
[5] Особенности методического обеспечения подготовки космонавтов к выполнению полетов на перспективных пилотируемых космических средствах /
В.Г Корзун, А.И. Кондрат, В.Н Дмитриев. [и др.] // Материалы XIV Междуна­
родной научно-практической конференции «Пилотируемые полеты в космос». –
Звездный городок, 2021. – С. 83–84.
[6] Разработка многосегментной технологии подготовки космонавтов к полету
на Международной космической станции / М.М. Харламов, О.И. Скрипочка,
В.Н. Дмитриев [и др.] // Труды Международного астронавтического конгресса,

МАК. – 2021.

43

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

[7] Курицын, А.А. Система подготовки космонавтов: монография / А.А. Курицын,
М.М. Харламов, В.П. Хрипунов; ФГБУ «НИИ ЦПК имени Ю. А. Гагарина». –
Звездный городок, 2020. – 317 с. – ISBN 978-5-9908008-3-0. – Текст: непосредственный.
REFERENCES
[1] High-latitude Autonomy: what will be the Russian Orbital Station. – URL: https://
iz.ru/1381070/mikhail-kotov/vysokoshirotnaia-avtonomiia-kakoi-budet-rossiiskaiaorbitalnaia-stantciia (date of access 09.02.2023).
[2] What is the Eagle Manned Spacecraft. – URL: https://aif.ru/society/science/chtopredstavlyaet-soboy-pilotiruemyy-kosmicheskiy-korabl-orel / (accessed 09.02.2023).
[3] Malenchenko, Yu.I. Perfection of Organizational and Methodical Support of
Cosmonaut Training / Yu.I. Malenchenko, V.N. Dmitriev // Scientific Journal
“Manned Spaceflight”. – 2017. – No 3(24). – P. 39–45.
[4] Kuritsyn, A.A. Creation, Implementation, and Development of the Technology of
Multi-segment Training for the Flight of the International Space Station crews /
A.A. Kuritsyn, V.N. Dmitriev // Manned Space Flights. – 2017. – No 4(25). – P. 29–40.
[5] Features of Methodological Support for Cosmonaut Training for Flights on Promising
Manned Space Vehicles / V.G. Korzun, A.I. Kondrat, V.N. Dmitriev [et al.] //
Materials of the XIV International Scientific and Practical Conference “Manned
Flights into Space”. – Star City, 2021. – P. 83–84.
[6] Development of a Multi-Segment Technology for Training Cosmonauts for Flight on
the International Space Station / M.M. Kharlamov, O.I. Skripochka, V.N. Dmitriev
[et al.] // Proceedings of the International Astronautical Congress, IAC. – 2021.
[7] Kuritsyn, A.A. Cosmonaut Training System: Monograph / A.A. Kuritsyn,
M.M. Kharlamov, V.P. Khripunov; Gagarin Cosmonaut Training Center. – Star City,
2020. – 317 p. – ISBN 978-5-9908008-3-0. – Text: direct.

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

УДК 629.78

О бортовой подготовке космонавтов
Б.И. Крючков, А.С. Кондратьев, А.Е. Маликов, А.А. Анисимов
Докт. техн. наук Б.И. Крючков; А.С. Кондратьев; А.Е. Маликов;
канд. воен. наук А.А. Анисимов (ФГБУ «НИИ ЦПК имени Ю.А. Гагарина»)
В статье представлен анализ бортовой подготовки космонавтов на РС МКС.
Рассмотрены ее структура, формы и содержание. Даны статистические
оценки основных показателей бортовой подготовки. Приведены экспериментальные функции распределения различных временных характеристик
бортовой подготовки, которые могут быть использованы в математических
моделях при исследовании деятельности экипажей перспективных пилотируемых космических комплексов.
Ключевые слова: космонавт, бортовая подготовка, тренировки, трудозатраты, динамические режимы, аварийные ситуации, статистические характеристики

Cosmonauts Onboard Training. B.I. Kryuchkov, A.S. Kondratiev,
A.E. Malikov, A.A. Anisimov

The article presents an analysis of cosmonaut onboard training on the ISS RS
simulator. The structure, forms and content of training are considered. Statistical
assessment of onboard training main indicators is given. The experimental
cumulative distribution functions of onboard training various time characteristics
are presented. They can be used for mathematical models when studying crew
activities of perspective manned space vehicles.
Keywords: cosmonaut, onboard training, training, labor costs, dynamic modes,
emergency situations, statistical characteristics

С течением времени у любого человека в той или иной степени утрачиваются
ранее приобретенные знания и операторские навыки. Для поддержания требуемого уровня профессиональной надежности и безопасности космонавтов
в длительных многомесячных миссиях проводится бортовая подготовка (БП),
которая является одним из обязательных элементов полетной деятельности
экипажей на борту современных, особенно длительно функционирующих,
пилотируемых космических комплексов (ПКК). Наибольшее совершенствование методы БП получили в ходе обеспечения полетов экипажей ПКК типа
«Салют», «Мир», МКС.
Цель БП – поддержание необходимого уровня профессиональной готовности экипажа решать задачи по обеспечению безопасности полета, выполнять
наиболее важные полетные операции, в первую очередь динамичес­кие, а также
обучение космонавтов новым задачам, которые возникают в процессе полета.
В соответствии с нормативными документами подготовка на борту ПКК
является четвертым этапом подготовки космонавтов (первый, второй и третий выполняются на Земле).
45

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

Укрупненно все задачи БП можно условно разделить на три группы:
–– первая – восстановление и поддержание навыков космонавтов в полете для выполнения необходимых операций в случае возникновения аварийных ситуаций (АвС);
–– вторая – подготовка к выполнению предстоящих наиболее ответст­
венных операций (динамических режимов, работ с манипулятором, операций
внекорабельной деятельности (ВКД) и др.), которые предусматриваются
программой полета;
–– третья – подготовка к выполнению новых задач, возникших в процессе полета, по которым наземная подготовка не проводилась (новые эксперименты и исследования, подготовка к различным операциям при изменениях
программы полета и др.).
Зачастую некоторые задачи могут одновременно относиться и к одной
и к другой группе, что характерно, например, для ВКД.
В основном БП проводится в форме тренировок или консультаций, которые направлены на обеспечение постоянной готовности любого члена экипажа к гарантированному выполнению программы полета ПКК как в штатных режимах, так и в нештатных ситуациях (НшС).
В ходе тренировок задействуются специализированные бортовые тренажеры и некоторые элементы бортового оборудования. При проведении консультаций космонавты работают, в основном, с бортовой документа­цией под
руководством инструкторов – методистов, входящих в состав Главной оперативной группы управления (ГОГУ) ЦУПа. При этом может ограниченно
использоваться и бортовое оборудование. За счет БП исключается утрата
(снижение) полученных при подготовке к полету профессиональных навыков и обеспечивается подготовленность космонавтов к выполнению новых
задач, возникших в ходе полета. Особое внимание при БП уделяется недопущению детренированности космонавтов и потере ими сенсомоторных и когнитивных навыков, влияющих на безопасность космического полета.
В общем случае модель надежности космонавта в длительном полете
при проведении БП можно представить в виде регенерирующего процесса,
когда моменты тренировок являются точками регенерации (рис. 1).

Рис. 1. Функция надежности космонавта как регенерирующий процесс
46

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

На рис. 1 обозначено: Тн, Тк – моменты начала и окончания пилотируе­
мой миссии;
,
– моменты восстановления профессиональной квалификации космонавта по результатам бортовых тренировок;
(t) – допус­
тимый уровень снижения вероятности безотказной работы космонавта.
В приведенной модели допускалось, что время восстановления уровня
= оно– значительно
необходимой квалификации на борту ПКК
= 0, поскольку
(t), т. е.
=
–
меньше, чем время достижения
. Ниже
будет показано, что, в частности для МКС, это условие выполняется, посколь/ соответствует значениям порядка 250–300.
ку на практике отношение
Тогда среднее время пребывания космонавта в состоянии, обеспечиваю­
щем его достаточную надежность (1
(t)
(t)) по фактору подготовленности на интервале [0; Ттр], можно представить в виде
(

)=

,

(1)

а соответствующий коэффициент готовности
(

)=

.

(2)

( ) определяет
=
Коэффициент
вероятность нахождения космонавта в сос­тоянии достаточной (приемлемой, необходимой) надежности для
выполнения задачи в произвольный момент времени между точками регенерации.

Характеристика задач, структуры
и объемов бортовой подготовки на МКС
Все тренировки на борту МКС могут быть условно распределены по двум
видам: интегрированные (могут быть мультисегментными) и неинтегрированные.
При мультисегментных тренировках в той или иной степени задейст­
вуют­ся модули обоих сегментов МКС и экипаж. В состав Американского сегмента (АС) при БП входят европейский и японский модули, а также канадс­
кие элементы МКС. Интегрированные тренировки – это мультисегментные
тренировки, в которых задействуются все члены экипажа и наземные ЦУПы
всех партнеров по МКС.
Неинтегрированные тренировки проводятся ЦУПами всех партнеров
по МКС (Роскосмос, НАСА, ЕКА, ДЖАКСА) автономно в интересах подготовки членов экипажей к надежной работе в АвС и выполнению наиболее
важных полетных операций на своих сегментах.
На мультисегментные тренировки приходится 44,5 % от всего количества тренировок экипажа МКС (без учета ВКД). На интегрированные –
12,8 %. При проведении интегрированных тренировок всегда задействуются оба сегмента МКС – Российский сегмент (РС) и АС. При этом в 40,8 %
47

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

случаев используется РС и в 59,2 % случаев – АС. Плотность распределения
тренировок этих двух видов по количеству на экспедицию показана на рис. 2.
На неинтегрированные тренировки приходится 42,7 % тренировок экипажей на РС МКС. При этом в 79,1 % случаев за экспедицию выполняется
от 4 до 6 тренировок.
На рис. 3 показана структура задач и объемов БП с учетом форм ее
проведения. Диаграмма отражает усредненные статистические данные по
20 длительным экспедициям экипажей МКС на стационарном участке полета комплекса, когда работы по его сборке не осуществлялись.
Видно, что в общем случае при подготовке к действиям в АвС и выполнению ДР относительное количество тренировок значительно превышает
количество консультаций – 90,5 и 9,5 %, соответственно. При этом на тренировки по действиям в АвС приходится 52,5 %, а по динамическим режимам – 38 % от общего количества задач по тренировкам на борту РС МКС.

Рис. 2. Плотность распределения числа тренировок на экипаж (экспедицию) МКС

Рис. 3. Структура, количество задач и объемы БП (на экспедицию):
1 – тренировки по АвС; 2 – тренировки по динамическим режимам (ДР);
3 – консультации по АвС; 4 – консультации по ДР

48

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

Такая форма БП, как консультации, используется в основном при подготовке
к выполнению ДР, причем их проведение гармонично сочетается с тренировками по данному разделу. На консультации по действиям экипажей в АвС
приходится 0,4 %, а по ДР – 9,1 % от общего количества задач по БП на
борту РС МКС.
Статистика по трудозатратам на проведение БП выглядит следующим
образом (см. рис. 3). К самым трудоемким работам по БП относятся тренировки по ДР (58,9 %), далее идут тренировки по действиям в АвС (34,7 %).
На консультации приходится всего 6,39 % трудозатрат на БП. Из них 0,11 % –
на подготовку по действиям в АвС и 6,28 % – на ДР.
Более всего задач БП приходится на отработку вопросов обеспечения
безопасности полета экипажа. К ним относятся занятия и консультации,
связанные с действиями космонавтов при разгерметизации обитаемых отсеков, возникновении в них пожара, возможных утечек вредных компонентов (аммиак) из внутренних контуров СОТР АС, выполнении маневров МКС
по уклонению от космического мусора и др. Кроме того, экипажи проходят
тренировки и занятия по вопросам безопасности полета с учетом нахождения в составе комплекса зарубежных объектов (модулей). Например, модулей АС МКС, пилотируемых и грузовых кораблей Dragon, грузовых Cygnus,
HTV и др. При этом обращается особое внимание на обеспечение взаимо­
дейст­вия российских членов экипажа как между собой, так и с членами экипажа международных партнеров, находящихся в это время на МКС.
Важными по значимости и существенными по объемам являются бортовые тренировки по ручным режимам управления космическими аппаратами в составе МКС, которые проводятся на специализированных бортовых
тренажерах. К ним, прежде всего, относятся режимы ручного управляемого спус­ка (РУС) и телеоператорного управления (ТОРУ) транспортными
грузовыми кораблями (ТГК) «Прогресс» или автономными модулями (типа
МЛМ), работа с манипулятором, тренировки по расстыковке и облету МКС,
а также тренировки по расстыковке и спуску на Землю транспортного пилотируемого корабля (ТПК) «Союз», а также по работе с манипулятором
ERA. Из них подавляющее число задач БП приходится на отработку режимов ТОРУ и различных видов спуска ТПК. Так по результатам статистичес­
кого оценивания на долю БП по ТОРУ приходится 43,4 %, на подготовку
к различным вариантам штатного и аварийного спусков, в том числе РУС, –
48,4 %. На остальные задачи БП приходится 8,2 %.
В тех экспедициях, где выполняется ВКД, организуется БП экипажа по
данному виду деятельности. К наиболее типичным операциям, отрабатывае­
мым в ходе подготовки к ВКД, относятся занятия по изучению конкретных
циклограмм шлюзования предстоящего выхода экипажа в открытый космос
и отработка действий в АвС. На них приходится 47,1 и 27,2 % соответственно от общего количества задач по БП в части ВКД. На тренировки по освое­
нию циклограммы ВКД и бортовой документации приходится 23,6 % задач
49

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

от всей БП по ВКД, на процедуры шлюзования – 22,2 %, на тренировки
в одетых скафандрах – 19,4 %. На отработку аварийных процедур по имитации аварийной эвакуации неработоспособного космонавта (перемещению
наддутых скафандров в герметичном отсеке) приходится 22,2 % задач, а на
отработку перемещений космонавтов в скафандрах в герметичных отсеках –
5,6 %. На другие задачи приходится 6,9 %.
Оценим числовые характеристики имеющейся выборки количества задач
БП, с учетом того, что данная выборка является большой [2].
Поскольку наилучшей оценкой математического ожидания случайной
величины является ее среднее значение, то
,

=

(3)

где

– символ статистического математического ожидания;
– i-е значение параметра
;
– число наблюдений.
= 16.
С учетом условий задачи получаем
Для состоятельных и несмещенных оценок среднего квадратического
величины
воспользуемся формулой
отклонения (СКО)
=
=

=

,

(4)

где=
– табличный коэффициент, учитывающий степень смещенности
оценок
.=
=
=
= может быть приПри числе опытов равном 24 и более коэффициент
нят за 1 [2]. Тогда с учетом формулы (4) можно рассчитать значения для
.
В условиях нашей выборки
= 1,31.
Учитывая большой объем выборки для оценивания достоверности интервала, используем формулы, которые справедливы для любого закона распределения, независимо от того, известно или нет
[2].

,
где функция

=

(

+

,

(5)

) определяется по табл. 3.21 в соответствии

с работой [3]. Для β = 0,95 при = 44 получаем значение t = 2,02.
Тогда с учетом формул (3), (4) и (5) доверительный интервал будет
=[
50

;

+

] = 16

0,31.

(6)

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

Поскольку число задач БП должно быть целым, можно принять с ве­
роят­ностью не ниже 0,95, что для экспедиций на РС МКС, аналогичных рассматриваемым, оно будет в интервале [15,0; 17,0].
При необходимости подобным образом может быть выполнена обработка статистических данных по отдельным видам БП.
Для прогноза задач БП представляет интерес анализ промежутков времени между ними
.
На рис. 4 показана гистограмма распределения времени
между ближайшими задачами бортовой подготовки (время от окончания предшествующей до начала следующей) за период полета МКС с 2012 по 2021 год.
представЗдесь статистическая плотность распределения времени
лена нормированным полигоном
, а огибающая гистограммы – функцией
.

Рис. 4. Гистограмма распределения промежутков времени
между задачами БП на РС МКС

( ), поНа рис. 5 приведена статистическая функция распределения
строенная по тем же экспериментальным данным. Для теоретического описа­
ния этой функции можно использовать двухпараметрическое распределение
Вейбулла, подобрав соответствующие параметры [4]. Из рис. 5 видно, что
для 95 % задач бортовой подготовки полетное время между ними состав­
ляет до 20 суток.
Полученные характеристики могут быть использованы в имитационных
математических моделях при исследованиях бортовой деятельности экипажей [5, 6], а также при прогнозировании данного вида деятельности космонавтов на перспективной ОКС.
Далее оценим трудозатраты
экипажей на выполнение задач БП (на
примере экспедиций МКС-42 – МКС-67). При объеме выборки 311 значений
все полученные данные были распределены в интервальный вариационный
51

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

ряд из 14 разрядов (j) по
= 15 мин. По расчетам частоты попаданий
в каждый интервал построена статистическая функция распределения ( )
времени экипажа на выполнение задач БП (рис. 6).

Рис. 5. Функция распределения промежутков времени
между задачами БП на РС МКС

Рис. 6. Функция распределения трудозатрат экипажа на выполнение задач БП

Видно что, зависимость, показанная на рис. 6, носит кусочно-непрерывный характер и имеет типичный вид функции распределения смешанной величины [1]. Как и должно быть для любой функции распределения, все ее
значения лежат на отрезке [0; 1], на минус бесконечности она равна нулю,
а на плюс бесконечности равна единице. Функция ( ) обладает свойствами
как дискретного, так и непрерывного распределений. Значения смешанной
случайной величины сосредоточены в трех точках z1, z2 и z3, где функция
52

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

распределения имеет разрывы и претерпевает скачки, а на участках между
ними данные наблюдений распределены непрерывно.
По сути, результирующая функция распределения ( ) является суперпозицией двух функций – непрерывной ( ) и функции скачка ( )

=

( ) + ( ).

(7)

Тогда для случайной величины смешанного типа согласно теореме Жордана о разложении [3] вид ее функции распределения будет:
,
где
[

(8)

– непрерывные и дифференцируемые функции на интервалах
=
,[
+1];
] и такие, что
;
i – номер скачка;
,

– смещенная единичная функция,
, ].
селектор луча [
В условиях нашего графика (см. рис. 6) n = 3, i = 1(1)4, F1(t) = 0 выражение (8) примет вид:
,

(9)

при этом z1 = τ1 = 15 мин, z2 = τ2 = 105 мин, z3 = τ3 = 165 мин.
Величины P1, P2, P3 – есть не что иное, как размеры скачков ΔF1, ΔF2,
ΔF3 функции ( ) в соответствующих местах ее разрывов z1, z2, z3.
Использование в имитационных математических моделях (ИММ) формул (8) и (9) возможно, но приводит к усложнению вычислительных алгоритмов из-за неявного вида входящих в нее выражений для селекторов
интервала и луча. При моделировании методом Монте – Карло целесооб­
разно использовать статистическую функцию распределения ( ), представленную на рис. 6, но не в целом, а только ее непрерывные фрагменты
,
+ …
+
+ + .
53

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

При этом возможны три способа использования статистических данных: первый – теоретическое описание с помощью каждого из фрагментов
известными методами [4, 6]; второй – использование статистических характеристик непрерывных фрагментов ( ) … ( ) + + + . Наконец,
в ИММ для формирования
можно «напрямую» воспользоваться полученным экспериментально статистическим рядом распределения случайной величины z (
для нашей задачи), представленным в виде табл., или,
что тоже самое, n – мерным вектором вероятностей, который при n = 14 выглядит следующим образом:
=

( =0

15),

= 15

30),

= 30

45), …

= 195

210) . (10)

Интервальный ряд распределения
τ 0–15 15–30 30–45 45–60 60–75 75–90 90–105 105–120 120–135 135–150 150–165 165–180 180–195 195–210
0
0,187 0,148 0,013
0
0,277
0
0,003

P 0 0,212 0,145 0,019 0,006 0,019

Некоторые особенности бортовой подготовки
Оценим место БП экипажа на борту ПКК в сравнении с другими видами полетной деятельности космонавтов. В работах [7–9] приведен ряд диаграмм,
демонстрирующих структуру трудозатрат космонавтов на выполнение задач
программы полетов в некоторых конкретных длительных и кратковременных
миссиях на РС МКС. Из них видно, что относительные объемы трудозатрат
экипажей на БП существенно меньше, чем на многие другие задачи полета
(например, техническую эксплуатацию комплекса, целевые работы и научные эксперименты, медицинские процедуры и др.), что естественно. В то же
время БП является типовой и важной составляющей деятельности космонавтов во всех экспедициях, а следовательно, должна всегда учитываться при
подготовке космонавтов к полетам, формировании циклограмм деятельности
экипажа и планировании ЦУПом его работ.
Трудозатраты на БП (
) оцениваются (в %) как отношение затра­чен­
ного космонавтами рабочего полетного времени на выполнение всех задач
БП к фактическому рабочему времени за экспедицию

,
где

54

– трудозатраты на БП по i-й задаче;
n – число экспедиций;
– фактическое рабочее время экипажа за всю экспедицию.

(11)

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

Для оценивания
для РС МКС была рассмотрена выборка, размах
которой (разность между наибольшим и наименьшим значениями) объемом
(здесь j – номер экспедиции РС МКС) составлял
= 35
4,32 – 1,56 = 2,76 %. В состав анализируемой выборки вошли результаты БП
на РС МКС в период ее эксплуатации с декабря 2012 г. по октябрь 2022 г.
(экспедиции МКС-32/33 – МКС-67). Статистическое значение математичес­
кого ожидания для относительных трудозатрат космонавта на БП за упомянутый период составило 2,62 %, а среднее квадратическое отклонение – 0,65 %.
Очевидной корреляции между относительными трудозатратами экипажа на БП и продолжительностью экспедиций или опытом космонавтов не
отмечается.
Отметим практическую важность рационального использования наземных и бортовых технических средств подготовки космонавтов (ТСПК), относящихся к задачам БП:
а) наземные и бортовые ТСПК должны иметь подобные эргономичес­
кие характеристики в части рабочих мест, органов и пультов управления
и другое, а также программное обеспечение. В случае текущих доработок
бортовых версий, наземные ТСПК, независимо от способа их исполнения
(полунатурные, виртуальные, смешанные и др.) или размещения (автономные в классах подготовки, мобильные, в составе стационарных или динамических тренажеров и т. п.), должны оперативно дорабатываться с целью
исключения возможности привития космонавтам неправильных навыков.
б) космонавты должны иметь практический опыт работы с реально
дейст­вующим оборудованием (огнетушители, изолирующие противогазы,
маски, фильтры и др.), применяемым в случае возникновения АвС типа пожар, появление вредных примесей в жилых отсеках, разгерметизация.

Выводы
1. Подготовка космонавтов на борту орбитальных космических комплексов
является обязательным элементом их полетной деятельности, направлена на
поддержание профессиональной надежности экипажа в интересах гарантированного обеспечения наиболее ответственных задач программы полета
и действий при возникновении нештатных (аварийных) ситуаций.
2. В статье рассмотрены основные виды бортовой подготовки экипажей
МКС. Приведены статистические оценки их основных показателей и функции
распределения временных характеристик, которые могут быть использованы
в моделях и экспертном анализе деятельности экипажей перспективных ПКК.
3. Опыт подготовки космонавтов с использованием аналогов и моделей бортовых тренажеров целесообразно учесть при проектировании РОС.
Особое внимание при этом следует обратить на реализацию решений, обес­
печивающих адекватность наземных и бортовых тренажеров и моделей,
идентичность их программного обеспечения, а также процедур его своевременного обновления.
55

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

ЛИТЕРАТУРА
[1] Иоффе, А.Я. Вероятностные методы в прикладной кибернетике: учеб. пособие / А.Я. Иоффе, В.М. Марков, Г.Б. Петухов, Р.М. Юсупов. – Ленинград: МО
СССР, 1976. – 424 с.
[2] Вентцель, Е.С. Исследование операций. Задачи, принципы, методология /
Е.С. Вентцель. – Москва: Наука, 1983. – 207 с.
[3] Иоффе, А.Я. Справочное пособие по прикладной математике / А.Я. Иоффе,
Г.Б. Петухов, Л.М. Морозов. – Ленинград: МО СССР, 1975. – 253 с.
[4] Статистические методы обработки результатов наблюдений: монография /
Р.М. Юсу­пов, Г.Б. Петухов, В.Н. Сидоров [и др.]. – Москва: МО СССР, 1984. – 563 с.
[5] Молчанов, А.А. Моделирование и проектирование сложных систем / А.А. Молчанов. – Киев: Выща школа, 1988. – 359 с.
[6] Крючков, Б.И. Имитационная математическая модель ВКД космонавтов на по­
верх­ности Марса / Б.И. Крючков, П.П. Долгов // Пилотируемые полеты в кос­
мос. – 2023. – № 1(46). – С. 61–73.
[7] Основные результаты подготовки и деятельности экипажа МКС-59/60 при вы­
полнении программы космического полета / А.Н. Овчинин, А.А. Медведев,
П.А. Са­буров [и др.] // Пилотируемые полеты в космос. – 2019. – № 4(33). – С. 5–22.
[8] Основные результаты подготовки и деятельности экипажа МКС-60/61 при
выполнении программы космического полета / А.А. Скворцов, А.И. Кондрат,
П.А. Сабуров [и др.] // Пилотируемые полеты в космос. – 2020. – № 2(35). – С. 5–22.
[9] Кононенко, О.Д. Совершенствование профессиональной деятельности космонавтов // Пилотируемые полеты в космос. – 2022. – № 2(43). – С. 6–18.
REFERENCES
[1] Ioffe, A.Ya. Probabilistic Methods in Applied Cybernetics / A.Ya. Ioffe, V.M. Markov,
G.B. Petukhov, R.M. Yusupov. – Leningrad: Ministry of Defense of the USSR,
1976. – 424 p.
[2] Wentzel, E.S. Operations Research. Tasks, Principles, Methodology / E.S. Wentzel. –
Moscow: Science, 1983. – 207 p.
[3] Ioffe, A.Ya. Reference Manual on Applied Mathematics / A.Ya. Ioffe, G.B. Petukhov,
L.M. Morozov. – Leningrad: Ministry of Defense of the USSR, 1975. – 253 p.
[4] Statistic Methods of Processing the Observation Results / R.M. Yusupov, G.B. Petukhov,
V.N. Sidorov [et al.]. – Ministry of Defense of the USSR, 1984. – 563 p.
[5] Molchanov, A.A. Modeling and Design of Complex Systems / A.A. Molchanov. –
Kiev: High School, 1988. – 359 p.
[6] Kryuchkov, B.I. Simulated Mathematical Model of Cosmonauts’ EVA on Mars
Surface / B.I. Kryuchkov, P.P. Dolgov // Manned Space Flights, 2023. – No 1 (46). –
Р. 61–73.
[7] Main Results of ISS-59/60 Expedition Crew Training and Activities when
Implementing Space Flight Program / A.N. Ovchinin, A.A. Medvedev, P.A. Saburov
[et al.] // Manned Space Flight. – 2019. – No 4 (33). – Р. 5–22.
[8] Main Results of ISS-60/61 Expedition Crew Training and Activities when
Implementing Space Flight Program / A.A. Skvortsov, A.I. Kondrat, P.A. Saburov
[et al.] // Manned Space Flight. – 2020. – No 2 (35). – Р. 5–22.
[9] Kononenko, O.D. Improvement of Cosmonauts Professional Activity // Manned
Space Flight. – 2022. – No 2(43). – Р. 6–18.

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

УДК 629.78.072

Принципы построения систем
отображения информации тренажеров
модулей орбитального комплекса РОС
В.В. Батраков, А.И. Крылов, В.И. Брагин, Д.В. Курбатов,
Б.Н. Нефедов
В.В. Батраков; канд. техн. наук А.И. Крылов; В.И. Брагин; Д.В. Курбатов
(ФГБУ «НИИ ЦПК имени Ю.А. Гагарина»)
Б.Н. Нефедов (ООО «ЦТиПП»)
В статье приведены научные подходы при проектировании систем отображения информации (СОИ) в автоматизированных системах управления
(АСУ) различного назначения. Даны предложения по созданию СОИ на
космических тренажерах (КТ) для перспективной российской орбитальной
станции (РОС). Представлена структура интерфейса взаимодействия операторов КТ и его информационных средств, опираясь на опыт развития СОИ
тренажерного комплекса российского сегмента (ТКРС) МКС.
Ключевые слова: космический тренажер, система отображения информации, автоматизированная система управления, функциональная система,
аппаратно-программный комплекс

Principals of Building the Information Display Systems for the
ROS’s Modules Simulators. V.V. Batrakov, A.I. Krylov, V.I. Bragin,
D.V. Kurbatov, B.N. Nefedov

The article presents scientific approaches to the design of information display
systems (IDS) in automated control systems for various purposes. Proposals
are given for the creation of IDS on space simulators for the promising Russian
orbital station (ROS). The structure of interaction interface between space
simulator operators and information tools is presented based on the experience
in the development of the ISS Russian segment training complex IDS.
Keywords: space simulator, information display system, automated control
system, functional system, hardware and software complex

После завершения проекта Международной космической станции (МКС)
основной приоритет в пилотируемой космонавтике перейдет к российской
орбитальной станции – РОС.
Предполагается, что РОС будет многомодульной станцией с возмож­
нос­тью дальнейшего расширения и смены модулей. Основой в построении
будущей станции станет НЭМ – научно-энергетический модуль. Модули для
РОС будут разрабатываться двух классов: большой и малой размерности.
Модули большой размерности – на базе НЭМ. Модули малой размерности –
на базе узлового модуля (УМ) российского сегмента МКС. Предполагается,
что на первом этапе РОС будет иметь в своем составе:
57

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

–– научно-энергетический модуль (НЭМ);
–– базовый модуль (БМ) (на основе НЭМ);
–– универсальный узловой модуль (УУМ) (копия «Причала»);
–– шлюзовой модуль (ШМ) (для выходов в открытый космос).
На рис. 1 представлена конфигурация РОС на первом этапе при автономном развертывании (вариант № 3 как наиболее соответствующий перспективным целям и задачам). В центре узловой модуль, к нему пристыкованы: слева НЭМ, справа базовый модуль и вверху шлюзовой модуль, который
разрабатывался в РКК «Энергия» для Lunar Gateway [1].
Далее по мере развития РОС будет дооснащена модулями большой
и малой размерности различного назначения – целевые модули (ЦМ1, 2, 3)
(рис. 2).

Рис. 1. Модель РОС первого этапа развертывания

Рис. 2. Модель РОС второго этапа развертывания

Технология и принципы разработки КТ
и функциональных систем тренажерного комплекса РОС
Современный подход к разработке КТ состоит в детальном моделировании
бортовых систем и полезной нагрузки орбитального комплекса (ОК), а также
внешней визуальной обстановки, наблюдаемой экипажем в иллюминаторах,
58

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

оптических и телевизионных средствах наблюдения. КТ должен воспроизводить информационную обстановку, в которой находится экипаж во время
полета, и формировать навыки управления бортовыми системами и полезной
нагрузкой, аналогичные навыкам, приобретаемым при полете на пилотируе­
мом космическом аппарате (ПКА).
Опираясь на многолетний опыт построения КТ по программам «Мир»
и «МКС», разработана технология создания КТ. Хотя каждый КТ, как правило, является уникальным изделием, несущим в себе особенности управляе­
мого объекта, в то же время все они обладают высоким уровнем сходства,
общностью структуры и основного перечня решаемых с их помощью задач.
Основная концепция технологии заключается в выделении и унификации
идентичных для всех КТ элементов, построении унифицированных элементов в виде типовых модулей, разрабатываемых как открытые системы, которые в последующем могут дополняться и расширяться с учетом конкретного
применения. В рамках данной технологии предварительно создается инфраструктура КТ из типовых унифицированных модулей и средств сопряжения
между ними, которая затем дополняется специфическими (под конкретный
ПКА) элементами и системами [2].
К специфическим системам и элементам КТ относятся рабочее место
оператора-космонавта (РМО) вместе с устройством сопряжения (УСО), информационная функциональная модель (ИФМ) ПКА (математические модели бортовых систем, внешней и внутренней среды, модель движения и др.),
реализованная на вычислительной системе (ВС), и ее интерфейс – форматы (поля рабочих воздействий), выведенные операторам на пульт контроля и управления (ПКУ) тренажера, на рабочее место оператора-космонавта
и на пульты управления (ПУ) функциональных систем (ФС) КТ. Остальные
подсистемы полностью унифицированы, часть из них – ВС, ПКУ, система
имитации внешней визуальной обстановки (СИВВО), система медицинского контроля (СМК) разрабатываются как технические средства коллективного пользования.
Первым КТ из состава РОС будет КТ модуля НЭМ. Полномасштабный
макет РМО изготавливается с использованием каркасных конструкций, что
позволяет существенно экономить временной и финансовые ресурсы [3].
Работы над созданием КТ модуля НЭМ для РС МКС начаты в 2014 году.
На предприятии «Центра тренажеростроения и подготовки персонала»
(ЦТиПП) в г. Новочеркасске создан учебно-тренировочный макет (УТМ)
комплексного тренажера модуля НЭМ. Конфигурация внутреннего интерье­
ра и состав устанавливаемого оборудования окончательно не утверждены
(рис. 3).
Опираясь на опыт создания ТКРС МКС [4], структурная схема тренажерного комплекса (ТК) РОС будет иметь вид, соответствующий рис. 4.
Единственное отличие от ТКРС МКС – в структуру ТК РОС войдет система
информационной поддержки экзаменационной комиссии (СИПЭК).
59

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

Рис. 3. Учебно-тренировочный макет НЭМ
в сборочном цехе предприятия ЦТиПП

Рис. 4. Структура ТК РОС

После утверждения программы «РОС», в рамках реализации проекта
для подготовки космонавтов, специалисты ЦПК совместно со специалистами ЦТиПП готовы приступить к созданию и развертыванию следующих КТ:
–– НЭМ;
–– УУМ;
–– БМ;
–– целевых модулей
–– ШМ;
(ЦМ1, 2, 3).
60

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

На рис. 5 изображен вариант плана размещения КТ модулей РОС в тренажерном зале.
Управление работой агрегатов и систем КТ и их контроль осуществ­ляют
операторы (обу­чающиеся космонавты, специалисты по подготовке космонавтов и специа­листы по техническим средствам подготовки космонавтов) с использованием СОИ, что обязывает предъявлять к ней особые требования [4].

Рис. 5. План размещения КТ РОС

Обзор основ проектирования СОИ в сложных АСУ
Обучение космонавтов относится к управляемому процессу и на завершающей стадии проходит на современных космических тренажерах различной
специа­лизации. Целевое назначение тренажеров заложено в их определении:
«Тренажер – это техническое средство профессиональной подготовки человека-оператора, реализующее физическую и (или) функциональную модель
системы человек-машина (СЧМ) и ее взаимодействие с предметом труда
и внешней средой, обеспечивающее постоянный контроль качества и деятельности обучаемого (обучаемых) и предназначенное для формирования
и совершенствования у него (них) профессиональных навыков и умений,
необходимых ему (им) для управления СЧМ» [5].
Из определения следует, что тренажер является, как минимум, двухконтурной системой управления (рис. 6). Контур моделирования обеспечивает моделирование и воспроизведение условий и факторов, которые имеют
мес­то в процессе работы оператора при управлении реальным объектом.
Контур управления обучением и всем процессом подготовки оператора образует система контроля и управления тренировкой [5]. Работа операторов
в обоих контурах производится через СОИ.
61

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

Рис. 6. КТ как двухконтурная система управления

При проектировании СОИ среди основных аспектов стоят:
–– точная формулировка целей диалога (оператор – электронно-вычислительная машина (ЭВМ));
–– определение потока информации;
–– оценка возможностей операторов;
–– согласование временных и аппаратурных требований к структуре
общения (оператор – ЭВМ) и др. [6].
Важную роль играет решение вопросов взаимной адаптации операторов КТ и СОИ при ее проектировании и создании [6], что также отмечено
в ряде работ, рассматриваемых ниже.
Совершенствование СОИ, расширение их функциональных возможнос­
тей связано с быстрым развитием средств вычислительной техники, появлением новых физических принципов преобразования данных в визуальную
форму, развитием специального математического обеспечения, разработкой
теоретических основ инженерно-психологического проектирования СОИ.
В работах [7, 8] рассмотрена общая методика проектирования СОИ,
а также комплексный подход к ее проектированию в АСУ реального времени, определены эргономические и тактические требования к устройствам
отображения информации, приведена классификация принципов и устройств
отображения информации.
В работе [9] описываются инженерно-психологические методы оценки
и рационализации пунктов управления с целью повышения эффективности
и снижения напряженности работы оператора в различных отраслях народного хозяйства. Особое внимание уделяется анализу процессов переработки информации человеком, взаимодействия оператора и ЭВМ, приводятся
конкретные рекомендации по выбору характеристик средств оперативного
контроля и управления.
62

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

В аспекте рассматриваемой темы особый интерес представляют методологические основы инженерной психологии и проблемы многоуровневой
взаимной адаптации человека и машины в современных системах управления оперативного контроля и управления [10]. В работе детально представлены экспериментальные методы анализа труда операторов и методы инженерно-психологического проектирования труда операторов.
Одним из наиболее острых является вопрос о распределении функций,
о рациональном сопряжении ЭВМ и творческой деятельности оператора. Так
как сама сущность взаимодействия состоит в совместном объединении усилий человека и технической системы, то и распределение функций между
оператором и технической системой требует выделения в алгоритмической
структуре задачи блоков, агрегатов и систем, допускающих чисто машинную
реализацию, и блоков, агрегатов и систем, требующих для своей реализации
участия оператора. Очень важны сбор и уточнение алгоритмов, позволяющих ЭВМ оказать существенную поддержку оператору в принятии решения, особенно в условиях преодоления информационной неопределенности.
В работах [11, 12] современные АСУ рассматриваются как системы гиб­
ридного интеллекта (СГИ). Особенно подчеркивается тот факт, что в СГИ
нельзя ориентироваться только на среднестатистического человека, поскольку здесь проявляется особенность взаимной адаптации операторов и технических средств как партнеров по информационному взаимодействию.
В работе [11] также представлена оригинальная математическая модель
переработки информации человеком, которая может быть использована как
теоретическая и методическая основа для расчета информационно-техничес­
ких параметров СОИ (таких как информационная емкость, объем одновременно отображаемой информации, темп предъявления информации и др.)
и обеспечения надежности деятельности операторов.
Особое внимание уделяется инженерно-психологическим исследова­
ниям и анализу процессов переработки информации человеком, взаимодейст­
вию оператора и ЭВМ [6]. В работе приведены особенности построения
средств отображения индивидуального и коллективного пользования и варианты их технической реализации.
В принципах многоуровневой адаптации можно выделить пять уровней:
–– уровень тотальной адаптации – это уровень общего усреднения,
основанный на приспособлении машины к человеку;
–– уровень контингентной адаптации учитывает среднестатистические
свойства психологических параметров контингента людей, работающих
в СЧМ;
–– уровень групповой адаптации предназначен для контингента типологических групп, существенно различающихся по профессионально важным
психологическим характеристикам, позволяет повысить эффективность
работы представителей каждой из типологических групп;
63

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

–– уровень индивидуальной адаптации решает проблему индиви­дуаль­
ной адаптации характеристик информационной системы к отдельному пользователю;
–– уровень индивидуально-оперативной адаптации связан с учетом
конкретного состояния человека при уточнении распределения функций
между ним и автоматическими управляющими устройствами, регулировании
интенсивности потока сигналов, поступающих к оператору, и т. п. [6, 11].
В СОИ общего назначения в настоящее время чаще всего используются первые два уровня – тотальный и контингентный.
Что касается СОИ специализированного назначения, таких как в КТ,
то они разрабатываются на уровне групповой адаптации с учетом заложенных в ней принципов.
Адаптация многоуровневой СОИ космических тренажеров и операторов рассматривается на этапе проектирования [4]. Здесь существенным становится анализ следующих основных аспектов [11]:
–– определение категории потребителей;
–– точная формулировка целей диалога оператора и ЭВМ;
–– определение потока информации;
–– оценка возможностей оператора, осуществляющего диалог с системой;
–– согласование временных и аппаратурных требований к структуре
общения;
–– определение структуры диалога;
–– определение входного языка;
–– определение необходимой базы данных;
–– стимулирование диалога;
–– защита от ошибок;
–– реализация диалога.
Разработка языка диалога в сложных АСУ является одной из важнейших проблем оптимизации взаимодействия. Среди многочисленных видов
диалогов наибольший интерес представляют следующие:
–– по соотношению рангов участников (иерархический, паритетный,
дидактический и инструктивный);
–– виду используемых сигналов (визуальный, вербальный, аудио­ви­
зуальный);
–– пространственно-временным параметрам – дистанционный (телеконференции), непосредственный, отсроченный, скрытый (с разделением
участников во времени).
Особую группу составляют псевдодиалоги, разного рода эмоциональное восприятие машины как самостоятельного партнера по взаимодействию.
В СОИ ТКРС МКС используются вышеперечисленные виды диалогов.
Как показали исследования СОИ ТКРС МКС, специфика КТ постоянно
требует расширения сферы эффективного наращивания программного обес­
печения в информационных моделях (ИМ), и это ставит перед создателями
64

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

ряд сложных задач. Причем эти задачи не ограничиваются инженерно-психологическим проектированием и оценкой только согласующих средств (индикаторные устройства, устройства ввода информации и т. д.), хотя они, без
сомнения, делают возможным, ускоряют, расширяют и усиливают взаимодействие оператора с техническими средствами и ЭВМ. ИМ – совокупность
информации об объекте, характеризующая его свойства, состояния, внешние связи. Она является моделью объекта в виде информации, содержащей
описание существенных в каждом конкретном случае параметров и переменных, связей между ними, а также входов и выходов для данных, при подаче на которые можно влиять на получаемый результат.
В КТ важной частью является распределение функций между оператором и ЭВМ, оптимизация взаимодействия в системе в целом, постоянный
поиск принципиально новых способов организации процессов решения интеллектуальных задач на базе перспективной информационно-вычислительной техники. На рис. 7 изображена информационно-логическая схема интерфейса взаимодействия операторов с техническими средствами подготовки
космонавтов на ТК РОС [13, 14].

Рис. 7. Информационно-логическая схема интерфейса взаимодействия операторов
с техническими средствами подготовки космонавтов на ТК РОС

СОИ в КТ модулей РОС
Каждый модуль, выведенный на орбиту, имеет свое назначение, конструктивную сложность, особенность и требования к эксплуатации. Как следст­вие
проектируемые и построенные КТ (а также внесенные изменения и дополнения в ФС) отличаются друг от друга. С каждым новым КТ меняется
65

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

конструктивно и расширяется функционально аппаратно-программный
комплекс (АПК) СОИ – дополняется новыми элементами и доработанным
специальным программным обеспечением (СПО).
В соответствии с предполагаемой структурой ТК РОС, развитие его
СОИ начинается с КТ НЭМ. На рис. 8 изображена упрощенная схема СОИ
КТ НЭМ. СОИ каждой ФС имеет свой АПК.

Рис. 8. Схема СОИ КТ НЭМ

В состав СОИ КТ НЭМ входят:
–– СОИ модели бортовой вычислительной системы (МБВС);
–– СОИ СИВВО;
–– СОИ ВС [4];
–– СОИ РМО;
–– СОИ ПКУ.
Аналогично будет выглядеть СОИ космических тренажеров БМ, ЦМ,
а также КТ модулей УУМ и ШМ с некоторой разницей из-за их отличия по
габаритам и назначению.
На РОС планируется применение информационно-управляющей системы (ИУС) аналога ИУС РС МКС. Поэтому для подготовки космонавтов рассмотрен вариант изготовления специализированного тренажера ИУС (ТИУС)
РОС, имеющий соответственно свою СОИ.
Тренажер ТИУС полностью автономен. По мере наращивания станции
новыми модулями ТИУС интегрируется соответственно с новыми тренажерами без существенных затрат. Тренажер ТИУС также может работать автономно от АПК ТК РОС.

Предполагаемый состав информации в СОИ
для операторов ПКУ ТК РОС
Следует отметить, что анализ циклограмм проведенных тренировок на ТКРС
МКС показывает: на мониторах операторам ПКУ одновременно отображает­
ся более 80 единиц информации всевозможного содержания (видеоработы
66

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

экипажа, графики, схемы, модели систем различного назначения и т. д.). Эта
информация необходима для выполнения следующих задач:
–– управление тренажерным комплексом (отображение состояния работоспособности тренажерного комплекса);
–– контроль и оценка деятельности операторов-космонавтов;
–– контроль функционирования моделей бортовых систем, динамичес­
ких режимов и др. [15].
Также анализ показал, что с ростом количества выводимой информации процентное соотношение пользовательской информации по назначению
в структуре информационной модели СОИ ПКУ существенно не меняется (рис. 9). Это подтверждает правильно выбранную стратегию построения СОИ ПКУ для ТК РОС, используя опыт построения СОИ ТКРС МКС.

Рис. 9. Диаграмма состава информации для операторов ПКУ ТК РОС

Планирование и последовательность разработки ИМ
в СОИ для КТ РОС
В настоящий момент уже имеется представление о модулях: КТ НЭМ (изготавливался в ЦТиПП для МКС), КТ БМ (будет изготавливаться на основе
КТ НЭМ), КТ УУМ (будет изготавливаться на основе КТ УМ «Причал» из
состава МКС).
ШМ разрабатывался для Lunar Gateway, поэтому КТ этого модуля также будет изготавливаться не с чистого листа.
Таким образом, имея начальные данные по перечисленным модулям
первого этапа развертывания РОС, предварительно обозначим ряд необходимых систем для работы и жизнедеятельности на них космонавтов (опираясь
на опыт МКС).
Для полноценной работы МБВС каждого тренажера требуется минимальное количество моделей систем, определенное специалистами по подготовке космонавтов. Их количество, по мере развития ТК РОС, постепенно
будет расти. Но на первом этапе, для подготовки экипажей, требуется определить перечень систем, которые должны моделироваться на каждом КТ.
67

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

Основываясь на опыте построения ТКРС МКС, для обеспечения задач
подготовки на космических тренажерах ТК РОС на МБВС должны моделироваться бортовые системы:
–– бортовая вычислительная система (БВС);
–– аппаратура системы управления бортовым комплексом (СУБК);
–– система бортовых измерений (СБИ);
–– телевизионная система (ТВС);
–– система управления движением и навигацией (СУДН);
–– комплекс двигательных установок (КДУ);
–– система управления перекачкой топлива (СУПТ);
–– система электроснабжения (СЭС);
–– система ориентации солнечных батарей (СОСБ);
–– система обеспечения теплового режима (СОТР);
–– система «Электрон»;
–– система обеспечения газового состава (СОГС);
–– система пожарообнаружения и пожаротушения (СПОПТ);
–– система регенерации воды (СРВ);
–– система стыковки и внутреннего перехода (ССВП);
–– система шлюзовой камеры (СШК);
–– система внутреннего освещения (СВнО) и др.
Представим планируемое количество приборов, размещенных на панелях интерьера модулей НЭМ, БМ, УУМ и ШМ, за N единиц для каждого
КТ. Тогда количество единиц ИМ этих приборов можно записать в формализованном виде соответственно как Ω НЭМ , Ω БМ , Ω УУМ , Ω ШМ. Как вариант,
простейшая ИМ приборов-повторителей, выведенных на мониторы операторам ПКУ и ПУ ФС, будет иметь вид как сумма единиц ИМ представленных приборов ТК РОС:

∑Ω

РОС

= ∑ Ω НЭМ + ∑ ΩБМ + ∑ ΩУУМ + ∑ Ω ШМ.

Чтобы приступить к анализу создания ИМ перспективного КТ модуля
УУМ, рассмотрим КТ модуля УМ «Причал» из состава ТКРС МКС, который является его копией. На панелях интерьера КТ УМ установлены тридцать шесть приборов:
–– два щитка освещения ЩО-ЛО и ШО-ЛО;
–– четыре светильника ССД305;
–– розетка РБС-10/3;
–– щиток включения вентиляторов В1, В2, В3;
–– три вентилятора В1, В2, В3;
–– семь клапанов выравнивания давления КВД;
–– шесть клапанов контроля тоннеля ККТ;
–– три преобразователя напряжения измерителей потока ИП-1 стыковочных узлов СУ1, СУ2, СУ3;
68

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

–– девять измерителей потока ИП-1 стыковочных узлов СУ1, СУ2, СУ3.
На космическом тренажере УУМ, как копии КТ УМ, прогнозируем размещение NУУМ = 36. Построение ИМ всех приборов необязательно. Перечень
приборов, необходимых для выведения их ИМ на мониторы операторам ПКУ
и ПУ ФС, определяют специалисты по подготовке космонавтов на этапе разработки КТ. Также они определяют вариант исполнения прибора: штатное
исполнение (ШИ), что усложняет и удорожает соответствующую ИМ, тренажерное исполнение (ТИ), габаритно-массовый макет (ГММ), габаритный
макет (муляж) (М) [16]. Форматы управления (информационные, отладочные и др.) определяются предприятием-разработчиком изделия. По мере изменения задач подготовки количество приборов и ИМ может быть увеличено. Для подготовки космонавтов на КТ модуля УМ построены ИМ приборов:
–– В1, В2, В3 (ТИ) – формат представлен условным графическим изображением вентиляторов и отображает работу вентиляторов по движению
их лопастей;
–– ЩО-ЛО и ШО-ЛО (ТИ) – формат представлен в виде изображения
самих щитков освещения (приборы-повторители) и отображает положение
тумблеров «вкл. – выкл.»;
–– РБС-10/3 – аналогично ЩО-ЛО и ШО-ЛО;
–– ККТ (ТИ), ИП-1 (ГММ) и их преобразователи напряжения (М) без ИМ;
–– семь КВД (ТИ) – формат отображает стилизованное изображение
положения лимба прибора «откр. – электроуправл. – закр.» в цвете красный –
желтый – зеленый и его состояние «откр. – закр.» в цвете красный – зеленый.
Представлен в виде схемы конфигурации МКС. Особенность данного формата в том, что в нем совмещены несколько ИМ нескольких систем по всем
модулям. Формат очень сложный, сильно завязан на МБВС и ВС, называется
«Контроль разгерметизации».
Шесть люков КТ УМ на формате «Контроль разгерметизации» ИМ отображает как «откр. – закр.». На схеме конфигурации люк изображен в виде
прямой линии (люк закрыт). При открытом положении люка модель отсекает
от линии отрезок и опускает его под углом 45 градусов.
Таким образом, из тридцати шести изготовленных приборов различного исполнения КТ модуля УМ (из состава ТКРС МКС) для подготовки экипажей достаточно выводить на мониторы операторам ПКУ, ПУ ФС и лэптопы космонавтам тринадцать ИМ.
Аналогично на ТК РОС для КТ модуля УУМ при NУУМ = 36 СОИ до­
статочно спрогнозировать построение Ω УУМ = 13, т. е. 36 %.
В настоящее время для РМО внутреннего интерьера КТ модуля НЭМ
изготовлено NНЭМ = 129 приборов.
Практика показывает, что при NНЭМ = 129 состояние 36 % приборов КТ
модуля НЭМ (предположительно) СОИ должна выводить операторам, т. е.
число Ω НЭМ = 46.
69

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

Аналогично прогнозируется по КТ модуля ШМ. На Lunar Gateway
в интерьере установлено определенное число оборудования NШМ = Х, следовательно, прогнозируемое условное Ω ШМ = У. Тоже по БМ: его значение
NБМ = Х1, а ИМ, выводимые операторам, Ω БМ = У1.
В свою очередь, по вариантам изготовления приборов: штатное исполнение (ШИ), тренажерное исполнение (ТИ), габаритно-массовый макет
(ГММ), габаритный макет (муляж) (М) можно записать:
Ni

Ni

Ni

Ni

n =1

n =1

n =1

n =1

Ni

Ni

Ni

Ni

n =1

n =1

n =1

n =1

Ni

Ni

Ni

Ni

n =1

n =1

n =1

n =1

Ni

Ni

Ni

Ni

n =1

n =1

n =1

n =1

∑ Ω ÍÝÌ = F (∑ NiШИ + ∑ NiТИ +∑ NiÃÌÌ + ∑ NiМ ) ;
∑ Ω ÁÌ = F (∑ NiШИ + ∑ NiТИ + ∑ NiÃÌÌ + ∑ NiМ );
∑ Ω ÓÓÌ = F (∑ NiШИ + ∑ NiТИ +∑ NiÃÌÌ + ∑ NiМ );
∑ Ω ØÌ = F (∑ NiШИ + ∑ NiТИ + ∑ NiÃÌÌ + ∑ NiМ ).
На следующих этапах построения ТК РОС предлагаемый подход к планированию и последовательности при разработке информационных моделей
в СОИ также будет применен и при проектировании СОИ КТ оставшихся
трех ЦМ РОС.

Выводы
Проанализировав существующие теоретические принципы построения СОИ,
в сложных АСУ и опираясь на существующий опыт создания СОИ ТКРС
МКС и ОК «Мир», можно выделить следующие принципы построения перспективной СОИ ТК РОС:
1. Делая выводы из опыта построения СОИ ТКРС МКС, предлагается
изначально заложить в основу проектирования и разработки СОИ ТК РОС
построение ее как совокупности:
–– унифицированной ФС СОИ в составе ТК;
–– специфических (под конкретный ПКА) систем СОИ РМО в составе
отдельных КТ модулей ТК РОС.
2. Для эффективного взаимодействия «оператор – ЭВМ» в СОИ ТК
РОС предлагается использовать опыт применения существующих диалогов
на ТКРС МКС, базирующихся на учете соотношения рангов участников
диалога, вида используемых сигналов и пространственно-временных параметров диалога.
70

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

3. Программные средства СОИ ТК РОС должны обеспечивать информационный интерфейс между каждой группой операторов (обучающиеся
космонавты, специалисты по подготовке космонавтов, специалисты по
техническим средствам подготовки космонавтов) и техническими средст­
вами КТ.
4. Интерфейс должен строиться на основе форматов, выводимых на
мониторы СОИ, с полями рабочих воздействий, соответствующих задачам
управления процессом тренировки.
5. Интерфейс СОИ ТК РОС должен разрабатываться как многооконный
с задействованием необходимого числа устройств отображения, что повысит
эффективность работы операторов, позволяя одновременно выводить на
экран несколько форматов и располагать их в удобном порядке.
6. Информационное взаимодействие операторов ПКУ, ПУ ФС, РМО
и СОИ ТК РОС должно происходить на уровне групповой адаптации, обеспечивающей эффективность работы представителям каждой типологической
группы операторов (специалисты по подготовке космонавтов, специалисты
по техническим средствам подготовки космонавтов, космонавты).
7. В разработках СОИ ПКУ космических тренажеров ТК РОС должны
учитываться психологические принципы выбора структуры СОИ, снижающие сложность решения оперативных задач.
8. Аппаратно-программные комплексы тренажеров и функциональных систем, образующие облик СОИ ТК РОС, должны разрабатываться
как открытые аппаратно-программные системы на базе унифицированных
компонентов и с учетом возможности их последовательной модернизации
в соответствии с изменениями на штатных изделиях, а также возможностью
применения новой элементной базы в аппаратном комплексе и перспективного программного обеспечения.
9. Предлагаемый последовательный подход при планировании и разработке информационных моделей СОИ для КТ РОС позволит оптимально
распределять усилия при создании СОИ ТК РОС, а также контролировать
критерий «стоимость – эффективность» заказчику и качественно производить расчет-калькуляцию каждого вида работы исполнителю (закупка
требуемых материалов, время на разработку прибора в соответствующем
исполнении, заработная плата задействованных специалистов и т. д.).
Полученные выводы обосновывают возможность и целесообразность
создания СОИ КТ РОС, придерживаясь современных теоретических принципов построения СОИ в сложных АСУ и опыта разработки и модернизации СОИ ТКРС МКС и ОК «Мир».
ЛИТЕРАТУРА
[1] Хохлов, А. Прекрасная РОСС будущего. Что мы знаем о станции, куда переедут российские космонавты с МКС / А. Хохлов, И. Ферапонтов // N + 1 Интернет-издание. – 2023. – URL: https://nplus1.ru/material-print/28825 (02.11.2022).
71

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

[2] Шевченко, Л.Е. Комплекс технических средств подготовки космонавтов
по программе российского сегмента Международной космической станции:
монография / Л.Е. Шевченко, Е.В. Полунина, В.Н. Саев. – ФГБУ «НИИ ЦПК
имени Ю.А. Гагарина»: Звездный городок, 2017. – 114 с.
[3] Наумов, Б.А. Космические тренажеры: монография / Б.А. Наумов. – ФГБУ
«НИИ ЦПК имени Ю.А. Гагарина»: Звездный городок, 2013. – 216 с.
[4] Батраков, В.В. Структура и функции управления системы отображения информации тренажерного комплекса российского сегмента МКС / В.В. Батраков,
В.И. Брагин, В.Н. Саев // Пилотируемые полеты в космос. – 2022. – № 1(42). –
С. 50–69.
[5] Шукшунов, В.Е. Тренажерные комплексы и тренажеры. Технологии разработки и опыт эксплуатации / В.Е. Шукшунов, В.В. Циблиев, С.И. Потоцкий. –
Москва: Машиностроение, 2005. – 384 с.
[6] Венда, В.Ф. Инженерная психология и синтез систем отображения информации. – 2-е изд. – Москва: Машиностроение, 1982. – 344 с.
[7] Ревенко, В.Н. Комплексы средств отображения информации / В.Н. Ревенко,
В.М. Сегал. – Москва: Радио и связь, 1985. – 216 с.
[8] Алиев, Т.М. Системы отображения информации / Т.М. Алиев, Д.П. Вигдоров,
В.П. Кривошеев. – Москва: Высшая школа, 1988. – 223 с.
[9] Венда, В.Ф. Организация труда операторов (инженерно-психологические
проб­лемы) / В.Ф. Венда, А.И. Нафтульев, В.Ф. Рубахин. – Москва: Экономика,
1978. – 224 с.
[10] Венда, В.Ф. Теория и эксперимент в анализе труда операторов / В.Ф. Венда,
В.А. Вавилов. – Москва: Наука, 1983. – 332 с.
[11] Венда, В.Ф. Системы гибридного интеллекта. Эволюция, психология, информатика. – Москва: Машиностроение, 1990. – 448 с.
[12] Присняков, В.Ф. Математическое моделирование переработки информации
оператором человеко-машинных систем / В.Ф. Присняков, Л.М. Приснякова. –
Москва: Машиностроение, 1990. – 248 с.
[13] Батраков, В.В. Анализ взаимодействия операторов с техническими средствами
в управлении комплексным тренажером Российского сегмента Международной
космической станции / В.В. Батраков, В.Н. Саев // XXXV Международные общест­
венно-научные чтения, посвященные памяти Ю.А. Гагарина. – Гагарин, 2008.
[14] Четвериков, В.Н. Системное проектирование взаимодействия человека с техническими средствами / В.Н. Четвериков. – Москва: Высшая школа, 1991. – 142 с.
[15] Батраков, В.В. Информационная поддержка межведомственной комиссии при
проведении тренировок на тренажерах РС МКС / В.В. Батраков, В.Н. Саев,
Т.Ю. Маликова // Пилотируемые полеты в космос. – 2019. – № 3(32). – С. 37–46.
[16] Модернизация и ремонт приборного оборудования на КТ РС МКС с использованием FDM технологии 3D-печати / В.В. Батраков, А.И. Крылов, В.Н. Саев
[и др.] // Пилотируемые полеты в космос. – 2021. – № 2(39). – С. 97–110.
REFERENCES
[1] Khokhlov, A. The Beautiful ROSS of the Future. What do We Know about the
Station Where Russian Cosmonauts are Moving from the ISS / A. Khokhlov,
I. Ferapontov // N + 1 Online Edition. – 2023. – URL: https://nplus1.ru/materialprint/28825. (02.11.2022).
72

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

[2] A Complex of Cosmonaut Training Facilities under the International Space Station
Russian Segment Program: Monograph / L.E. Shevchenko, E.V. Polunina, V.N. Saev. –
FSBI Research Institute of CPC Named after Yu.A. Gagarin: Star City, 2017. –
P. 114.
[3] Naumov, B.A. Space Simulators. Monograph / B.A. Naumov. FSBI Research Institute
of CPC Named after Yu.A. Gagarin; Star City, 2013. – P. 216.
[4] Batrakov, V.V. Structure and Control Functions of the Information Display System
of the ISS RS Simulator Complex / V.V. Batrakov, V.I. Bragin, V.N. Saev // Manned
Space Flights. – 2022. – No 1(42). – P. 50–69.
[5] Shukshunov, V.E. Training Complexes and Simulators. Development Technologies
and Operational Experience / V.E. Shukshunov, V.V. Tsibliev, S.I. Potocki. – Moscow:
Mashinostroenie, 2005. – P. 384.
[6] Venda, V.F. Engineering Psychology and Synthesis of Information Display Systems. –
2nd ed. – Moscow: Mashinostroenie, 1982. – P. 344.
[7] Revenko, V.N. Complexes of Information Display Systems / V.N. Revenko,
V.M. Segal. – Moscow: Radio and Communications, 1985. – 216 p.
[8] Aliyev, T.M. Information Display Systems / T.M. Aliyev, D.P. Vigdorov,
V.P. Krivo­sheev. – Moscow: Vysshaya shkola, 1988. – 223 p.
[9] Venda, V.F. Organization of Operator Labor (Engineering and Psychological Problems) /
V.F. Venda, A.I. Naftulyev, V.F. Rubakhin. – Moscow: Ekonomika, 1978. – 224 p.
[10] Venda, V.F. Theory and Experiment in the Analysis of Operator Labor / V.F. Venda,
V.A. Vavilov. – Moscow: Nauka, 1983. – 332 p.
[11] Venda, V.F. Systems of Hybrid Intelligence. Evolution, Psychology, Computer
Science. – Moscow: Mashinostroenie, 1990. – 448 p.
[12] Prisnyakov, V.F. Mathematical Modeling of Information Processing by the Operator
of Human-Machine Systems / V.F. Prisnyakov, L.M. Prisnyakova. – Moscow:
Mashino­stroenie, 1990. – 248 p.
[13] Batrakov, V.V. Analysis of the Interaction of Operators with Technical Means
in the Management of the International Space Station Russian Segment Complex
Simulator / V.V. Batrakov, V.N. Saev // XXXV International Public and Scientific
Readings Dedicated to the Memory of Yuri Gagarin. – Gagarin, 2008.
[14] Chetverikov, V.N. System Design of Human Interaction with Technical Means /
V.N. Chetverikov. – Moscow: Vysshaya shkola, 1991. – P. 142.
[15] Batrakov, V.V. Informational Support of the Interagency Commission During
Trainings on the ISS RS Simulators / V.V. Batrakov, V.N. Saev, T.Yu. Malikova //
Manned Space Flights. – 2019. – No 3(32). – P. 37–46.
[16] Modernization and Repair of Instrumentation on the ISS RS CT with the Use of
FDM 3D Printing Technology / V.V. Batrakov, A.I. Krylov, V.N. Saev [et al.] //
Manned Space Flights. – 2021. – No 2(39). – P. 97–110.

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

УДК 611.738:611.09

Физиологическая цена
модельных операций ВКД на поверхности
после перелета к Луне и Марсу
E.В. Фомина, Б.И. Крючков, M.М. Харламов, A.А. Мисуркин,
A.П. Гришин, П.П. Долгов, П.В. Романов, T.Б. Кукоба
Докт. биол. наук E.В. Фомина; П.В. Романов (ГНЦ РФ – ИМБП РАН)
Докт. техн. наук Б.И. Крючков; канд. экон. наук M.М. Харламов;
Герой Российской Федерации, летчик-космонавт Российской Федерации
A.А. Мисуркин; A.П. Гришин; канд. техн. наук П.П. Долгов;
канд. пед. наук T.Б. Кукоба (ФГБУ «НИИ ЦПК имени Ю.А. Гагарина»)
В статье представлены результаты сравнительного оценивания изменений
в гравитационно-зависимых физиологических системах при выполнении
космонавтами модельных задач на поверхности планеты после полетов
различной продолжительности. Сопоставляются параметры рабочих операций в скафандре и без скафандра при выполнении космонавтом типовых задач ВКД с результатами изменений мышечной силы. Обсуждается
влия­ние профилактических мероприятий на функциональные возможности
сердечно-сосудистой системы в длительных и кратковременных полетах
с учетом особенностей ВКД. На основе материалов модельных до- и послеполетныых экспериментов с участием космонавтов РС МКС дается прогноз
успешности ВКД на Луне.
Ключевые слова: космонавт, невесомость, сила мышц ног, нервно-мышечная система, внекорабельная деятельность, скафандр, операторские задачи,
физическая работоспособность

Physiological Penalty of EVA Simulative Missions on the Moon
and Mars Surface. E.V. Fomina, B.I. Kryuchkov, M.M. Kharlamov,
A.A. Misurkin, A.P. Grishin, P.P. Dolgov, P.V. Romanov,
T.B. Kukoba

The article presents results of comparative assessment of changes in gravitydependent physiological systems of cosmonauts when performing model tasks
on the planet surface after completing various-duration flights. The parameters of
suited and non-suited operations when cosmonaut performs typical EVA tasks are
compared with the results of changes in muscle strength. The effect of preventive
measures on functionality of cardiovascular system in long and short-term flights
is discussed taking into account EVA features. The success of performing an EVA
on the Moon surface is predicted based on the materials of modeling pre- and
post-flight experiments with participation of cosmonauts aboard ISS RS.
Keywords: cosmonaut, weightlessness, leg muscle strength, neuromuscular
system, extravehicular activity, spacesuit, operator tasks, physical workability

74

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

Введение
Космонавтика готовится к переходу от орбитальных полетов к исследованию
тел Солнечной системы. Профилактика негативных последствий пребывания в невесомости занимает важное место среди других проблем гравитационной физиологии. Невесомость рассматривается как специфический
раздражитель, действующий на организм человека в течение всего полета.
Ответом на этот стимул являются адаптивные процессы в органах и тканях.
Длительное пребывание в невесомости сопровождается выраженными изменениями в системах организма, определяющих физическую работоспособность. Основным воздействием невесомости на опорно-двигательный
аппарат является снятие весовой нагрузки и, как следствие, общая астенизация организма, потеря мышечной массы, снижение силы, выносливости
и физической работоспособности. Невесомость влияет на баланс жидкости
в организме, вызывая изменение состава крови, снижение минеральной
плотности костей. Изучение адаптационных процессов помогает разработать
мероприятия, направленные на противодействие развитию этих процессов.
Очевидно, что в первую очередь при подготовке к межпланетным путешествиям необходимо учитывать уроки, извлеченные из полетов продолжительностью, сопоставимой с полетом на Марс, соответственно, это сверхдальние полеты [1]. Однако опыт шестимесячных полетов также может быть
интересен, поскольку быстрое развитие современных технологий предполагает возможность достижения поверхности Марса за сопоставимое время
[2]. Необходимо использовать каждый полет на МКС для накопления знаний
о возможности противодействия негативным последствиям невесомости [3].
Согласно современному сценарию освоения Марса, предполагается
этап создания лунных баз и орбитальных лунных станций. Решение этой
проблемы требует ответа на вопрос о целесообразности противодействия
негативным последствиям невесомости в полетах, сравнимых с полетом на
Луну. В настоящее время выполняются, в основном, полугодовые миссии.
В связи с этим необходим детальный анализ каждого короткого полета, чтобы предсказать успех ВКД на поверхности Луны.
Общая продолжительность полетов, совершенных на Луну в рамках
программы «Аполлон» (НАСА, США), варьировалась от 8,1 до 12,6 суток.
Время пребывания астронавтов НАСА на Луне (суммарное время выходов
на лунную поверхность за экспедицию) составило от 22,2 до 75 часов. Даже
такое относительно короткое воздействие факторов космического полета вызвало изменения в функциях физиологических систем организма. Наблюдались снижение физической работоспособности, ортостатической устойчивости, вестибулярные расстройства, потеря веса, повышенная секреция
гормонов надпочечников, обезвоживание, уменьшение объема эритроцитов, плазмы крови и другие изменения [4]. Кроме того, были зафиксированы отсроченные негативные последствия для состояния здоровья участников программы «Аполлон» [5].
75

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

ВКД на Луне имеет специфические особенности, которые отличают ее
от ВКД на околоземной орбите или, тем более, от активности в условиях земной гравитации. К таким особенностям относятся гравитация, составляю­щая
1/6 земной, работа в скафандре, сложный для передвижения рельеф поверхности Луны, низкая освещенность, токсичная пыль, значительные перепады температур, большая продолжительность дня и ночи. Эксперименты по
моделированию лунной гравитации на борту самолета показали увеличение
времени на выполнение различных операций до 120 %. В модели лунного
скафандра время работы увеличивается в среднем в 2,5 раза [6, 7].
Следует учитывать, что космонавты будут выполнять ВКД после пребывания в невесомости в течение нескольких дней во время полета с Земли на Луну. Во время полета на Марс продолжительность воздействия
неблаго­прият­ных факторов невесомости будет увеличена до одного года.
Продолжительность пребывания и выполнения работ во время посадки на
инопланетную поверхность будет значительно увеличена по сравнению
с продолжительностью миссий программы «Аполлон».
В настоящее время накоплен достаточный материал об индивидуальных
особенностях адаптации организма к невесомости и высокой вариабельности
уровня физической работоспособности после завершения шестимесячных
полетов [8]. В связи с этим интересно сравнить состояние нервно-мышечной системы и ответа физиологических систем на выполнение модельных
операций на примере одного и того же космонавта.
Цель нашего исследования – провести сравнительную оценку изменений силы мышц ног и ответа сердечно-сосудистой системы космонавта на
выполнение заданий, имитирующих ВКД на поверхности после полетов разной продолжительности.

Материалы и методы
В исследовании принимал участие космонавт Роскосмоса. В соответствии
с Хельсинкской декларацией испытуемый подписал Информированное согласие на участие в эксперименте. Всего за свою профессиональную карьеру космонавт совершил два длительных космических полета и один
кратковременный. Динамику изменений максимальной произвольной силы
(МПС) мышц ног оценивали по результатам изокинетического тестирования (Cybex). Тестирование проводилось за 30 и 60 дней до космического
полета и на 4-й и 15-й дни после его завершения по стандартному протоколу
[1, 17]. После короткого полета оценка МПС была выполнена на 3-й день.
МПС оценивали по максимальной попытке из пяти выполненных на угловой скорости 0 °/c. МПС мышц голени – по максимальной попытке из пяти
повторений тыльного и подошвенного сгибания на угловой скорости 30 °/c.
При оценке изменений МПС мышц ног начальный уровень проявления силы
перед космическим полетом принимался за 100 %.
76

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

Средства профилактики негативных влияний невесомости в коротком
полете не использовались. Во время длительного полета физическая подготовка проводилась в соответствии с российской системой профилактики негативных влияний невесомости. Система профилактики более подробно описана ранее [9]. «Вес» отягощения при выполнении силовых упражнений на
тренажере ARED приведен в табл.
«Вес» отягощения в упражнениях для мышц ног в 1-м и 2-м полетах
№ полета

Упражнение
Приседание, кг Подъем на носки, кг Становая тяга, кг Румынская тяга, кг

1-й

80

115

80

60

2-й

90

110

70

60

Физическая работоспособность оценивалась на основе определения
реакции сердечно-сосудистой системы на выполнение задач, имитирующих
ВКД в условиях обезвешивания в скафандре и без скафандра в усло­виях
нормальной земной гравитации. Частота сердечных сокращений (ЧСС) регистрировалась до и после каждого блока операций. Выполнение модельных операций в скафандре проводилось до и после 2-го длительного космического полета, до и после короткого космического полета.
Моделирование ВКД на поверхности включало в себя несколько операций: операции в шлюзовом отсеке, перемещение к рабочему месту ВКД
(в том числе перемещение вдоль мягкого фала), движение за контейнером,
взятие контейнера и перемещение с ним к лестнице, закрепление антенны
на поручне трапа, стыковка электрических разъемов, возвращение в шлюзовой отсек и закрытие люка.
Экспресс-тесты для оценки физической работоспособности без ска­
фанд­ра проводились с полным весом тела. Тесты включали оценку веса трех
образцов одинакового размера, вставание из положения лежа (с определе­
нием стратегии выполнения) и различные виды ходьбы. Во время экспресс-тестов ЧСС регистрировалась в каждой операции.

Результаты и обсуждение
Сравнение МПС мышц ног космонавта после трех полетов разной продолжительности показало, что наибольшее снижение показателя при изометрическом режиме мышечного сокращения произошло в сгибателях бедра на
третьи сутки после третьего (короткого) полета, потери составили 33 % от
исходного уровня (рис. 1). Снижение данного показателя на четвертые сутки
после первого полета составляло 22 %, наименьшие потери были выявлены
на четвертые сутки после второго полета, потери составляли 9 %. В разгибателях бедра после первого полета выявлено увеличение МПС, прирост
составил 13 %; после второго и третьего полетов показатель снижался на
7 и 11 % соответственно.
77

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

Рис. 1. Изменения МПС мышц ног космонавта
после полетов разной продолжительности

Интересно отметить, что МПС мышц голени в изокинетическом режиме мышечного сокращения после короткого полета увеличилась на 12 % при
подошвенном сгибании, а при тыльном сгибании снизилась на 10 %. Наибольшие снижения МПС мышц голени выявлены при тыльном сгибании пос­
ле второго полета, потери составили 25 %; после первого полета сила снизилась на 19 %.

Рис. 2. Результаты субъективной оценки веса образцов
после кратковременного космического полета, %
78

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

Все модельные операции как в условиях обезвешивания, так и с весом
собственного тела были выполнены успешно. Выполнение модельных операций без скафандра показало превышение максимальных значений ЧСС
пос­ле короткого космического полета на 10 ударов. Также имело место завышение веса объекта (рис. 2). Время подъема из положения лежа до и пос­
ле полета составляло 4 и 3 секунды соответственно, т. е. увеличения времени на выполнение действия не наблюдалось.
Оценка реакции сердечно-сосудистой системы на выполнение операций, имитирующих ВКД на поверхности в скафандре, не показала увеличения физиологической цены нагрузки (рис. 3) и времени на выполнение операций после короткого полета (рис. 5), однако физиологическая стоимость
нагрузки была увеличена после длительного космического полета (рис. 4).
Время выполнения операций после длительного космического полета было
увеличено на 6 % (рис. 6). Перед длительным полетом циклограмма была
выполнена космонавтом на 100 %, после полета – на 93 %.
Основным эффектом невесомости является отсутствие влияния веса
тела на опорно-двигательный аппарат. Физиологические реакции, вызванные длительным пребыванием в невесомости, характеризуют адаптацию
к новым условиям окружающей среды и дефициту механических нагрузок.
В условиях невесомости изменяется поток афферентных сигналов от рецепторов сухожилий и мышечных рецепторов. С функциональной точки зрения
разли­чают медленные и быстрые мышечные волокна. Медленные волокна состоят из мышечных волокон, богатых митохондриями и миоглобином.

Рис. 3. Средние значения ЧСС при выполнении операций в скафандре
до и после короткого КП
79

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

Рис. 4. Средние значения ЧСС при выполнении операций в скафандре
до и после длительного КП

Рис. 5. Время выполнения операций в скафандре до и после короткого КП
80

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

Рис. 6. Время выполнения операций в скафандре до и после длительного КП

Окруженная медленными мышечными волокнами богатая сеть капилляров
позволяет получать большое количество кислорода из крови. Медленные
волокна характеризуются высокой выносливостью к нагрузке, но сниженной
максимальной силой и скоростью сокращения. Быстрые волокна состоят из
большого количества миофибрилл. Их окружает меньше капилляров, в клетках меньше митохондрий и миоглобина. Быстрые волокна обеспечивают
выполнение больших мышечных усилий. Соотношение между количеством
медленных и быстрых мышечных волокон в разных мышцах неодинаково,
поэтому сила их сокращения также различна. Медленные волокна лучше,
чем быстрые, приспособлены к длительным, повторяющимся сокраще­
ниям с преимущественно аэробным типом ресинтеза АТФ, характерным
для упражнений на выносливость. Кроме того, состав мышц генетически
предопределен, но при воздействии невесомости или имитируемых условий
космического полета [10] наблюдаются значительные перестройки мышечного фенотипа. В условиях невесомости медленные волокна более склонны
к атрофии, чем быстрые [11]. Снижение активности медленных волокон, их
атония, приводит к ускоренному разложению мышечных белков.
Сравнение послеполетных изменений в нервно-мышечной и костной
системе человека, вызванных пребыванием в невесомости, с параметрами повторной нагрузки вдоль вертикальной оси тела, выполняемой в полете, показало, что нагрузка в 100–120 % от массы тела на Земле позволяет
обес­печить запуск гравитации-зависимых механизмов сохранения свойств
81

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

нервно-мышечной и костной систем [12]. Эти результаты согласуются с полученными нами данными о величине снижения МПС у обследованного
нами космонавта.
Выполнение повторных космических полетов сопровождается меньшим
МПС, чем при первом полете. Это согласуется с полученными нами данными
о снижении величины потерь при каждом следующем полете в случае аналогичного противодействия негативным последствиям невесомости. Так, после
первого полета снижение МПС сгибателей бедра составило 22 %, пос­ле второго полета – около 9 %. Интересно, что после короткого полета без использования средств профилактики величина потерь силы в одном показателе
была самой высокой и составила около 33 %, в остальных изучаемых показателях потери МПС были меньше, чем в шестимесячном полете. А в мышцах голени при подошвенном сгибании в коротком полете выявлен прирост
силы по сравнению с фоновыми данными. Мы предполагаем, что снижение
силовых характеристик мышц-сгибателей бедра может негативно повлиять
на способность космонавта передвигаться по поверхности Луны или Марса
при наличии сложного рельефа. Изменения мышечной силы пос­ле шестимесячных полетов полностью согласуются с данными, полученными нами
ранее на большой выборке космонавтов [12].
Говоря о ВКД, необходимо иметь в виду возможность решения дополнительных задач, таких как необходимость длительных перемещений по
труднопроходимой местности, максимальных усилий при возникновении
чрезвычайных ситуаций и трудностей при выполнении работ в условиях недостаточного освещения. Эксперименты в гидролаборатории показали увеличение трудозатрат при выполнении сложных работ и возможность ошибочных действий по управлению работой систем скафандра и даже отсутствие
реакций на аварийные ситуации [6].
Внимание научного сообщества привлекают и другие факторы, сопровождающие пребывание человека в условиях Луны, такие как лунная пыль
[13, 14], радиация, шум, гиперкапния, гипоксия, возможность декомпрессии, однообразное питание, перераспределение жидкостей организма, нарушение 24-часового чередования дня и ночи, социальная депривация и навязывание контактов [15, 16].
Таким образом, результаты нашего исследования показали, что после
кратковременного космического полета некоторое снижение максимальных
возможностей нервно-мышечной системы не будет ограничивающим фактором для выполнения ВКД на поверхности на третий день после полета.
Продолжение исследований способности космонавта к выполнению сложных операторских задач после полета, сопоставимого по длительности с полетом на Луну, позволит ответить на вопрос о необходимом составе средств
и методов профилактики негативных влияний невесомости при выполнении лунных миссий.
82

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

Выводы
1. При выполнении космонавтом модельных операций в скафандре с перемещением в пространстве выявлено, что после длительного полета время
выполнения операций увеличилось в два раза по сравнению с фоном при
перемещении за контейнером, не изменилось при перемещении к рабочему
месту и снизилось на 12 % при перемещении с контейнером. При этом МПС
мышц ног после этого полета снизилась по сравнению с фоном незначительно по всем изучаемым показателям, кроме силы мышц голени при тыльном
сгибании (–25 %).
2. После короткого полета при выполнении космонавтом модельных
операций в скафандре с перемещением в пространстве, время выполнения
операций увеличилось на 10 % при перемещении с контейнером, при перемещении к рабочему месту время осталось таким же, как до полета, а при
перемещении за контейнером снизилось по сравнению с фоном на 20 %.
МПС мышц ног после этого полета снизилась в пределах 10 %: в мышцах
бедра при разгибании в коленном суставе и в мышцах голени при тыльном
сгибании; значительно снизилась в мышцах бедра при сгибании в коленном
суставе (–33 %) и увеличилась в мышцах голени при подошвенном сгибании
(12 %). Увеличилось время операций, выполняемых вручную, что может
указывать на изменения в системе управления движениями.
3. Несмотря на ежедневные мероприятия, направленные на профилактику негативных влияний невесомости, наблюдалось снижение функциональных возможностей сердечно-сосудистой системы после длительного
космического полета, чего не наблюдалось после короткого полета без использования средств профилактики.
4. Отсутствие значительного увеличения физиологической стоимости
нагрузки и времени выполнения операций в скафандре в условиях «лунного»
обезвешивания говорит о достаточно высоком уровне работоспособности
и позволяет прогнозировать высокую успешность выполнения задач ВКД
после пребывания в условиях невесомости во время полета на Луну.
Исследование поддержано базовым финансированием РАН 63.1.
ЛИТЕРАТУРА
[1] Годичная миссия на МКС – шаг к межпланетным полетам / Е.В. Фомина,
Н.Ю. Лы­сова, Т.Б. Кукоба [и др.] // Аэрокосмическая и экологическая медицина. – 2017. – № 12. – С. 1094–1099.
[2] Архангельский, Н.И. Варианты траектории пилотируемого полета на Марс с
использованием двигательных установок большой тяги / Н.И. Архангельский,
Е.И. Музыченко, А.А. Синицин // Космическая техника и технологии. – 2021. –
№ 3(34). – С. 96–110.
[3] Фомина, Е.В. МКС – платформа для разработки системы противодействия
ги­по­гравитационным возмущениям в межпланетных миссиях / Е.В. Фомина,
83

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

Н.А. Сена­торова, В.В. Кириченков, И.В. Вагнер // Журнал Аэрокосмической
сферы. – 2020. – № 4(105). – С. 8–17.
[4] Вызовы космической медицине при освоении Луны человеком: риски, адаптация, здоровье, работоспособность / В.М. Баранов, В.П. Катунцев, М.В. Баранов
[и др.] // Ульяновский биомедицинский журнал. – 2018. – № 3. – С. 109–123.
[5] Лунные астронавты Аполлона демонстрируют более высокую смертность от
сердечно-сосудистых заболеваний: возможное воздействие радиации глубокого космоса на эндотелий сосудов / М. Дельп, Дж. Чарват, С. Лимоли [и др.] //
Научные отчеты. – 2016. – Т. 6. – № 1. – С. 1–11.
[6] Об особенностях профессиональной деятельности космонавтов при выполнении лунных миссий / Б.И. Крючков, В.М. Усов, В.И. Ярополов [и др.] // Пилотируемые полеты в космос. – 2016. – № 2(19). – С. 35.
[7] Сергеев, С.Ф. Эргономические проблемы освоения Луны / С.Ф. Сергеев, М.А. Козырева // Актуальные проблемы психологии труда, инженерной психоло­гии
и эргономики. – Москва: Институт психологии РАН, 2021. – С. 231–253. –
DOI 10.38098/ergo.2021
[8] Предсказатели готовности космонавта к работе на поверхности Марса по данным орбитальных полетов на борту Международной космической станции /
Е.В. Фомина, Н.Ю. Лысова, С.К. Резванова [и др.] // Аэрокосмическая и экологическая медицина. – 2019. – № 7. – С. 19–27.
[9] Оценка кинетики сердечно–сосудистой системы с помощью упражнений на
беговой дорожке – инструмент для мониторинга физической подготовки во
время космических полетов / Дж. Кошате, У. Хоффман, Н.Ю. Лысова [и др.] //
Акта Астронавтика. – 2021. – Т. 186. – С. 280–288.
[10] Реактивные прыжки сохраняют структуру скелетных мышц, фенотип и окислительную способность миофибрилл при постельном режиме / Д. Блоттнер,
М. Хастерманн, Р. Вебер [и др.] // Границы физиологии. – 2020. – Т. 10. – С. 1527.
[11] Шенкман, Б.С. От медленного к быстрому. Гипогравитационная перестройка
миозинового фенотипа мышечных волокон // Acta Naturae (русскоязычная версия). – 2016. – Т. 8. – №. 4 (31). – С. 52 – 65.
[12] Фомина, Е.В. Восстановление мышечной силы после длительных и сверхдлинных космических полетов / Е.В. Фомина, Т.Б. Кукоба // Материалы Международного астронавтического конгресса, МАК. – 2020.
[13] Влияние солнечного ветра на формирование фотоиндуцированного слоя пылевой плазмы вблизи поверхности Луны / Е.А. Лисин, В.П. Тараканов, О.Ф. Пет­
ров [и др.] // Письма в ЖЭТФ. – 2014. – Т. 98. – С. 664–669.
[14] Система пылевой плазмы в поверхностном слое освещенной части Луны /
А.П. Голуб, Г.Г. Дольников, А.В. Захаров [и др.] // Письма в ЖЭТФ. 2012. –
Т. 95. – С. 182–187.
[15] Стан, А.К. Мозг в космосе: важность понимания влияния длительного косми­
ческого полета на пространственное познание и его нейронную сеть / А.К. Стан,
С. Кюн // Cogn ПроцессCogn. 2021, сентябрь 22 (доп. 1). – С. 105–114.
[16] Крючков, Б.И. Имитационная математическая модель внекорабельной деятель­
ности космонавтов на поверхности Марса / Б.И. Крючков, П.П. Долгов // Пилотируемые полеты в космос. – 2023. – № 1(46). – С. 61–73.
[17] Kharlamov, M.M. Tasks of Professional Activity of Astronauts on the Moon and
in Deep Space: Development of Methods and Technologies / M.M. Kharlamov,
84

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

B.I. Kryuchkov, V.M. Usov, P.P. Dolgov // GLEX-2021,7,4,3,x62705. – URL: https: //
iafastro.directory/iac/paper/id/62705/abstract-pdf/GLEX-2021,7,4,3,x62705.brief
description.pdf?2021-02-23.
REFERENCES
[1] One-year Mission on Board the ISS is a Step Towards Interplanetary Flights /
E.V. Fomina, N.Yu. Lysova, T.B. Kukoba [et al.] // Aerospace and Environmental
Medicine. – 2017. – No 12. – P. 1094–1099.
[2] Arkhangelsky, N.I. Trajectory Options When Performing a Manned Flight to the Mars
Using High-thrust Propulsion / N.I. Arkhangelsky, E.I. Muzychenko, A.A. Sinitsin //
Space Technique and Technologies. – 2021. – No 3(34). – P. 96–110.
[3] Fomina, E.V. ISS is a Platform for Development of a Hypogravitational Disturbances
Countermeasure System During Interplanetary Missions / E.V. Fomina, N.A. Senatorova,
V.V. Kirichenkov, I.V. Wagner // Journal of Aerospace Sphere. – 2020. – No 4(105). –
P. 8–17.
[4] Space Medicine Challenges When Moon Exploration: Risks, Adaptation, Health,
Efficiency / V.M. Baranov, V.P. Katuntsev, M.V. Baranov [et al.] // Ulyanovsk
Biomedical Journal. – 2018. – No 3. – P. 109–123.
[5] Apollo Lunar Astronauts Demonstrate Higher Mortality Caused by Cardiovascular
Diseases: Possible Effects of Deep Space Radiation on Vascular Endothelium /
M. Delp, J. Charvat, S. Limoli [et al.] // Scientific Reports. – 2016. – Vol. 6. – No 1. –
P. 1–11.
[6] About Features of Cosmonaut Professional Activity When Performing Lunar
Missions / B.I. Kryuchkov, V.M. Usov, V.I. Yaropolov [et al.] // Manned Space
Flight. – 2016. – No 2(19). – P. 35.
[7] Sergeev, S.F. Ergonomic Issues of Lunar Exploration / S.F. Sergeev, M.А. Kozyreva //
Actual Problems of Labor Psychology, Engineering Psychology and Ergonomics. –
Moscow: Institute of Psychology of the Russian Academy of Sciences, 2021. –
P. 231–253. – DOI 10.38098/ergo.2021
[8] Predictors of Cosmonaut Readiness to Work on the Mars Surface in Accordance
with ISS Orbital Flight Data / E.V. Fomina, N.Yu. Lysova, S.K. Rezvanova [et al.] //
Aerospace and Environmental Medicine. – 2019. – No 7. – Р. 19–27.
[9] Assessment of the Cardiovascular System Kinetics Using Treadmill Exercises – a
Tool for Monitoring Physical Fitness During Space Flight / J. Koshate, U. Hoffman,
N.Yu. Lysova [et al.] // Acta Astronautica. – 2021. – Vol. 186. – P. 280–288.
[10] Jet Jumps Preserve Structure of Skeletal Muscles, Phenotype and Myofibrils
Oxidative Ability During Bed Rest / D. Blottner, M. Hastermann, R. Weber [et al.] //
Frontiers of Physiology. – 2020. – Vol. 10. – P. 1527.
[11] Shankman, B.S. From Slow to Fast. Hypogravitational Rearrangement of Muscle
Fibers Myosin Phenotype // Acta Naturae (Russian-language version). – 2016. –
Vol. 8. – No 4(31). – P. 52–65.
[12] Fomina, E.V. Restoration of Muscle Strength after Long and Ultra-long Space Flights /
E.V. Fomina, T.B. Kukoba // Proceedings of the International Astronautical Congress,
MAC. – 2020.
[13] The Effect of Solar Wind on the Formation of Photoinduced Dust Plasma Layer Near
the Moon Surface / E.A. Lisin, V.P. Tarakanov, O.F. Petrov [et al.] // Jetp Lett. –
2014. – Vol. 98. – P. 664–669.
85

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

[14] Dust Plasma System in the Surface Layer of Illuminated Part of the Moon / A.P. Golub,
G.G. Dolnikov, A.V. Zakharov [et al.] // Jetp Lett. 95, 182–187 (2012).
[15] Stan, A.K. Brain in Space: Importance of Understanding the Impact of Long-term
Space Flight on Spatial Cognition and its Neural Network / A.K. Stan, S. Kyun. – Cogn
ProcessSodp., 2021 September, 22 (Supplement 1). – Р. 105–114. – DOI:10.1007/
s10339-021-01050-5
[16] Kryuchkov, B.I. Simulative Mathematical Model of Cosmonaut Extravehicular
Activity on the Mars Surface / B.I. Kryuchkov, P.P. Dolgov // Manned Space
Flight. – 2023. – No 1(46). – P. 61–73.
[17] Kharlamov, M.M. Tasks of Professional Activity of Astronauts on the Moon and
in Deep Space: Development of Methods and Technologies / M.M. Kharlamov,
B.I. Kryuchkov, V.M. Usov, P.P. Dolgov // GLEX-2021,7,4,3,x62705. – URL: https://
iafastro.directory/iac/paper/id/62705/abstract-pdf/GLEX-2021,7,4,3,x62705.brief
description.pdf/2021-02-23.

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

УДК 629.78.007:57

Космический эксперимент «Пробиовит»:
итоги и перспективы (Часть 2)
А.И. Кобатов, Д.Г. Полынцев, И.И. Савин,
Е.В. Попова, И.В. Кутник
Канд. техн. наук А.И. Кобатов; канд. биол. наук Д.Г. Полынцев;
И.И. Савин (ООО «АлкорБио»)
Канд. пед. наук Е.В. Попова; И.В. Кутник
(ФГБУ «НИИ ЦПК имени Ю.А. Гагарина»)
В рамках космического эксперимента (КЭ) «Пробиовит» в условиях микрогравитации проводятся прямые эксперименты по отработке малостадийной
технологии получения кисломолочного пробиотического продукта на борту
МКС из поставленного на борт сухого концентрата, состоящего из посевного материала и питательной среды. Полученные в экспериментах результаты позволяют сделать вывод о практической готовности технологии для
получения на борту ПКК кисломолочного пробиотического продукта для
последующего его использования в качестве штатного лечебно-профилактического препарата при полетах в дальний космос.
Ключевые слова: КЭ «Пробиовит», кисломолочный пробиотический продукт, Lactobacillus acidophilus, технология получения продукта на борту
МКС, пробиотический потенциал, экипаж МКС

The “Probiovit” Space Experiment: Outputs and Outlook (Part 2).
A.I. Kobatov, D.G. Polyntsev, I.I. Savin, E.V. Popova, I.V. Kutnik

Within the framework of the “Probiovit” Space Experiment (SE), the direct
experiments on the development of a few-step technology for obtaining a
fermented milk probiotic product from a dry concentrate consisting of seed
material and growth medium delivered from Earth are being carried out on the
ISS. The obtained experimental results allow concluding that the technology
of getting a fermented milk probiotic product for using it as a regular
medioprophylactic during deep-space missions is practically ready.
Keywords: “Probiovit” SE, fermented milk probiotic food, Lactobacillus
acidophilus, technology of obtaining the product on board the ISS, probiotic
potential, ISS crew

1. Характеристика исследуемых образцов
1.1. Сравнение характеристик летных и наземных образцов
кисломолочного продукта
Результаты исследования микробиологических и пробиотических характеристик образцов кисломолочных продуктов, полученных в период полета
МКС-50, представлены в табл. 1–6.
87

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023
Таблица 1

Характеристики наземного и летного продуктов
по завершении космической фазы эксперимента

Характеристика продукта

Наземный продукт.
Укладка «Пробиовит»
(А04)

Летный продукт.
Укладка «Пробиовит»
(А02)

Емкость «Продукт»

Емкость «Продукт»

№3

№4

№3

№4

2,3 × 109

2,3 × 109

2,3 ×109

2,3 × 109

Удельная плотность полученного
кисломолочного продукта, кг/м3

745,8

766,5

121,8

108,6

Динамическая вязкость
кисломолочного продукта, Па∙с

18,56

18,24

3,98

3,99

7,4 × 108

6,8 × 108

3,0 × 108

5,0 × 108

Активная кислотность, рН

3,44

3,40

3,58

3,49

Титруемая кислотность, °Т

132,4

138,5

149,5

154,3

Активность посевного материала –
сухой таблетки, КОЕ/г

Титр жизнеспособных клеток
L. acidophilus в продукте, КОЕ/мл

Морфология клеток L. acidophilus

Короткие Г+ палочки,
одиночные, редко в парах

Короткие Г+ палочки,
одиночные и в парах

Длина клеток L. acidophilus, мкм

4,25 ± 0,3

4,20 ± 0,2

Микробиологическая чистота

Посторонняя микрофлора не выявлена

Как следует из представленной таблицы, основные параметры, характеризующие пробиотический потенциал кисломолочных продуктов, полученных как на Земле, так и в условиях космического полета, близки по
значениям.
Так, на момент поступления летных продуктов (15-й день после культивирования на борту МКС) титр жизнеспособных лактобацилл в емкости
№ 3 составлял 3,0 × 108 КОЕ/мл, а в емкости № 4 – 5,0 × 108 КОЕ/мл. Тит­
ры наземных продуктов составляли 7,4 × 108 и 6,8 × 108 КОЕ/мл соответст­
венно (табл. 1). Несмотря на то, что количество жизнеспособных лактобацилл в кисломолочных продуктах, полученных в условиях микрогравитации,
было несколько ниже по сравнению с аналогичными, полученными в наземных продуктах, титры жизнеспособных клеток лактобацилл во всех продуктах соответствовали пробиотической дозе, которая составляет не менее
1 × 108 КОЕ/мл [10, 11].
Клетки лактобацилл во всех продуктах находились в физиологически
активном состоянии, о чем свидетельствовали значения активной (рН) и тит­
руемой кислотности (°Т). Морфология и длина клеток лактобацилл в летных
и наземных продуктах были идентичными (различия длины клеток находятся в пределах разброса длин клеток каждой пробы).
88

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

Лактобациллы летных и наземных продуктов проявляли выраженный
антагонизм к условно-патогенным бактериям (УПБ), средняя площадь зон
задержки роста которых варьировалась в широких пределах, причем подав­
ление роста УПБ было более ярко выражено у летных образцов (табл. 2).
Таблица 2
Средняя зона задержки роста S. aureus и Ps. aeruginosa, мм2
Наземный продукт

Штаммы
УПБ

Емкость «Продукт»
№3

№4

S. aureus

2612

2488

Ps. aeruginosa

862

828

Летный продукт

Среднее

Емкость «Продукт»

%
от
Среднее земного

№3

№4

2550

2790

2934

2826

111

845

841

903

872

103,2

Помимо этого, лактобациллы во всех образцах характеризовались высокой устойчивостью и к контрантагонизму S. aureus, и Ps. aeruginosa (размер зоны задержки роста L. acidophilus УПБ не превышал 38 мм2).
Устойчивость L. acidophilus к антибиотикам определяли к препаратам
с различным механизмом действия – ингибиторам синтеза клеточной стенки (ампициллин) и белка (тетрациклин и гентамицин), табл. 3–5. Эти антибиотики являются препаратами выбора: ампициллин – для энтеробактерий
(кишечных, внекишечных, госпитальных); гентамицин – для Ps. aeruginosa,
энтерококков, стафилококков; тетрациклин – для стрептококков (β-гемолитических и S. pneumoniae).
Структуры популяций лактобацилл летных и наземных продуктов были
представлены 2-штаммовой формулой характерной для исходного препарата, используемого в качестве посевного материала (табл. 6).
Таблица 3
Наличие роста L. acidophilus при различных концентрациях ампициллина
(5-е сутки)
Образец

Величина
засева,
КОЕ/мл 50

Концентрация ампициллина, мкг/мл
25 12,5 6,25 3,125 1,56 0,78 0,39 0,195 0,1 0,05

0

6

4,4 × 10

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

4,4 × 104

–

–

–

–

–

–

–

–

+

+

+

+

4,4 × 102

–

–

–

–

–

–

–

–

–

+

+

+

6

4,4 × 10

–

–

–

–

–

–

–

–

+

+

+

+

Наземный 4,4 × 104

–

–

–

–

–

–

–

–

+

+

+

+

4,4 × 10

–

–

–

–

–

–

–

–

–

+

+

+

Летный

2

Примечание. (+) – выраженный рост; (–) – отсутствие роста

89

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023
Таблица 4

Наличие роста L. acidophilus при различных концентрациях тетрациклина
(5-е сутки)
Величина
засева,
КОЕ/мл 50

25 12,5 6,25 3,125 1,56 0,78 0,39 0,195 0,1 0,05

0

4,4 × 10

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

4

4,4 × 10

–

–

–

–

–

+

+

+

+

+

+

+

4,4 × 102

–

–

–

–

–

–

+

+

+

+

+

+

6

4,4 × 10

–

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

Наземный 4,4 × 104

–

–

–

–

–

+

+

+

+

+

+

+

4,4 × 10

–

–

–

–

–

–

+

+

+

+

+

+

Образец

6

Летный

2

Концентрация тетрациклина, мкг/мл

Примечание. (+) – выраженный рост; (–) – отсутствие роста

Таблица 5
Наличие роста L. acidophilus при различных концентрациях гентамицина
(5-е сутки)
Образец

Величина
Концентрация гентамицина, мкг/мл
засева,
КОЕ/мл 400 200 100 50 25 12,5 6,25 3,125 1,56 0,8
4,4 × 10

0,4

0

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

4,4 × 10

–

–

–

–

–

–

+

+

+

+

+

+

2

4,4 × 10

–

–

–

–

–

–

–

+

+

+

+

+

4,4 × 106

–

–

–

+

+

+

+

+

+

+

+

+

Наземный 4,4 × 10

–

–

–

–

–

–

–

+

+

+

+

+

4,4 × 10

–

–

–

–

–

–

–

–

+

+

+

+

Летный

6
4

4
2

Примечание. (+) – выраженный рост; (–) – отсутствие роста

Таблица 6
Соотношение штаммов L. acidophilus Д № 75 и Д № 76
в популяциях летных и наземных продуктов по завершении космической фазы
эксперимента «Пробиовит» (15-й день после культивирования), %
Штамм

90

Инокулят
(посевной материал)

Наземный продукт

Летный продукт

Емкость «Продукт»

Емкость «Продукт»

№3

№4

№3

№4

Д № 75

27,5 ± 4,5

40

38

32

38

Д № 76

72,5 ± 5,5

60

62

68

62

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

1.2. Итоги проведения КЭ «Пробиовит» в период 2017–2022 гг.
Результаты, полученные экипажем МКС-50, были подтверждены в экспе­
риментах, выполненных впоследствии экипажами МКС-52, МКС-56,
МКС-57, МКС-59, МКС-61, МКС-65 и МКС-66 (космонавты: Ф. Юрчихин,
С. Рязанский, О. Артемьев, С. Прокопьев, О. Кононенко, А. Овчинин,
А. Сквор­цов, О. Скрипочка, П. Дубров, О. Новицкий, А. Шкаплеров). Во
всех проведенных экспериментах был использован аналогичный вышеприведенному, использованному в период полета МКС-50, объем методик
по определению пробиотического потенциала полученных на борту МКС
кисломолочных продуктов.
Ниже представлена итоговая таблица основных пробиотических характеристик образцов кисломолочного продукта, составленная по результатам всех выполненных на борту МКС в рамках КЭ «Пробиовит», экспе­
риментов (табл. 7).
Таблица 7
Результаты, полученные при проведении КЭ «Пробиовит»
в период 2017–2022 гг. на борту РС МКС
№
Дата
экспедиции
проведения КЭ
на МКС

1

2

Активная
Биологическая
Антагонизм
кислотность
активность
к УПБ,
полученного
продукта,
% к контролю
продукта, КОЕ/мл
рН

3

Динами­
ческая
вязкость,
Па∙с

4

5

6

8

МКС-50

март 2017 г.

4,0 × 10

107,1

3,5

3,9

МКС-52

сентябрь 2017 г.

4,3 × 108

108,5

3,6

4,5

МКС-56

сентябрь 2018 г.

4,1 × 10

8

107,1

3,4

6,5

МКС-57

декабрь 2018 г.

7,0 × 108

108,5

3,6

14,4

МКС-59

июнь 2019 г.

4,0 × 108

102,5

3,3

18,2

МКС-61

январь 2020 г.

3,4 × 108

102,5

3,5

10,2

МКС-65

октябрь 2021 г.

5,0 × 10

8

105,0

3,3

11,0

МКС-66

март 2022 г.

4,4 × 108

106,5

3,4

10,0

Из приведенных в табл. 7 (графа 3) значений следует, что полученный
во всех проведенных на борту МКС экспериментах кисломолочный продукт
обладает биологической активностью, характеризующей высокий пробиотический потенциал продукта. Титр живых микроорганизмов составляет от
3,4 × 108 КОЕ/мл до 7,0 × 108 КОЕ/мл.
Аналогичную картину мы наблюдали при анализе значений, характеризующих антагонизм, проявляемый образцами, содержащими живые клетки микроорганизмов по отношению к условно-патогенным бактериям. Причем образцы, полученные в условиях микрогравитации, обладают более ярко
выраженным антагонизмом по сравнению с контрольными, полученными на
Земле (табл. 7, графа 4).
91

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

Как известно, при выработке кисломолочных напитков происходит кислотная коагуляция белков молока. В первую очередь это относится к казеи­ну,
составляющему 78–85 % всех белков молока. В результате кислотной коа­
гуляции образуется наблюдаемый визуально сгусток. В связи с этим одной
из основных характеристик кисломолочного продукта является значение его
активной кислотности (рН), характеризующей гарантированность получения конечного продукта [1].
В случае с кисломолочными продуктами, начиная с рН 4,76–4,85, начинается образование визуально наблюдаемого сгустка, которое более ярко проявляется при дальнейшем снижении рН. Как следует из табл. 7 (графа 5), рН
всех полученных на борту МКС образцов значительно ниже 4,0, что указывает на корректность проведения процесса сквашивания в условиях полета.
Что же касается значений динамической вязкости образцов кисломолочного продукта (табл. 7, графа 6), приготовленных на борту МКС, то во всех
полученных образцах она превышает вязкость промышленного кефира, полученного термостатным способом и составляет 1,368 Па∙с.
Таким образом, можно утверждать, что все полученные на борту МКС
образцы кисломолочного продукта полностью отвечают требованиям,
предъяв­ляемым к кисломолочным продуктам функционального питания –
продуктам, «обогащенным полезными для здоровья человека микроорганизмами» [2].

1.3. Определение антиоксидантного потенциала полученных
на Земле и на борту РС МКС образцов кисломолочного продукта
Необходимость проведения данной экспериментальной работы была продиктована появившимися в последнее время заявлениями отдельных авторов
о том, что «одним из приоритетных направлений современной радиационной
фармакологии является поиск радиомодификаторов из группы антиоксидантов» [3]. Это заявление авторов вытекает из постулата о том, что ионизирующее излучение оказывает на биологическое вещество как «прямое действие»,
ионизируя атомы и молекулы вещества, так и «опосредованное» – посредст­
вом ионизации, находящейся в составе биологического вещества воды, в результате чего образуются активные радикалы: атом водорода, супероксидный
радикал, гидроксильный радикал и другие, активно включающиеся затем
в цепь биохимических реакций.
Опосредованное действие радиации, осуществляемое активными формами кислорода (АФК), на биологическое вещество может нивелироваться химическими соединениями с антиоксидантными свойствами. Действие
антиоксидантов (АО) реализуется путем снижения уровня первичных АФК
(продуктов неполного восстановления кислорода – супероксидного радикала, перекиси водорода и гидроксильного радикала). Это характеризует антиоксидантную активность (АА) соединений и проводится с использованием
метода хемилюминесценции (ХЛ), который позволяет определять общее
92

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

Рис. 2. Влияние метаболитов экспериментальных образцов (наземного
и космического) на интенсивность хемилюминесценции модельной системы
Обозначения: контроль – верхняя кривая (исходный уровень ХЛ); средняя кривая –
уровень ХЛ после внесения наземного образца; нижняя кривая – уровень ХЛ после
внесения космического образца

В связи с этим, учитывая, что используемые в КЭ штаммы ацидофильных лактобацилл являются частью нормальной микрофлоры человека и обладают адгезионными свойствами, о чем говорят приведенные выше
в разделе 1.1 (ч. 1) данные, мы можем утверждать, что при потреблении
кисломолочного продукта, содержащего живые клетки лактобацилл, бактерии с высокой степенью вероятности колонизируют отдельные участки
слизис­той поверхности тонкого кишечника и, наряду с другими штаммами,
заселяю­щими ЖКТ (всего их насчитывается свыше 500) [6], будут влиять
свои­ми метаболитами на различные стороны жизнедеятельности организма
человека (см. рис. 1 ч. 1). А так как в продуктах метаболизма данных штаммов присутствуют вещества, обладающие антиоксидантными свойствами, то
дополнительно это приведет к повышению активности систем АА защиты
организма человека, что является крайне важным для космонавта, находящегося в условиях повышенного уровня ионизирующего излучения. Особо
следует подчеркнуть, что такое повышение уровня АА организма человека
должно постоянно наблюдаться в процессе всего периода жизнедеятельнос­
ти лактобацилл.

2. Наземная подготовка космонавтов
к реализации КЭ «Пробиовит» на борту РС МКС
На базе Научно-исследовательского испытательного центра подготовки
космонавтов имени Ю.А. Гагарина проводится обучение космонавтов к полету на РС МКС, которое включает в себя различные этапы и направления.
Одним из таких направлений является подготовка по научно-прикладным
исследованиям и экспериментам (НПИ), выполняемым на борту РС МКС
с 2001 года [7, 8].
94

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

КЭ «Пробиовит» относится к разделу «Технологии освоения космичес­
кого пространства», что предусматривает особый подход к обучению космонавтов, так как идет работа с живыми объектами.
В подготовке космонавтов учитывались ряд особенностей, влияющих
на процесс освоения действий при выполнении соответствующих операций:
–– большое количество и разнообразие операций, которые необходимо
выполнить при проведении эксперимента;
–– специфика и разнообразие используемых технических и программных средств;
–– большой объем запоминаемой информации.
Подготовка к выполнению КЭ «Пробиовит» на РС МКС проводится на
втором (подготовка в группах специализации и совершенствования) и третьем
(в экипажах) этапах подготовки космонавтов. На этапе подготовки в группах космонавтам закладываются основы теоретического характера и первоначальные навыки по работе с аппаратурой «Пробиовит». На третьем этапе
подготовки космонавты приобретают практические навыки работы по выполнению эксперимента с научной аппаратурой, целевым и вспомогательным оборудованием, а также по отработке циклограммы эксперимента. На
рис. 3 представлено оборудование, используемое инструкторами при организации подготовки к КЭ: укладка с научной аппаратурой «Пробиовит», целевое оборудование «Главбокс-С» и «ТБУ-В», стенд «Система регенерации
воды из конденсата атмосферной влаги» (СРВ-К2М).

Целевое оборудование «Главбокс-С» и «ТБУ-В»

Стенд «СРВ-К2М»

Укладка «Пробиовит»
Рис. 3. Состав оборудования для обучения космонавтов КЭ «Пробиовит»
95

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

Одним из важных условий методического обеспечения подготовки космонавтов является то, что инструктор при отработке КЭ с космонавтами использует метод непрерывного обучения в рамках одного КЭ. Занятия по КЭ
не должны делиться на части, ввиду того, что знания и навыки выполнения
всего КЭ должны формироваться в соответствии с пошаговой циклограммой
и строгой последовательностью проведения КЭ [9]. Эксперимент «Пробиовит», так же как и другие работы, должен выполняться экипажами в заданный промежуток времени. Поэтому космонавты должны не только четко выполнить эксперимент, но и уложиться в отведенное время.

Выводы
В соответствии с Техническим заданием на КЭ «Пробиовит» была разработана и апробирована на борту МКС в период с 2017 по 2022 год технология
получения кисломолочного продукта из поставленных на борт МКС сухих
компонентов: посевного материала – 2 симбиотических штамма ацидофильных бактерий и питательной среды – сублимационно высушенного питьевого
молока.
Всего в период с 2017 по 2022 год на борту МКС космонавтами было
выполнено 8 экспериментов.
Впервые успешная операция по получению кисломолочного продукта была осуществлена экипажем МКС-50. Результаты, полученные экипажем МКС-50, были подтверждены в экспериментах, выполненных в последующем экипажами МКС-52, МКС-56, МКС-57, МКС-59, МКС-61, МКС-65
и МКС-66.
Полученные во всех экспериментах образцы кисломолочного продукта
обладали высоким пробиотическим потенциалом:
–– число живых клеток L. acidophilus в экспериментальных образцах
превышало 3,0 × 108 КОЕ/мл;
–– клетки лактобацилл, входящие в состав полученных образцов, проявляли выраженный антагонизм к УПБ (S. aureus и Ps. aeruginosa) и были
устойчивы к контрантагонизму УПБ;
–– полученные образцы характеризуются устойчивостью к тетра­
цик­лину, ампициллину и гентамицину – препаратам выбора для лечения
инфек­цион­ных заболеваний различной бактериальной природы; причем
космические образцы оказались менее чувствительными к действию рассматриваемых антибиотиков;
–– характеризуются высокой способностью к кислотообразованию.
Клетки лактобацилл находятся в физиологически активном состоянии,
имеют типичные размеры (длину) и морфологию.
Структуры популяций лактобацилл, входящих в состав полученных продуктов, представлены 2-штаммовой формулой. Отмечено некоторое возрастание в наземном и летном кисломолочных продуктах доли штамма Д № 75,
продуцирующего внеклеточный полисахарид (слизистая раса).
96

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

Помимо этого, с использованием метода хемилюминесценции определена
общая АА продуктов метаболизма лактобацилл, входящих в состав образцов,
полученных на борту МКС. Показано, что лактобациллы, входящие в состав
кисломолочного продукта, вырабатывают вещества, проявляющие высокий
АА. Причем АА образцов кисломолочного продукта, полученных на борту
МКС, была несколько выше, чем в земных образцах, что, по-видимому, связано с реакцией клеток в ответ на повышенный на МКС радиа­ционный фон.
ЛИТЕРАТУРА
[1] Гунькова, П.И. Биотехнологические свойства белков молока / П.И. Гунькова,
К.К. Горбатова – Санкт-Петербург: ГИОРД, 2015. – С. 1–275.
[2] Продукты пищевые функциональные. Термины и определения. ГОСТ Р 523492005. – Москва, 2005.
[3] Состояние и перспективы развития средств профилактики и лечения радиационных поражений / Под ред. проф. В.Д. Гладких. – Москва: Комментарий,
2017. – 304 С.
[4] Хемилюминесцентная методика определения общей антиоксидантной емкос­
ти в лекарственном растительном сырье / Г.К. Владимиров, Е.В. Сергунова,
Д.Ю. Измайлов, Ю.А. Владимиров // Вестник РГМУ. – 2016. – № 2 – С. 65–72.
[5] Пробиотики на борту Международной космической станции: от космического
эксперимента к изготовлению бортовых продуктов / Е.В. Попова, И.В. Кутник,
А.И. Кобатов [и др.] // Пилотируемые полеты в космос. – 2020. – № 1(34). –
С. 104–119.
[6] Lyte, M. Microbial Endocrinology / M. Lyte, J. Cryan // AEMB. – 2014. – V. 817. –
P. 373–403.
[7] Использование современных информационных технологий для подготовки
кос­монавтов к выполнению программы научно-прикладных экспериментов на
борту РС МКС / А.А. Курицын, В.А. Сиволап, Е.В. Попова [и др.] // XLII академические чтения по космонавтике, посвященные памяти академика С.П. Королёва. – Москва: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2018. – 261 с.
[8] Крючков, Б.И. Опыт подготовки и анализ выполнения космонавтами научно-прикладных исследований и экспериментов на РС МКС / Б.И. Крючков,
Е.В. Попова // К.Э. Циолковский. Проблемы и будущее российской науки
и техники. Материалы 52-х научных чтений памяти К.Э. Циолковского, г. Калуга, 2017. – С. 394–395.
[9] Кутник, И.В. Подготовка космонавтов к выполнению биотехнологических экспериментов на борту МКС / И.В. Кутник, Ю.Г. Кондратенко // Идеи К.Э. Циол­
ковского в инновациях науки и техники. Материалы 50-х научных чтений памяти К.Э. Циолковского, Калуга, 2015.
[10] NATO ASI Series. Lactic Acid Bacteria: Current Advances in Metabolism, Genetics
and Applications / Edited by F. Bozoglu and B. Ray. – Berlin: Springer, 1996. –
Vol. 98. – P. 1–136.
[11] Мельникова, И.Ю. Клинические исследования терапевтической и профилактической эффективности пробиотика Витафлор производства Гос НИИ особо
чистых биопрепаратов Минздрава РФ. Отчет. – Санкт-Петербург: ГОУ ДПО
МАПО, 2004. – 37 с.
97

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

REFERENCES
[1] Gunkova, P.I. Biotechnological Properties of Milk Proteins / P.I. Gunkova,
K.K. Gorbatova – St. Petersburg: GIORD Publishing House, 2015. – P. 1–275.
[2] Functional Food Products. Terms and Definitions. GOST R 52349-2005. – Moscow,
2005.
[3] State and Prospects for the Development of Means for the Prevention and Treatment
of Radiation Injuries / Ed. by prof. V.D. Gladkikh. – Moscow: Commentary. –
2017. – 304 p.
[4] Chemiluminescent Determination of Total Antioxidant Capacity in Medicinal Plant
Material / G.K. Vladimirov, E.V. Sergunova, D.Yu. Izmailov, Yu.A. Vladimirov //
Bulletin of RSMU. – 2016. – No 2. – P. 65–72.
[5] Probiotics on the Board of the International Space Station: From Space Experiment
to Space Production / E.V. Popova, I.V. Kutnik, A.I. Kobatov [et al.] // Scientific
Journal “Manned Spaceflight”. – 2020. – No 1(34). – P. 104–119.
[6] Lyte, M. Microbial Endocrinology / M. Lyte, J. Cryan // AEMB, 2014. – V. 817. –
P. 373–403.
[7] The use of Modern Information Technologies to Prepare Cosmonauts for the
Implementation of the Program of Scientific and Applied Experiments on Board the
ISS RS / A.A. Kuritsyn, V.A. Sivolap, E.V. Popova [et al.] // XLII Academic Lectures
on Cosmonautics Dedicated to the Memory of Academician S.P. Korolyov. – Moscow:
N.E. Bauman MSRU, 2018. – 261 p.
[8] Kryuchkov, B.I. Experience in Training of Cosmonauts and an Analysis of Carrying
out the Scientific and Applied Research and Experiments by Them on the ISS RS /
B.I. Kryuchkov, E.V. Popova // K.E. Tsiolkovsky. Problems and the Future of
Russian Science and Technology. Materials of 52nd Scientific Lectures in Memory
of K.E. Tsiolkovsky, Kaluga, 2017. – P. 394–395.
[9] Kutnik, I.V. Cosmonaut Training for Carrying out Biotechnological Experiments
on Board the ISS / I.V. Kutnik, Yu.G. Kondratenko // Ideas of K.E. Tsiolkovsky in
Innovations in Science and Technology. Materials of the 50th Scientific Lectures in
Memory of K.E. Tsiolkovsky, Kaluga, 2015.
[10] NATO ASI Series. Lactic Acid Bacteria: Current Advances in Metabolism, Genetics
and Applications / Edited by F. Bozoglu and B. Ray. – Berlin: Springer, 1996. –
Vol. 98. – P. 1–136.
[11] Melnikova, I.Yu. Clinical Investigations of the Therapeutic and Prophylactic Efficiency
of the Vitaflor Probiotic Produced by the State Research Institute of Highly Pure
Biopreparations of the RF Ministry of Health. Report. – Saint Petersburg: GOU DPO
MAPO, 2004. – 37 p.

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

УДК 355.234:376.7

Проблемные вопросы оценки
травмобезопасности при аварийной посадке
космического корабля
Ю.Б. Моисеев, Р.Р. Каспранский, С.П. Рыженков
Докт. мед. наук, проф. Ю.Б. Моисеев; канд. мед. наук Р.Р. Каспранский,
(ФГБУ «ФНКЦ КМ» ФМБА России)
Канд. мед. наук С.П. Рыженков (ФМБА России)
В статье рассматриваются существующие подходы к оценке травмобезопасности членов экипажей космических кораблей в случае аварийной посадки
спускаемого аппарата. Намечены пути разработки соответствующей методики применительно к перспективному креслу космонавта.
Ключевые слова: травмобезопасность, ударная перегрузка, аварийная посадка спускаемого аппарата космического корабля, позвоночник

Issues of Evaluating the Injury Safety at Emergency Landing
of a Spacecraft. Yu.B. Moiseev, R.R. Kaspransky, S.P. Ryzhenkov

The article examines existing approaches to assessing the injury safety of
spacecraft crewmembers in the event of descent module emergency landing.
Ways have been outlined for the development of an appropriate technique in
relation to a perspective cosmonaut’s chair.
Keywords: injury safety, shock overload, emergency landing of spacecraft
descent module, spine

Безопасность посадки спускаемого аппарата космического кораб­ля обеспечивается слаженной работой сложной технической системы. Применительно
к современным кораблям типа «Союз» она представлена парашютно-реактивной системой мягкой посадки в составе основного парашюта, запасного
парашюта и двигателей мягкой посадки, расположенных на днище спускаемого аппарата, и индивидуальными средствами защиты – амортизационными
креслами типа «Казбек» [1]. Вместе с тем, как и в работе всякой сложной
системы, в системе обеспечения мягкой посадки возможны отказы, что
приводит к аварийным приземлениям. Так, А.С. Барер [2] упоминает о двух
эпизодах посадки в аварийном режиме в связи с отказом двигателей мягкой
посадки. Аварийное приземление сопровождается возникновением больших
ударных перегрузок, представляющих опасность для жизни и здоровья членов экипажа [1]. В этих ситуациях значительную роль в смягчении ударного
воздействия на космонавта берет на себя именно амортизационное кресло.
Результаты испытаний и реальных аварийных случаев показали его высокую
защитную эффективность.
В настоящее время разрабатывается перспективный российский космический корабль, который планируется оснастить новым амортизационным
99

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

креслом, конструктивно отличным от кресла «Казбек». Это вновь ставит воп­
рос об оценке травмобезопасности члена экипажа, особенно в условиях аварийной посадки. Анализ существующих подходов и проблемных вопросов,
связанных с количественной оценкой риска травмирования космонавтов при
аварийной посадке, явился целью настоящей работы.
Рассмотрим методику испытаний, послужившую основой для оценки существующей системы противоударной защиты члена экипажа, размещенного в кресле типа «Казбек». В ее основе лежат эксперименты с учас­
тием добровольцев-испытателей, размещавшихся в макете данного кресла
и подвергавшихся ударным воздействиям [2]. В качестве главного критерия
допустимости воздействия использовался отзыв испытателя («допустимо»,
«воздействие можно увеличить» и т. п.), остальные показатели (результаты
врачебного осмотра, включавшего терапевтическое, неврологическое и хирургическое обследование; регистрация ЭКГ, ЭЭГ, частоты дыхания, клинико-биохимические анализы крови и мочи) носили вспомогательный характер.
Максимальная перегрузка, перенесенная испытателями, считается допустимой. В последующем, при модернизации кресла, параметры этой перегрузки
(график изменений ускорения во времени) служили эталоном для сравнения
с результатами, полученными в испытаниях с использованием массогабаритных аналогов тела человека – антропоморфных манекенов.
Несмотря на большую роль, которую данная методика сыграла в деле
обеспечения безопасности космонавтов, для нашей цели она не применима.
Это связано с целым рядом обстоятельств.
Во-первых, она создавалась применительно к конкретному креслу –
креслу типа «Казбек», обладающему уникальными конструктивными особенностями. Очевидно, что взаимодействие системы «тело человека – опорные поверхности кресла – система фиксации» под влиянием динамической
нагрузки будет в значительной мере зависеть от механических свойств кресла, обусловленных как свойствами материалов, из которых оно изготовлено,
так и конструктивными особенностями. Изменения в конструкции и в наборе
материалов неизбежно повлияют на такое взаимодействие и, соответственно, на переносимость человеком ударного воздействия. Уже только поэтому
результаты, полученные в испытаниях на кресле «Казбек», не могут напрямую переноситься на оценку данных, зарегистрированных в экспериментах,
проводимых с другим типом кресла.
Во-вторых, методика не дает количественной характеристики травмобезопасности. Она дает только качественный ответ – допустимо или недопустимо ударное воздействие на человека, размещенного в кресле типа «Казбек».
В-третьих, физиологические результаты были получены в экспериментах с участием ограниченного числа опытных, физически крепких испытателей-мужчин (применительно к программе «Союз», судя по статье [2], не более
семи). Безусловно, полученные данные могут свидетельствовать о средней устойчивости человека в данных условиях динамического нагружения,
100

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

однако дать представление о переносимости ударного воздействия различными категориями космонавтов они не способны. Это связано с широкой
вариабельностью переносимости ударных перегрузок в человеческой популяции. Так, например, динамической прочности позвоночника, лимитирую­
щей устойчивость к ударной перегрузке «голова – таз» здоровыми мужчинами в возрасте 20–40 лет, соответствует средняя величина перегрузки
27 ед. при среднем квадратичном отклонении 7,09 ед. (для длительности
50–70 мс) [3]. Это значит, что перелом тела позвонка 5 % наименее устойчивых здоровых мужчин получат при действии ударной перегрузки 15,3 ед.,
а 5 % наиболее устойчивых смогут перенести воздействие в 38,7 ед.
В-четвертых, полученные в экспериментах результаты не позволяют
судить об устойчивости к ударному воздействию женщин-космонавтов, поскольку в испытаниях участвовали только мужчины. Имеющиеся в научной
литературе данные свидетельствуют о том, что переносимость ударных перегрузок, по крайней мере, направления голова – таз у мужчин и женщин
могут различаться [3].
И, наконец, в-пятых, методика не учитывает влияния факторов космического полета на переносимость человеком ударных перегрузок. Многочисленными исследованиями показано, например, влияние невесомости на
плотность костной ткани [4] и, следовательно, на ее прочностные свойства
[5, 6]. Кроме того, вследствие весовой разгрузки отмечается удлинение позвоночного столба (роста сидя) [7] вследствие увеличения высоты межпозвонковых дисков, а также уменьшения и ослабления паравертебральных
мышц [8], изменяется кривизна позвоночного столба [9]. Данные явления могут негативно сказаться на реакции системы «позвоночный столб» на ударное воздействие.
Заметных успехов достигли зарубежные исследователи в направлении
обоснования требований к системе спасения экипажа перспективного космического корабля и методики их проверки.
На основе экспертных оценок и результатов математического моделирования были сформулированы требования к уровню безопасности астронавтов корабля «Орион» [10, 11]. При этом требования дифференцировались
в зависимости от степени возможных повреждений (легкие, умеренные, тяжелые, опасные для жизни), а также условий посадки (штатные и нештатные условия) табл. 1.
Эти требования были включены в официальные документы НАСА [12]
для использования разработчиками космических систем.
Подробно разработана методика испытаний травмобезопасности. Оценка строится на основе результатов динамических испытаний с использованием антропоморфного испытательного манекена – физического аналога
тела человека, оснащенного регистрирующей аппаратурой и обладающего
размерными и механическими характеристиками, позволяющими на прием­
лемом уровне моделировать кинематические и динамические реакции на
101

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023
Таблица 1

Приемлемые уровни риска для экипажа космического корабля «Орион», %
Характеристика
травм

Класс
повреждений

Легкие
Средние

I
II

Тяжелые

III

Опасные для жизни

IV

Условия посадки
штатные
нештатные
(более 95 % всех случаев) (менее 5 % всех случаев)
<4
< 23
<1
<4
< 0,7
< 0,1
<1*
< 0,1
< 0,7

* Требование действительно для ситуации, когда поисково-спасательные силы получат
дос­туп к членам экипажа в течение 30 мин после происшествия.

ударное воздействие. В качестве такого манекена предлагается использовать
изделие Thor, разработанное специалистами из США. Такой подход является
традиционным и широко используется в мировой практике оценки эффективности противоударной защиты экипажей и пассажиров транспортных
средств: автомобилей [13], самолетов и вертолетов [14–18].
Выбраны следующие показатели, на основе которых проводится расчет
риска травмирования [12]:
–– индекс динамической реакции (Dynamic Reaction Index – DRI) –
расчетная величина, получаемая в результате математического моделирования с помощью одномассовой модели реакции тела человека на ударное
воздейст­вие произвольного вектора, разработанный Дж. Бринкли. При моделировании используются характеристики ударной перегрузки, зарегистрированной в испытаниях;
–– показатель повреждения головы (Head Injury Criterion – HIC) – расчетная безразмерная величина, получаемая на основе математической обработки по специальному алгоритму характеристики ударной перегрузки,
зарегистрированной в испытаниях в «голове» манекена;
–– критерий повреждения головного мозга при повороте головы
(Rotational Brain Injury Criteria – BRIC), рассчитываемый по результатам
измерения угловой скорости и угловой перегрузки, зарегистрированной
в испытаниях в «голове» манекена;
–– пиковое растягивающее усилие, зарегистрированное в верхней части
«шеи» манекена;
–– пиковое сжимающее усилие, зарегистрированное в верхней части
«шеи» манекена;
–– максимальная деформация «груди» манекена, зарегистрированная
с помощью четырех датчиков;
–– вращательные моменты, зарегистрированные в области «лодыжек»
манекена;
–– контактное усилие соударения конечностей и головы с окружающими
объектами.
102

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

Каждый из полученных показателей сопоставляется с нормативными
значениями (табл. 2), на основании чего дается заключение о допустимости
или недопустимости ударного воздействия. Нормативные значения учиты­
вают функциональное состояние астронавта. Влияние неблагоприятных
факторов полета, прежде всего невесомости длительностью до 6 месяцев,
приводящее к снижению прочности костной ткани, оценивается понижающим коэффициентом 0,86 для позвоночника и 0,75 для бедра.
Таблица 2
Предельно допустимые величины показателей,
полученных в результате динамических испытаний с манекеном Thor
Показатель

Состояние астронавта
перед полетом

после невесомости

HIC, усл. ед.

100

100

BRIC, усл. ед.

0,48

0,48

Растягивающее усилие в шее, Н

870

750

Сжимающее усилие в шее, Н

830

710

Максимальная деформация «груди», мм

30

30

Вращательные моменты, зарегистрированные
в области «лодыжек»:
– разгибание, Нм
– пронация, Нм
– супинация, Нм

18
17
17

14
13
13

Контактная сила, Н

170

130

Разработанный американскими специалистами подход заслуживает
внимания, однако не может напрямую использоваться в интересах оценки
эффективности противоударной защиты космонавта, размещенного в кресле «Чегет». Во-первых, в нашей стране отсутствует антропоморфный измерительный манекен Thor и, учитывая сложившуюся международную обстановку, в обозримом будущем он вряд ли появится.
Во-вторых, предлагаемая для оценки риска травмирования при дейст­
вии линейных ударных перегрузок математическая модель Дж. Бринкли
имеет ряд заметных недостатков, о чем пишут специалисты НАСА [19].
К их числу относятся, например, недостаточно подкрепленная экспериментальными данными связь между риском реальных повреждений человека
и реак­цией модели на любой вектор ударных перегрузок, кроме направления голова – таз. Но даже для этого направления установлена связь реакции
с вероятностью травмирования грудопоясничного отдела позвоночника, хотя
практика изучения исходов катапультирования и аварийных приземлений летательных аппаратов свидетельствует о возможности переломов позвонков
другой локализации. Кроме того, с помощью данной модели невозможно надежно оценить влияние снаряжения (дополнительной массы, избыточного
103

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

давления в скафандре и т. д.), изменения позы человека на исход ударного
воздейст­вия. Модель также не учитывает влияние таких факторов, как возраст, пол, различия в антропометрических характеристиках астронавтов. Модель верифицировалась на основе травматизма летного состава при аварийных покиданиях самолета. Однако имеются данные, что плотность костной
ткани у американских летчиков на 15–20 % выше, чем в среднем по популяции [19]. А это один из важнейших факторов устойчивости к действию ударной перегрузки «голова – таз»!
Вызывают определенные сомнения и коэффициенты снижения устойчивости, которые легли в основу учета влияния факторов космического полета
на переносимость ударного воздействия. Так, по мнению видного специалис­
та Г.П. Ступакова, переносимость ударных перегрузок после длительного
пребывания в невесомости может снижаться на 30 % [6].
Существуют и иные существенные пробелы, для устранения которых
разработана целая программа исследований.
Таким образом, можно констатировать, что в настоящее время ни в нашей стране, ни за рубежом не существует методики, полностью пригодной
для полноценной оценки травмобезопасности космонавта при аварийной
посадке спускаемого аппарата перспективного космического корабля. При
разработке такой методики считаем перспективным ориентироваться на подход, примененный специалистами НАСА, положив в основу динамичес­кие
испытания с использованием физического аналога тела человека – антропоморфного измерительного манекена. Поскольку в нашей стране имеют­ся
только манекены типа Hybrid-III, предстоит проработать критерии оценки
травмобезопасности с учетом специфики и условий деятельности космонавтов. По нашему мнению, это означает, во-первых, четко и однозначно
обосновать количественный уровень травмобезопасности, который должен быть обеспечен системой посадки; во-вторых, определить потенциально возможные виды повреждений, в отношении к которым этот уровень необходимо оценивать, и уже на этой основе строить методики оценки. Так,
специалисты НАСА, по-видимому, формируя свой достаточно широкий
перечень показателей (см. табл. 2 и критерии реакции на удар – единицы
DRI), ориентировались в большей степени на возможности измерительной
аппаратуры. Об этом свидетельствует, например, включение в него характеристик нагружения «лодыжек» манекена, с вероятностью повреждения которых, возможно, при аварийных посадках спускаемого аппарата сталкиваться не придется.
Безусловно, данная работа будет проводиться не с нулевого уровня. Существует серьезный научно-технический задел, сформированный как в ходе
создания ныне действующей системы посадки спускаемых аппаратов космических кораблей, так и при разработке средств противоударной защиты
экипажей летательных аппаратов [20–27].
104

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

Выводы
1. Полноценная методика количественной оценки травмобезопасности космонавта, размещенного в перспективном кресле члена экипажа, в настоящее
время отсутствует.
2. Для того, чтобы реализовать имеющиеся научно-технические заделы
в части разработки методики оценки травмобезопасности космонавта, размещенного в перспективном кресле члена экипажа, необходимо выполнить
ряд последовательных шагов:
–– однозначно определить потенциально опасные повреждения организма, предотвратить которые должна система противоударной защиты
космонавта;
–– на этой основе задать величины допустимого уровня таких повреждений для условий аварийных посадок спускаемого аппарата;
–– провести ревизию существующих показателей, которые должны
использоваться для оценки риска повреждений;
–– провести исследования, необходимые для уточнения соответствующих показателей;
–– на этой основе сформировать методики количественной оценки травмобезопасности космонавта при посадке спускаемого аппарата космического
корабля.
ЛИТЕРАТУРА
[1] Рабинович, Б.А. Безопасность космонавта при посадочном ударе спускаемого
космического аппарата о грунт. – Москва: Книга и бизнес, 2014. – 278 с.
[2] Барер, А.С. Предел переносимости: очерки об устойчивости человека к небла­
гоприятным факторам авиационного и космического полетов. – Москва:
БЛОК-­Информ-Экспресс, 2012. – 428 с.
[3] Оганов, В.С. Костная система, невесомость и остеопороз. – Москва: Слово, 2003. –
260 с.
[4] Ступаков, Г.П. Биомеханика позвоночника при ударных перегрузках в практике авиационных и космических полетов / Г.П. Ступаков, А.П. Козловский,
В.С. Казейкин. – Ленинград: Наука, 1987. – 240 с.
[5] Ступаков, Г.П. Костная система и невесомость / Г.П. Ступаков, А.И. Воложин. –
Москва: Наука, 1989. – 184 с.
[6] Григорьев, А.И. Минеральный обмен у человека в условиях измененной гравитации / А.И. Григорьев, А.И. Воложин, Г.П. Ступаков. – Москва: Наука, 1994. –
214 с.
[7] Anthropometric Source Book. Vol. 1: Anthropometry for Designers / NASA. 197807-01. – URL: archive.org/details/nasa_techdoc_19790003563/mode/2up.
[8] Lumbar Spine Paraspinal Muscle and Intervertebral Disc Height Changes in
Astronauts After Long-Duration Spaceflight on the International Space Station /
D.G. Chang, R.M. Healey, A.J. Snyder [et al.] // Spine. – 2016. – Vol. 41. – P. 1917–24.
[9] From the International Space Station to the Clinic: How Prolonged Unloading May
Disrupt Lumbar Spine Stability / J.F. Bailey, S.L. Miller, K. Khieu [et al.] // J. Spine,
2018 Jan. – Vol. 18(1). – P. 7–14. DOI:10.1016/j.spinee. 2017.08.261
105

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

[10] Somers, J.T. Final NASA Panel Recommendations for Definition of Acceptable Risk
of Injury due to Spaceflight Dynamic Events / J.T. Somers, N. Newby, J. Vells //
National Aeronautics and Space Administration. DOI:10.13140/RG.2.1.4180.4965
[11] Human Factors, Habitability, and Environmental Health / NASA Space Flight
Human-System Standard; NASA-STD-3001. – Vol. 2, Revision B. – P. 333.
[12] Human Iintegration Design Handbook (HIDH) / NASA-SP-2010-3407/REV1. –
2010. – P. 1301.
[13] Euro NCAP: Википедия – свободная энциклопедия. – URL: https://ru. wikipedia.
org/wiki/Euro_NCAP (дата обращения: 21.02.2023). – Загл. с экрана. – Текст,
изображение: электронные.
[14] Авиационные правила. Ч. 29. Нормы летной годности винтокрылых аппаратов
транспортной категории. – Москва: Авиаиздат, 2003. – С. 129.
[15] Авиационные правила. Часть 25. Нормы летной годности самолетов транспорт­
ной категории. – Москва: Авиаиздат, 2015. – 290 с.
[16] Авиационные правила. Часть 23. Нормы летной годности гражданских легких
самолетов. – Москва: Авиаиздат, 2000. – 145 с.
[17] Military Standard Light Fixed and Rotary Wing Aircraft Crash Resistance. MILSTD-1290 A(AV). – 1988. – P. 28.
[18] Seat System: Crash Resistant, Non-ejection, Aircrew General Specification for.
MIL-ST-58095 A(AV). – 1986. – P. 15.
[19] Somers, J.T. Application of the Brinkley Dynamic Response Criterion to Spacecraft
Transient Dynamic Events / J.T. Somers, D. Gohmert, J.W. Brinkley // NASA/TM2013-217380. – 2013. – 91 p.
[20] Лившиц, А.Н. Аварийное покидание летательного аппарата. – Москва: Радис-РРЛ,
2015. – 596 с.
[21] Дергунов, Н.И. Звезда. Годы, события, люди. Кн.1. – Н.-Новгород: ДЕКОМ,
2020. – 324 с.
[22] Дергунов, Н.И. Звезда. Годы, события, люди. Кн. 2. – Н.-Новгород: ДЕКОМ,
2020. – 312 с.
[23] Эргономические технологии разработки и испытаний вертолетов «Ми» / Под
общ. ред. А.Г. Самусенко, Г.П. Ступакова, А.В. Чунтула. – Москва: ОАО «МВЗ
им. Миля», МОО «Ассоциация журналистов…», 2012. – 288 с.
[24] Шибанов, В.Ю. Особенности антропометрического манекена типа Hybrid
при оцен­ке ударного воздействия на голову / В.Ю. Шибанов, Ю.Б. Моисеев,
В.А. Нау­мов, С.П. Рыженков // Авиакосмическая и экологическая медицина. –
2020. – Т. 54. – № 2. – С.77–82.
[25] Моисеев, Ю.Б. Некоторые особенности реакции позвоночного столба человека
на ударное воздействие / Ю.Б. Моисеев // Авиакосмическая и экологическая
медицина. – 2020. – Т. 54. – № 2. – С. 72–76.
[26] Рыженков, С.П. Медико-биологические и эргономические аспекты противоударной защиты членов экипажей бронемашин / С.П. Рыженков, Ю.Б. Моисеев //
Военно-медицинский журнал. – 2020. – № 6. – С. 59–63.
[27] Моисеев, Ю.Б. Некоторые медицинские проблемы создания перспективного
противоударного кресла для членов экипажа спускаемых аппаратов космичес­ких
кораблей / Ю.Б. Моисеев, С.М. Дворников // Авиакосмическая и экологическая
медицина. – 2018. – Т. 52. – № 7. – С. 164–165.
106

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

REFERENCES
[1] Rabinovich, B.A. Cosmonaut Safety when Descent Module Touchdown. – Moscow:
Book and Business, 2014. – 278 p.
[2] Barer, A.S. Tolerance Limit: Essays on Human Resistance to Adverse Factors of Aviation
and Space Flights. – Moscow: BLOCK-Inform-Express, 2012. – 428 p.
[3] Oganov, V.S. Skeletal System, Weightlessness and Osteoporosis. – Moscow: Slovo,
2003. – 260 p.
[4] Stupakov, G.P. Biomechanics of Spine during Shock Overloads in the Practice
of Aviation and Space Flights / G.P. Stupakov, A.P. Kozlovsky, V.S. Kazeikin. –
Leningrad: Nauka, 1987. – 240 p.
[5] Stupakov, G.P. Skeletal System and Weightlessness / G.P. Stupakov, A.I. Volozhin. –
Moscow: Nauka, 1989. – 184 p.
[6] Grigoriev, A.I. Mineral Metabolism of a Human Being under Conditions of Altered
Gravity / A.I. Grigoriev, A.I. Volozhin, G.P. Stupakov. – Moscow: Nauka, 1994. – 214 p.
[7] Anthropometric source book. Vol. 1: Anthropometry for designers / NASA. 197807-01. – URL:https://archive.org/details/nasa_techdoc_19790003563/mode/2up.
[8] Lumbar Spine Paraspinal Muscle and Intervertebral Disc Height Changes in Astronauts
After Long-Duration Spaceflight on the International Space Station / D.G. Chang,
R.M. Healey, A.J. Snyder [et al.] // Spine. – 2016. – Vol. 41. – P. 1917–24.
[9] From the International Space Station to the Clinic: How Prolonged Unloading May
Disrupt Lumbar Spine Stability / J.F. Bailey, S.L. Miller, K. Khieu [et al.] // J. Spine,
2018 Jan. – Vol. 18(1). – P. 7–14. DOI:10.1016/j.spinee. 2017.08.261
[10] Somers, J.T. Final NASA Panel Recommendations for Definition of Acceptable Risk
of Injury due to Spaceflight Dynamic Events / J.T. Somers, N. Newby, J. Vells //
National Aeronautics and Space Administration. DOI:10.13140/RG.2.1.4180.4965
[11] Human Factors, Habitability, and Environmental Health / NASA Space Flight
Human-System Standard; NASA-STD-3001. – Vol. 2, Revision B. – P. 333.
[12] Human Iintegration Design Handbook (HIDH) / NASA-SP-2010-3407/REV1. –
2010. – P. 1301.
[13] Euro NCAP: Wikipedia – Free Encyclopedia. – URL: https://ru.wikipedia. org/wiki/
Euro_NCAP (Accessed: 02/21/2023). – Text, Image: Electronic Version.
[14] Aviation Rules. Part 29. Airworthiness Standards for Transport Category Rotorcraft. –
Moscow: JSC Aviaizdat, 2003. – P. 129.
[15] Aviation Rules. Part 25. Airworthiness Standards for Transport Category Aircraft. –
Moscow: JSC Aviaizdat, 2015. – 290 p.
[16] Aviation Rules. Part 23. Airworthiness Standards for Civil Light Aircraft. – Moscow:
JSC Aviaizdat, 2000. – 145 p.
[17] Military Standard Light Fixed and Rotary Wing Aircraft Crash Resistance. MILSTD-1290 A(AV), 1988. – P. 28.
[18] Seat System: Crash Resistant, Non-ejection, Aircrew General Specification for MILST-58095 A(AV), 1986. – P. 15.
[19] Somers, J.T. Application of the Brinkley Dynamic Response Criterion to Spacecraft
Transient Dynamic Events / J.T. Somers, D. Gohmert, J.W. Brinkley // NASA/TM2013-217380. – 2013. – 91 p.
[20] Livshits, A.N. Aircraft Emergency Escape. – Moscow: Radis-RRL, 2015. – 596 p.
[21] Dergunov, N.I. Star. Years, Events, People. Book 1. – N.-Novgorod: DECOM, 2020. –
324 p.
107

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

[22] Dergunov, N.I. Star. Years, Events, People. Book 2. – N.-Novgorod: DECOM, 2020. –
312 p.
[23] Ergonomic Technologies for Mi-type Helicopters Development and Testing / Ed.
A.G. Samusenko, G.P. Stupakova, A.V. Chuntula. – Moscow: JSC “MVZ named
by Mil”, International Public Organization “Association of Journalists…”, 2012. –
288 p.
[24] Shibanov, V.Yu. Features of Anthropometric Hybrid-type Dummy in Assessing the
Impact on the Head / V.Yu. Shibanov, Yu.B. Moiseev, V.A. Naumov, S.P. Ryzhenkov //
Aerospace and Ecological Medicine. – 2020. – V. 54. – No 2. – P. 77–82.
[25] Moiseev, Yu.B. Some Features of Human Spinal Column Reaction to Impact /
Yu.B. Moiseev // Aero­space and Ecological Medicine. – 2020. – V. 54. – No 2. –
P. 72–76.
[26] Ryzhenkov, S.P. Medico-biological and Ergonomic Aspects of Shock Protection for
Crewmembers of Armored Vehicles / S.P. Ryzhenkov, Yu.B. Moiseev // Military
Medical Journal. – 2020. – No 6. – P. 59–63.
[27] Moiseev, Yu.B. Some Medical Problems of Creating a Perspective Shockproof Seat for
Crewmembers of Spacecraft Descent Modules / Yu. B. Moiseev, S.M. Dvornikov //
Aerospace and Ecological Medicine. – 2018. – V. 52. – No 7. – P. 164–165.

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

УДК 629.785

Статистический анализ показателей
водолазных работ, проводимых в ходе
подготовки космонавтов
к внекорабельной деятельности (Часть 2)
Е.Ю. Иродов, А.А. Алтунин, П.П. Долгов, В.С. Коренной
Канд. техн. наук Е.Ю. Иродов; А.А. Алтунин;
канд. техн. наук П.П. Долгов; канд. техн. наук В.С. Коренной
(ФГБУ «НИИ ЦПК имени Ю.А. Гагарина»)
В статье представлены результаты статистической обработки показателей
водолазных работ, выполняемых в ФГБУ «НИИ ЦПК имени Ю.А. Гагарина»
в процессе проведения испытательно-тренировочных работ в интересах
подготовки космонавтов к внекорабельной деятельности.
Ключевые слова: показатели водолазных работ, испытательно-тренировочный комплекс «Гидролаборатория», космонавт, водолаз, водолазные работы,
водолазные спуски, подготовка космонавтов, внекорабельная деятельность,
скафандр

Statistical Analysis of the Indicators of Diving Operations
Performed During Cosmonaut Training for Extravehicular Activity
(Part 2). E.Yu. Irodov, A.A. Altunin, P.P. Dolgov, V.S. Korennoy

The paper gives the results of statistical processing of the indicators of diving
operations that are being performed at the “Yu.A. Gagarin R&T CTC” FSBO
during testing and training of cosmonauts for extravehicular activity.
Keywords: indicators of diving operations, Weightless Environment Training
Facility, cosmonaut, diver, diving works, diving, cosmonaut training, extravehicular
activity, spacesuit

Показатели объема подводных работ ИТБ
при выполнении одной ВР
В качестве показателей, характеризующих потребный объем трудозатрат ВР
для выполнения одной ИТР всеми работающими под водой специалистами,
использовались: количество одновременно работающих под водой человек,
количество выполненных ими водолазных спусков и времени работы под
водой в течение одного дня работы.
Анализ суммарных значений количества водолазных спусков,
затраченных на выполнение одной работы
Результаты расчета числовых характеристик выборок для значений количества водолазных спусков основных видов ИТР и соответствующие им
диаграммы размаха представлены в табл. 1, а их частоты распределения
109

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

показаны в виде гистограмм на рис. 1. При этом в табл. 1 и далее по тексту
для обозначения единиц измерения показателей, измеряемых количеством
спусков и количеством человек используются, соответственно, обозначения
«сп.» и «чел.».
Таблица 1
Выборочные характеристики распределений показателя СумСп1
Статистика
Среднее арифметическое, сп.
Стандартная ошибка среднего, сп.
Медиана, сп.
Мода, сп.
Стандартное отклонение, сп.
Дисперсия выборки, сп.2
Эксцесс
Асимметричность
Интервал, сп.
Минимум, сп.
Максимум, сп.
Счет
Доверительный интервал
(р = 95,0 %), сп.
Первый квартиль, сп.
Третий квартиль, сп.
Межквартильный интервал, сп.
Коэффициент вариации, %

Вид ИТР
ИСК ТСК ПТР
32,5 37,1 19,7
1,3
0,5
1,4
32
38
18
32
38
16
6,2
4,6
10,0
38,2 20,9 100,7
–0,96 –0,37 –0,61
0,31 –0,36 0,49
19
20
38
24
26
6
43
46
44
22
84
50
3

1

–

28
36
8
19

34
40
6
12

12
27
15
51

Диаграмма размаха

Рис. 1. Суммарное количество водолазных спусков за одну работу

Для проверки гипотезы о нормальном распределении показателей СумСп1
при уровне значимости α = 0,05 с использованием функции shapiro.test()
определены значения тестовых статистик и наблюдаемых уровней значимости. Для ИСК – W = 0,9301, p = 0,1231; для ТСК – W = 0,9774, p = 0,1455;
для ПТР – W = 0,9397, p = 0,01314.
На имеющихся данных, на уровне значимости 5 % для ИСК и ТСК,
нет оснований отвергнуть нулевую гипотезу в пользу альтернативы (р > α),
а в случае ПТР (р < α) имеются основания в пользу принятия альтернативной гипотезы об отличии распределения от нормального.
110

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

Диаграмма размаха (табл. 1) наглядно демонстрирует, что количество
водолазных спусков, выполняемых при проведении тренировок и испытаний, существенно выше, чем при ПТР. При этом значения характеристик
Хmin, Хmax, Мe и показателя СумСп1 при тренировках несколько выше, чем
значения аналогичных характеристик при испытаниях.
Наибольшее рассеяние (S, S2, R, IQR, CV) значений показателя СумСп1
наблюдается для ПТР, при этом значение коэффициента вариации CV = 51 %
свидетельствует о неоднородности совокупности данных, полученных для
этого вида работ. Распределение этого показателя для ИСК и ТСК имеет
средний уровень вариации, при этом для данных по тренировкам наблюдает­
ся несколько большее рассеяние, чем при испытаниях.
Для всех анализируемых видов ИТР наблюдается умеренная асиммет­
рия, при этом для ТСК имеет место левосторонняя, а для ИСК и ПТР – правосторонняя асимметрия.
Применив правила округления, установленные методикой проведения
исследований для выбора медианного значения показателя СумСп1, и вычислив границы его доверительного интервала при уровне доверия 95 %,
получаем следующие значения показателей: СумСп1ИСК = 32 (28; 36) сп.;
СумСп1ТСК = 38 (36; 39) сп.; СумСп1ПТР = 18 (14; 24) сп.
Анализ суммарных значений времени водолазных спусков,
затраченных на выполнение одной работы
Результаты расчета числовых характеристик выборки для показателя суммарного количества времени водолазных спусков, затраченного на выполнение
одной работы для основных видов ИТР и соответствующие диаграммы
размаха представлены в табл. 2, а их частоты распределения представлены
в виде гистограмм на рис. 2.
Для проверки гипотезы о нормальном распределении показателей
СумВр1 при уровне значимости α = 0,05 с использованием функции shapiro.
test() определены значения тестовых статистик и наблюдаемых уровней
значимости. Для ИСК – W = 0,9789, p = 0,8975; для ТСК – W = 0,9912,
p = 0,8463; для ПТР – W = 0,9517, p = 0,0402.
На имеющихся данных, на уровне значимости 5 % для ИСК и ТСК
нет оснований отвергнуть нулевую гипотезу в пользу альтернативы (р > α),
а в случае ПТР (р < α) имеются основания в пользу принятия альтернативной гипотезы об отличии распределения от нормального.
Как видно из табл. 2, наибольшее суммарное количество времени водолазных спусков ( ТСК = 58,6; МеТСК = 58,2) затрачивается при проведении тренировок космонавтов в скафандрах; при испытаниях в скафандрах в среднем затрачивалось на 8,6 часа меньше ( ИСК = 50,0; МеИСК = 52,1), чем при
тренировках, а при выполнении подводно-технических работ этот показатель имеет наименьшее значение ( ПТР = 22,7; МеПТР = 22,7).
111

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023
Таблица 2

Выборочные характеристики распределений показателя СумВр1
Вид ИТР
ИСК ТСК ПТР
Среднее, ч
50,0 58,6 22,7
Стандартная ошибка среднего, ч
1,9
0,9
1,3
Медиана, ч
52,1 58,2 22,7
Мода, ч
#Н/Д #Н/Д 24,6
Стандартное отклонение, ч
8,8
8,3
9,5
77,4 68,3 90,9
Дисперсия выборки, ч2
Эксцесс
0,33 –0,16 –0,92
–0,25 0,13 0,14
Асимметричность
Интервал, ч
38,2 38,2 35,0
Минимум, ч
29,7 40,1
7,8
Максимум, ч
67,9 78,3 42,8
Счет
22
84
50
Доверительный интервал (р = 95,0 %), ч 3,9
1,8
–
Первый квартиль, ч
43,5 53,5 14,4
Третий квартиль, ч
55,7 63,7 30,0
Межкварильный интервал, ч
12,2 10,2 15,6
Коэффициент вариации, %
18
14
42
Статистика

Диаграмма размаха

Рис. 2. Суммарное время водолазных спусков за одну работу

Наибольшее рассеяние (S, S2, R, IQR, CV) данных для показателя суммарного количества времени водолазных спусков, как и для показателя суммарного количества водолазных спусков, наблюдается при ПТР. При этом
значение коэффициента вариации CV = 41 % свидетельствует о неоднородности совокупности данных, полученных для этого вида работ; при ИСК
и ТСК имеет место средний уровень вариации.
Для всех анализируемых видов ИТР наблюдается незначительная асимметрия данных, при этом для ИСК имеет место левосторонняя, а для ТСК
и ПТР – правосторонняя асимметрия.
В качестве обобщающего значения показателей СумВр1 для ИСК
и ТСК принимаем их средние арифметические значения, а для ПТР –
значение медианы: СумВр1ИСК = 50,0 ± 3,9 ч; СумВр1ТСК = 58,6 ± 1,8 ч;
СумВр1ПТР = 22,7 (19,2; 28,4) ч.
112

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

Анализ значений количества одновременно работающих под водой
человек в одной работе
Результаты расчета числовых характеристик выборок для показателей количества одновременно работающих под водой человек, участвующих в одной
работе для основных видов ИТР, и соответствующие им диаграммы размаха
представлены в табл. 3, а их частоты распределения представлены в виде
гистограмм на рис. 3.
Таблица 3
Выборочные характеристики распределений показателя КЧ
Вид ИТР
ИСК ТСК ПТР
Среднее, чел.
12,8 13,9
8,8
Стандартная ошибка среднего, чел. 0,37 0,13 0,37
Медиана, чел.
13
14
9
Мода, чел.
13
14
9
Стандартное отклонение, чел.
1,7
1,2
2,6
3,0
1,5
6,9
Дисперсия выборки, чел.2
Эксцесс
0,005 –0,24 –0,27
Асимметричность
0,55 –0,35 –0,07
Интервал, чел.
7
5
12
Минимум, чел.
10
11
3
Максимум, чел.
17
16
15
Счет
22
84
50
Доверительный интервал
0,8
–
0,7
(р = 95,0 %), чел.
Первый квартиль, чел.
11
13
7
Третий квартиль, чел.
14
15
11
Межквартильный интервал, чел.
3
2
4
Коэффициент вариации, %
14
9
30
Статистика

Диаграмма размаха

Рис. 3. Суммарное количество человек под водой за одну работу

Для проверки гипотезы о нормальном распределении показателей КЧ
при уровне значимости α = 0,05 с использованием функции shapiro.test()
определены значения тестовых статистик и наблюдаемых уровней значимос­
ти. Для ИСК – W = 0,9455, p = 0,2568; для ТСК – W = 0,9256, p = 0,00012;
для ПТР – W = 0,9718, p = 0,2733.
113

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

На имеющихся данных, на уровне значимости 5 % для ИСК и ПТР
нет оснований отвергнуть нулевую гипотезу в пользу альтернативы (р > α),
а в случае ТСК (р < α) имеются основания в пользу принятия альтернативной гипотезы об отличии распределения от нормального.
Как видно из табл. 3, наибольшее количество человек, работающих под
водой ( ТСК = 13,9; МеТСК = 14) зафиксировано при проведении ТСК; при
ИСК в среднем требовалось на 1 человека меньше ( ИСК = 12,8; МеИСК = 13),
чем при тренировках, а при выполнении ПТР этот показатель имеет наименьшее значение ( ПТР = 8,8; МеПТР = 9).
Наибольшее рассеяние (S, S2, R, IQR, CV) данных для показателя количества человек, одновременно работающих под водой, как и для показателя
суммарного количества водолазных спусков и времени их выполнения, наблюдается при ПТР. При этом значение коэффициента вариации CV = 30 %
свидетельствует о сильной вариации совокупности данных, полученных для
этого вида работ. При ИСК имеет место средний уровень вариации, а при
ТСК – слабый уровень вариации совокупности данных.
Для ИСК наблюдается существенная правосторонняя асимметрия, для
ТСК – умеренная левосторонняя асимметрия, а для ПТР – незначительная
левосторонняя асимметрия.
Отрицательные значения эксцесса для ТСК и ПТР свидетельствуют
о плосковершинном распределении данных, а значение эксцесса для ИСК
близко к значению эксцесса нормального распределения.
Применив правила округления, установленные методикой проведения исследований для выбора медианного значения показателя КЧ, и вычислив границы его доверительного интервала при уровне доверия 95 %,
получаем следующие значения показателей: КЧИСК = 13 (11; 14) чел.,
КЧТСК = 14 (14; 14) чел., КЧПТР = 9 (8; 13) чел.

Анализ нагрузки на одного человека,
работающего под водой
В качестве показателей, характеризующих объем водолазных работ, выполняемых одним работающим под водой специалистом, использовались количество водолазных спусков в легководолазном снаряжении (ЛВС) и время
работы под водой одного человека в ЛВС и в скафандре в течение одного
дня работы.
Анализ количества спусков под воду одного человека
в водолазном снаряжении в течение одного дня работы
Результаты расчета числовых характеристик выборок для показателей количества спусков под воду одного человека, снаряженного в ЛВС, в течение одного дня работы для основных видов ИТР и соответствующие им диаграммы
размаха представлены в табл. 4, а их частоты распределения представлены
в виде гистограмм на рис. 4.
114

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023
Таблица 4

Выборочные характеристики распределений показателя СпЛ1
Статистика
Среднее, сп.
Стандартная ошибка среднего, сп.
Медиана, сп.
Мода, сп.
Стандартное отклонение, сп.
Дисперсия выборки, сп.2
Эксцесс
Асимметричность
Интервал, сп.
Минимум, сп.
Максимум, сп.
Счет
Доверительный интервал
(р = 95,0 %), сп.
Первый квартиль, сп.
Третий квартиль, сп.
Межквартильный интервал, сп.
Коэффициент вариации, %

Вид ИТР
ИСК ТСК ПТР
2,8
3,0
2,2
0,03 0,02 0,04
3
3
2
3
3
2
0,52 0,55
0,8
0,27 0,30
0,6
1,22 1,46 –0,12
–0,03 –0,13 0,44
3
4
3
2
1
1
5
5
4
237
998
436
–

–

–

3,7
4,2
0,5
18

3,0
3,0
0
19

2
3
1
36

Диаграмма размаха

Рис. 4. Суммарное количество спусков в ЛВС одного человека за одну работу

Для проверки гипотезы о нормальном распределении показателей СпЛ1
при уровне значимости α = 0,05 с использованием функции shapiro.test()
определены значения тестовых статистик и наблюдаемых уровней значимости. Для ИСК – W = 0,679, p = 0 (< 0,0001); для ТСК – W = 0,719, p = 0
(< 0,0001); для ПТР – W = 0,843, p = 0 (< 0,0001).
На имеющихся данных, на уровне значимости 5 % для ИСК, ТСК и ПТР
имеются основания (р < α) в пользу принятия альтернативной гипотезы об
отличии распределения от нормального.
Как видно из табл. 4 количество спусков под воду одного человека
в ЛВС в течение одного дня работы при проведении ТСК и при ИСК практически совпадают ( ТСК = 3,0; МеТСК = 3; ИСК = 2,8; МеИСК = 3), а при выполнении ПТР этот показатель меньше на один спуск ( ПТР = 2,2; МеПТР = 2). При
115

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

этом максимально допустимое количество водолазных спусков на глубину
до 12 м равное шести спускам не было превышено ни для одного вида ИТР.
Наибольшее рассеяние (S, S2, R, IQR, CV) данных для показателя количества спусков под воду одного человека в ЛВС в течение одного дня работы наблюдается при ПТР. При этом значение коэффициента вариации
CV = 36 % свидетельствует об очень сильной вариации совокупности данных, полученных для этого вида работ. При ИСК и ТСК имеет место средний уровень вариации.
Для ИСК и ТСК наблюдается незначительная левосторонняя асиммет­
рия, а для ПТР – умеренная правосторонняя асимметрия.
Положительные значения эксцесса для ИСК и ТСК свидетельствуют об
островершинном распределении данных, а отрицательное значение эксцесса для ПТР указывает на плосковершинное распределение.
Применив правила округления, установленные методикой проведения
исследований для выбора медианного значения показателя СпЛ1, и вычислив
границы его доверительного интервала при уровне доверия 95 %, получаем
следующие значения показателей: СпЛ1ИСК = 3 (3; 3) сп.; СпЛ1ТСК = 3 (3; 3) сп.;
СпЛ1ПТР = 2 (2; 2) сп.
Анализ значений времени работы под водой одного человека
в водолазном снаряжении в течение одного дня работы
Результаты расчета числовых характеристик выборок для показателей времени работы под водой одного человека в ЛВС в течение одного дня работы для основных видов ИТР и соответствующие им диаграммы размаха
представлены в табл. 5, а их частоты распределения представлены в виде
гистограмм на рис. 5.
Таблица 5
Выборочные характеристики распределений показателя ВрЛ1
Статистика

ИСК

3,93
Среднее, ч
0,03
Стандартная ошибка среднего, ч
4,02
Медиана, ч
4,08
Мода, ч
0,54
Стандартное отклонение, ч
0,29
Дисперсия выборки, ч2
2,15
Эксцесс
–1,05
Асимметричность
3,33
Интервал, ч
1,75
Минимум, ч
5,08
Максимум, ч
237
Счет
–
Доверительный интервал (р = 95,0 %), ч
3,7
Первый квартиль, ч
4,2
Третий квартиль, ч
0,5
Межквартильный интервал, ч
14
Коэффициент вариации, %

116

Вид ИТР
ТСК ПТР
4,2
0,02
4,3
4,8
0,61
0,37
3,45
–0,99
5
0,4
5,4
998
–
3,9
4,7
0,8
14

2,6
0,03
2,6
2,3
0,68
0,46
0,58
0,33
3,8
0,7
4,5
436
–
2,2
3,0
0,8
26

Диаграмма размаха

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

Рис. 5. Суммарное количество времени спусков в ЛВС одного человека
за одну работу

Для проверки гипотезы о нормальном распределении показателей ВрЛ1
при уровне значимости α = 0,05 с использованием функции shapiro.test()
определены значения тестовых статистик и наблюдаемых уровней значимости. Для ИСК – W = 0,932, p = 0 (< 0,0001); для ТСК – W = 0,953, p = 0
(< 0,0001); для ПТР – W = 0,979, p = 0 (< 0,0001).
На имеющихся данных, на уровне значимости 5 % для ИСК, ТСК и ПТР
имеются основания (р < α) в пользу принятия альтернативной гипотезы об
отличии распределения показателей ВрЛ1 от нормального.
Как видно из табл. 5 время спусков под воду одного человека в ЛВС в течение одного дня работы при проведении тренировок космонавтов в скафанд­
рах и при испытаниях в скафандрах отличается незначительно ( ТСК = 4,2;
МеТСК = 4,3; ИСК = 2,93; МеИСК = 4,02), а при выполнении ПТР этот показатель существенно меньше ( ПТР = 2,6; МеПТР = 2,6). При этом максимально
допустимое время погружения водолазов за один рабочий день равное шес­
ти часам на глубину до 12 м не было превышено ни для одного вида ИТР.
Наибольшее рассеяние (S, S2, R, IQR, CV) данных для показателя времени спусков под воду одного человека в ЛВС в течение одного дня работы, как и для показателя количества водолазных спусков, наблюдается при
ПТР. При этом значение коэффициента вариации CV = 26 % свидетельст­вует
о сильной вариации совокупности данных, полученных для этого вида работ. При ИСК и ТСК имеет место средний уровень вариации.
Для данных при ИСК и ТСК наблюдается существенная левосторонняя
асимметрия, а для ПТР – умеренная правосторонняя асимметрия.
Применив правила округления, установленные методикой проведения исследований для выбора медианного значения показателя ВрЛ1, и вычислив границы его доверительного интервала при уровне доверия 95 %,
получаем следующие значения показателей: ВрЛ1ИСК = 4,02 (3,95; 4,08) ч;
ВрЛ1ТСК = 4,30 (4,25; 4,37) ч; ВрЛ1ПТР = 2,58 (2,50; 2,65) ч.
117

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

Анализ времени одного водолазного спуска в ЛВС
Результаты расчета числовых характеристик выборок для показателей времени одного водолазного спуска в ЛВС для основных видов ИТР и соответствующие им диаграммы размаха представлены в табл. 6, а их частоты
распределения представлены в виде гистограмм на рис. 6.
Таблица 6
Выборочные характеристики распределений показателя ВрЛ
Статистика

ИСК
Среднее, ч
1,39
Стандартная ошибка среднего, ч
0,02
Медиана, ч
1,42
Мода, ч
1,50
Стандартное отклонение, ч
0,45
0,20
Дисперсия выборки, ч2
Эксцесс
0,47
–0,08
Асимметричность
Интервал, ч
3,03
Минимум, ч
0,12
Максимум, ч
3,15
Счет
670
Доверительный интервал (р = 95,0%), ч
–
Первый квартиль, ч
1,10
Третий квартиль, ч
1,67
Межквартильный интервал, ч
0,57
Коэффициент вариации, %
32

Вид ИТР
ТСК ПТР
1,430 1,156
0,008 0,010
1,433 1,150
1,333 1,000
0,445 0,324
0,198 0,105
0,567 1,196
–0,087 0,557
3,717 2,150
0,133 0,100
3,850 2,250
2953 978
–
–
1,17 1,00
1,73 1,33
0,56 0,33
31
28

Диаграмма размаха

Рис. 6. Время одного водолазного спуска в ЛВС

Для проверки гипотезы о нормальном распределении показателей ВрЛ
при уровне значимости α = 0,05 с использованием функции shapiro.test() определены значения тестовых статистик и наблюдаемых уровней значимости.
Для ИСК – W = 0,991, p = 0 (< 0,0001); для ТСК – W = 0,992, p = 0 (< 0,0001);
для ПТР – W = 0,970, p = 0 (< 0,0001).
118

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

На имеющихся данных, на уровне значимости 5 % для ИСК, ТСК и ПТР
имеются основания (р < α) в пользу принятия альтернативной гипотезы об
отличии распределения показателей ВрЛ от нормального.
Как видно из табл. 6 время одного водолазного спуска в ЛВС при
проведении ТСК и при ИСК отличаются незначительно ( ТСК = 1,430;
МеТСК = 1,433; ИСК = 1,39; МеИСК = 1,42), а при выполнении ПТР этот показатель сущест­венно меньше ( ПТР = 1,156; МеПТР = 1,150).
Для всех видов работ наблюдается значительное рассеяние (S, S2, R,
IQR, CV) данных для показателя ВрЛ, а также наличие выбросов как в сторону бóльших, так и в сторону меньших значений. При этом значения коэффициентов вариации в целом лежат в диапазоне 28–32 %, что свидетельствует
о сильной вариации совокупности данных, полученных для всех видов работ.
Для данных при ИСК и ТСК наблюдается незначительная левосторонняя асимметрия, а для ПТР – существенная правосторонняя асимметрия.
Достаточно сильную вариацию показателя ВрЛ отчасти можно объяснить зависимостью продолжительности водолазного спуска от его порядкового номера в день выполнения водолазных работ. На рис. 7 показаны средние значения времени водолазного спуска в зависимости от порядкового
номера спуска для разных видов ИТР.
Наибольшая продолжительность наблюдается при выполнении первого и второго водолазных спусков. При этом для ИСК и ТСК несколько меньшее среднее время имеет место при выполнении первого водолазного спус­
ка по сравнению со вторым водолазным спуском. Это объясняется большей
интенсивностью работ при первом водолазном спуске, связанной с подготовкой
водолазами макетов и оборудования, а также балансировкой скафандров на
максимальной глубине. В этих спусках, как правило, водолазы работают до
перехода на дыхание от резервного запаса воздуха в баллонах акваланга.

Рис. 7. Среднее время одного водолазного спуска в ЛВС
119

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

Таким образом, время спуска зависит от интенсивности работы и располагаемых запасов воздуха. Часть последующих спусков (третий, четвертый
и пятый) в ряде случаев являются заключительными водолазными спусками, продолжительность которых определяется общей продолжительностью
водолазных работ.
Применив правила округления, установленные методикой проведения
исследований для выбора медианного значения показателя ВрЛ, и вычислив
границы его доверительного интервала при уровне доверия 95 %, получаем
следующие значения показателей: ВрЛИСК = 1,42 (1,40; 1,48) ч; ВрЛТСК = 1,43
(1,42; 1,47) ч; ВрЛПТР = 1,15 (1,08; 1,17) ч.
Анализ времени одного водолазного спуска в скафандре
Результаты расчета числовых характеристик выборок для показателей времени одного водолазного спуска в скафандре для основных видов ИТР и соответствующие им диаграммы размаха представлены в табл. 7, а их частоты
распределения представлены в виде гистограмм на рис. 8.
Таблица 7
Выборочные характеристики распределений показателя ВрС
Статистики
Среднее, ч
Стандартная ошибка среднего, ч
Медиана, ч
Мода, ч
Стандартное отклонение, ч
Дисперсия выборки, ч2
Эксцесс
Асимметричность
Интервал, ч
Минимум, ч
Максимум, ч
Счет
Доверительный интервал
(р = 95,0 %), ч
Первый квартиль, ч
Третий квартиль, ч
Межквартильный интервал, ч
Коэффициент вариации, %

Вид ИТР
ИСК ТСК
3,83
4,33
0,11
0,05
3,96
4,43
4,08
4,77
0,73
0,61
0,53
0,37
9,24 –0,29
–2,65 –0,49
3,92
2,80
0,88
2,68
4,80
5,48
44
168
–

–

3,65
4,12
0,47
19

3,96
4,77
0,81
14

Диаграмма размаха

Для проверки гипотезы о нормальном распределении показателей ВрС
при уровне значимости α = 0,05 с использованием функции shapiro.test()
определены значения тестовых статистик и наблюдаемых уровней значимос­
ти. Для ИСК – W = 0,727, p = 0 (< 0,0001); для ТСК – W = 0,968, p = 0,00066.
На имеющихся данных, на уровне значимости 5 % для ИСК и ТСК
имеют­ся основания (р < α) в пользу принятия альтернативной гипотезы об
отличии распределения показателей ВрЛ от нормального.
120

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

Рис. 8. Время одного водолазного спуска в скафандре

Как видно из табл. 7 время одного водолазного спуска в скафандре при
проведении тренировок ( ТСК = 4,33; МеТСК = 4,43) больше, чем при испытаниях ( ИСК = 3,83; МеИСК = 3,96).
Для всех видов работ наблюдается значительное рассеяние (S, S2, R,
IQR, CV) данных для показателя ВрС. При этом значения коэффициентов вариации в целом лежат в диапазоне 19–14 %, что свидетельствует о средней
вариации совокупности данных, полученных для всех видов работ.
Для данных при ИСК и ТСК наблюдается значительная левосторонняя
асимметрия.
Применив правила округления, установленные методикой проведения исследований для выбора медианного значения показателя ВрС и вычислив границы его доверительного интервала при уровне доверия 95 %
получаем следующие значения показателей: ВрСИСК = 3,96 (3,85; 4,07) ч;
ВрЛТСК = 4,43 (4,28; 4,58) ч.

Выводы
1. Разработана база данных, обеспечивающая сбор, расчет и статистическую
обработку данных по водолазным спускам, выполняемым в ИТК ГЛ.
2. Предложен набор показателей, определяющих затраты ресурсов водолазных работ при подготовке космонавтов к ВКД в ИТК ГЛ.
3. Рассчитаны описательные статистики и выполнен анализ особенностей распределения основных показателей водолазных работ в ИТК ГЛ.
4. Определены числовые значения основных показателей водолазных
работ в ИТК ГЛ.
5. По мере пополнения базы данных водолазных спусков новой информацией рекомендуется ежегодно проводить уточнение числовых значений
основных показателей водолазных работ.

ДИСКУССИИ
DISCUSSIONS

УДК 629.78.06

Экспериментальные исследования модели
космического движителя на новом
физическом принципе для перемещения
космонавтов и космических кораблей
Ю.А. Бауров, А.Ю. Шмельков
Канд. техн. наук Ю.А. Бауров; А.Ю. Шмельков
(ООО «Бюонная космическая энергия»)
Кратко изложен новый принцип движения, использующий физическое пространство (квантовая среда специальных объектов в теории Бюона) в виде
опорной среды, который может быть использован для перемещения космонавтов и космических кораблей. Приведены результаты некоторых экспериментов, проведенных в Италии в течение 2012–2015 гг., по использованию
нового принципа движения с использованием новой некалибровочной силы
природы в виде тяги объекта. Показаны результаты последних экспериментов, проведенных в течение 2021 года в России, с моделью космического
движителя, работающего на новом физическом принципе. Эксперименты
зафиксировали тягу на уровне 15–20 грамм при удельном энергопотреблении 5–6 Вт/г и массе модели около 60 кг.
Ключевые слова: бюон, новая некалибровочная сила, новый принцип движения, новый движитель

Experimental Research of a Space Propulsion Model Based
on a New Physical Principle of Movement of Cosmonauts and
Spaceships. Yu.A. Baurov, A.Yu. Shmelkov

The article briefly outlines a new principle of motion using physical space
(quantum medium of special objects in the Byuon’s theory) as a reference
medium. This principle may be used in translation of cosmonauts and spacecraft.
The article also presents the results of some experiments carried out in Italy in
2012–2015 on the use of a new principle of motion using a new non-gauge nature
force in the form of an object’s thrust. The results of the latest experiments carried
out in Russia during 2021 with a model of a space propulsion device operating
on a new physical principle are shown. Experiments have demonstrated thrust at
the level of 15–20 grams with a specific energy consumption of 5–6 W/g and a
model weight of about 60 kg.
Keywords: byuon, new non-gauge force, new principle of motion, new space
thruster
122

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

1. Введение
Существует не так много принципов перемещения объектов в природе.
Например, корабли используют в виде опорной среды воду, если у них работает винт, самолеты – воздух, автомобили отталкиваются от Земли. Парусные
суда используют силу ветра. Последний вариант перемещения в пространст­
ве может быть использован и космическими аппаратами (КА), если создать
специальные паруса и поймать солнечный ветер или давление солнечного
света. Но для перемещения в пространстве КА чаще всего используется
реактивный принцип движения, основанный на третьем законе Ньютона.
В соответствии с этим законом природы переместить центр масс объекта
в пространстве невозможно. То есть при старте с поверхности Земли ракета,
как единый материальный объект, никуда не улетает. Ее центр масс как был
на старте, так и остался. В космос улетает только очень маленькая часть
этого единого объекта – КА. То есть достичь, например, звезды с помощью
ракеты практически невозможно [1].
Решением проблемы полета к звездам и перемещением космонавтов
в космическом пространстве первый автор статьи занимался бóльшую часть
своей жизни, будучи основным экспертом Министерства общего машиностроения СССР и Роскосмоса по данному вопросу до 2012 года. Исследование этой проблемы побудило его разработать новую теорию возникновения
окружающего нас мира – теорию Бюона (ТБ) [1–3], которая объясняет природу образования элементарных частиц, физического пространства, времени, темной материи, темной энергии и многих других физических явлений
в природе, четкого объяснения которых в рамках стандартной физичес­кой
модели мира не найдено. Поиску новых принципов движения, новых средств
перемещения в пространстве посвящено огромное количество работ. Например, работая в космической отрасли, автор давал заключения на десятки таких проектов. Как правило, это были ошибочные работы (инерцои­ды,
которые двигаются за счет того, что сила трения при движении влево и право отличается друг от друга, или множество вечных двигателей, в которых
нарушается закон сохранения энергии, и т. д.). Но в литературе существуют
работы, в которых описано движение объектов не объяснимое в рамках существующей стандартной физической модели. Например, это работа Нормана Дина [4]. В аппарате Дина два эксцентрика, вращаясь в разные стороны,
подвешивались на пружинках к некоторой раме. При обычном перемещении вверх и вниз на пружинках эксцентрики не создавали тяги, и рама аппарата оставалась на месте. Но если Дин останавливал эксцентрики при их
прохождении некоторого срединного местоположения, то рама начинала
двигаться. То есть объект переместил свой центр масс за счет внутренних
сил, что, как сказано выше, невозможно в рамках третьего закона Ньютона.
«Машину Дина» мы рассмотрим более подробно в рамках ТБ в данной статье. В нашей статье мы также рассмотрим работу так называемого двигателя EmDrive, разработанного Роджером Шойером. Этот двигатель содержит
123

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

магнетрон, генерирующий микроволны и создающий некоторую стоячую
волну, которая, по мнению Р. Шойера, и приводит к появлению тяги у данного устройства [5]. Как будет показано в статье, ТБ может объяснить появление тяги у данного устройства.
Основная часть статьи посвящена использованию новой некалибровочной силы природы [1–3], предсказанной ТБ, в виде тяги объекта. Этим
объек­том может быть, например, скутер для перемещения космонавтов
в космичес­ком пространстве или КА. При этом происходит обмен импульсом между физическим пространством (темная материя и физическое пространство являются тождественными физическими объектами в ТБ) и перемещаемым объектом. Кратко перечислены результаты огромного комплекса
работ по экспериментальному исследованию новой силы природы, проведенных на лучших базах СССР и России. Приведены результаты некоторых
экспериментов по исследованию тяги моделей, полученные в Италии в течение 2012–2015 гг. Основная часть статьи посвящена результатам экспериментов, проведенных в России в течение 2021 года, которые подтвердили
полученные ранее результаты в Италии при использовании более совершенных конструкций объектов.

2. Новая некалибровочная сила природы
В существующих стандартных представлениях о природе точно установлено
существование, по крайней мере, четырех сил: ядерной, слабой, электромагнитной и гравитационной. Все эти силы калибровочно инвариантны. То есть
потенциалы физических полей, описывающие данные силы, являются не
измеряемыми величинами (ненаблюдаемыми величинами), а измеряемыми
величинами являются только их производные [6].
ТБ [1–3] строится совсем по иному сценарию, чем стандартные модели.
Предполагается, что нет физического пространства (в стандартной модели оно всегда задается), нет времени, нет мира элементарных частиц, а есть
только ненаблюдаемые объекты – бюоны Ф(i). Выражения для невзаимо­
дейст­вующих бюонов имеет вид:

 [ A g x(i )],
Φ(i ) = 
.
− − 1[ A g x(i )]
Здесь Ag (далее AG) – космологический векторный потенциал, новая векторная константа, впервые введенная в [7] (модуль AG ≈ 1,95 × 1011 Гс см);
x(i) – «длина бюона»; i = 1, 2, 3. Величина x(i) названа «длиной», так как имеет
размерность сантиметры. В соответствии с ТБ весь окружающий нас мир –
трехмерное пространство, мир элементарных частиц с их квантово-механическим поведением – возникает в результате минимизации потенциальной
энергии (ПЭ) взаимодействия бюонов в одномерном пространстве R1, образованном ими. Расстояние между бюонами в R1 определяется как разница
124

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

их длин. Остаточная от минимизации потенциальная энергия трактуется
как собственная энергия (E = mc2), например, для таких частиц как лептоны (электроны, мюоны т. д.). В ТБ существует объект с минимальной собст­
венной энергией – объект 4б (четырехконтактное взаимодействие бюонов
(остаточная ПЭ объекта 4б (E4б) = mc2 ≈ 33 эВ), который участвует в формировании внутреннего физического пространства каждой элементарной час­
тицы, а если этот объект является свободным, то его неопределенность по
коор­динате в образующемся трехмерном пространстве равна около 1028 см –
это размер наблюдаемой Вселенной. Данный объект создает плотность материи во Вселенной около 10–29 г/см3. В стандартной терминологии – это
темная материя, исследование и поиск которой идет постоянно [8]. В ТБ с помощью потенциалов физических полей можно влиять на процесс формирования внут­реннего физического пространства элементарных частиц, то есть
на величину собственной энергии объекта 4б, так как E4б пропорциональна
модулю некоторого суммарного потенциала,который входит в выражения для
взаимодействующих бюонов вместо AG. В результате появится новая энергия
(бюонная энергия) и новая некалибровочная сила, выбрасывающая любое
вещество из области ослабленного суммарного потенциала. Модуль суммарного потенциала всегда меньше модуля AG в энергетическом смысле [1–3].
Впервые экспериментальные исследования новой силы были проведены на базах ИАЭ им. И.В. Курчатова и ИОФ РАН им. А.М. Прохорова
(1987–1994) [1–3, 9, 10] с использованием сильноточных сверхпроводящих
и биттеровских магнитов с полями до 15 Т, крутильных и пьезорезонансных весов. Анализ этих экспериментов показал, что новая сила представима
в виде некоторого ряда по изменению суммарного потенциала ΔА:



∂ λ(∆A) ∂∆A
;
| F | = −2Nm 0 | AG | ⋅c 2 λ(∆A) ⋅
⋅
∂∆A
∂X 1




  ∆A r
λ(∆A) = ∑ λk exp 
−
⋅
 

 AG ∆y
k =1



 

∞

3/2

ct * 
⋅  
 x 0 







k

(1)





k

 ⋅ ∆A .






Здесь N – количество стабильных частиц в пробном теле (электронов,
протонов, нейтронов); m0 AG c2 = E4б; ΔА – изменение суммарного потенциа­
ла за счет векторного потенциала соленоида; ct* ≈ 10–13 см, x0 ≈ 10–17 см – характерные масштабы физического пространства, рассчитываемые в ТБ; r –
радиус окружности, на которой располагался центр масс пробного тела;
Δy – одна из координат расположения центра масс пробного тела, показанная в [1–3]. Для оценок величины новой силы и сравнения ее с величинами
парамагнитных или диамагнитных эффектов использовался только первый
член выражения для новой силы в формуле (1).
125

Пилотируемые полеты в космос

F = −2NE4б λ12ΔA (ΔA/ΔX ) ,

№ 2(47)/2023

(2)

В формуле (2) коэффициент λ1 ≈ 10–6 (Tm)–1. В экспериментах [1–3, 9, 10]
с использованием крутильных весов максимум силы составил около (0,07–
0,08) × 10–2 N (тестовое тело – латунь, обладающая эффектом Конда с массой
около 26 × 10–3 кг, ИАЭ им. И.В. Курчатова), с использованием пьезорезонансных весов около 0,01 × 10–2 N (тестовое тело β – олово, с массой 30 × 10–3 кг,
ИОФ РАН им. А.М. Прохорова). Оценки величин парамагнитных и диамагнитных эффектов были примерно в 3–4 раза меньше.
Экспериментальные исследования новой силы природы на экспериментальных базах физического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова и ГАИШ
МГУ с помощью плазмотрона, сканирующего небесную сферу [2, 3, 11],
и гравиметров, соответственно, показали, что новая сила выбрасывает ве­
щест­во из области ослабленного суммарного потенциала по конусу с раствором около 100 градусов вокруг направления вектора AG, имеющего во второй
экваториальной системе координат следующие координаты: прямое восхождение α ≈ 293° ± 10° и склонение δ ≈ 36° ± 10°.
Многолетние эксперименты по исследованию влияния новой силы на
изменение скорости β – распада радиоактивных элементов (в стандартной
модели – это абсолютно случайный процесс) с помощью векторных потен­
циа­лов магнитных полей Земли и Солнца, проведенные на базах ОИЯИ
г. Дубна и ИЯИ РАН г. Троицк, практически подтвердили данный результат
о направлении вектора AG [2, 12].
ТБ объясняет множество астрофизических явлений, которые раньше
не могли быть объяснены в рамках стандартной модели: природу крупномасштабных магнитных полей (галактическое магнитное поле, межгалактическое магнитное поле), темной материи и т. д. [1, 8]. В данной статье
мы упомянем только те явления, которые связаны с существованием новой
силы природы.
Космические лучи (КЛ) больших энергий являются источниками информации о Вселенной в масштабах намного превышающих размеры нашей
Галактики. В статье [13] показано, что новая сила должна влиять на движение протонов, составляющих основу КЛ. При этом их энергии могут на два
порядка и более превышать энергию предела Грайзена – Зацепина – Кузьмина (5 × 1019 эВ), что и наблюдается в экспериментах. Анализ результатов
анизотропии КЛ показывает, что наиболее точным результатом направления вектора AG являются следующие координаты: α = 305° ± 5°, δ = 40° ± 5°.
ТБ и действие новой силы объясняют природу появления больших ско­рос­
тей у пульсаров и появление анизотропии в направлениях их движения [14].
Новая сила природы объясняет природу темной энергии [8]. Последнее понятно, так как гравитационный потенциал имеет отрицательное значение и тем самым уменьшает величину суммарного потенциала в месте расположения другой галактики. В статье [8] показано, что при определенных
126

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

расстояниях гравитационное притяжение галактик (оно падает как 1/R2, где
R – расстоя­ние между галактиками) становится меньше значения новой силы
(гравитационный потенциал, входящий в суммарный потенциал, падает как
1/R) и галактики начинают разбегаться с ускорением.
Хочется заметить, что из ТБ проистекает известный эффект Я. Ааронова и Д. Бома (1959) [1]. Авторы показали, что фаза волновой функции электрона изменяется под действием скалярного и векторного потенциалов даже
в том случае, когда нет силового действия поля на частицу.
На конференции SuNEC 2013 (Sicily, Italy, September 2013) итальянскими физиками было объявлено об открытии новой некалибровочной силы
природы [15], которую можно использовать в виде тяги в различных машинах.

3. Экспериментальные исследования новой
некалибровочной силы природы в виде тяги
В экспериментах по исследованию новой силы природы с помощью соленои­
дов последние были стационарны. Их центр тяжести не перемещался. Для
исследования возможности перемещения центра масс объекта с помощью
новой силы в ЦНИИмаш был создан стенд [1], который представлял собой
подвешенный в специальной раме, изготовленной из сплава Д16, гелиевый
криостат КГ-300, в котором располагался сверхпроводящий магнит с полем
до 9T, внутри которого размещали вольфрамовый груз с массой 2,274 кг.
Общая масса подвешенного криостата была равна около 191 кг. Для измерения тяги объекта использовались пьезорезонансные весы. Эксперименты
проходили в течение 1992–1993 гг. Было зафиксировано перемещение центра
тяжести объекта. Величина тяги составила около 5 × 10–3 кг. Заметим, что
новая сила действует не только на вольфрамовый груз, но и на часть обмотки соленоида, где векторный потенциал имеет компоненты, направленные
навстречу вектору AG.
Эксперименты проводились непрерывно в течение суток. Интересно
отметить, что, например, если криостат имел максимальное перемещение
в районе 17 ч в одну сторону, то в другую сторону он имел перемещение
около 5 ч утра. Таким образом, впервые была показана возможность перемещения центра тяжести объекта за счет новой силы природы. Анализ этих
экспериментов на основе ТБ показал, что физическое пространство – темная материя, которая может быть использована в качестве опорной среды.
Ограниченность объема статьи не позволяет изложить весь материал проведенных работ в этом направлении, поэтому обратимся к следующим экспериментам, которые проводились в Италии.
В экспериментах, перечисленных выше, массы тестовых тел (соленои­
дов, пробных тел) перемещались лишь на небольшие расстояния. Значения
тяги были невелики для практического использования. ТБ и квантовый информационный канал (КИК) [16], предсказанный ТБ, показал, что можно
127

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

добиться величин значений новой силы, используемой в виде тяги, на уровне практического использования в космической технике. Дело в том, что все
окружающие нас предметы состоят из элементарных частиц, которые имеют
магнитные моменты и, следовательно, в своей окрестности могут создавать значительные градиенты изменения суммарного потенциала ΔA по
формуле (2). При этом, как показывается в ТБ [1, 16], на расстоянии 0,1 м
эти изменения на 100 % завязываются в одно общее информационное поле
за счет интервала неопределенности объекта 4б, формирующего внутреннее физичес­кое пространство элементарных частиц. Таким образом, любым объек­том в окрестности 0,1 м производится изменение суммарного
потенциа­ла, свойст­венного только данному объекту. Область этого изменения в физическом пространстве мы назвали информационным образом (ИО)
данного объекта [15]. То есть у каждого объекта существует свой набор коэф­
фициентов λk, который четко характеризует именно данный объект в выражении (1) для силы.
В статье [17] показаны результаты экспериментов по определению времени существования ИО в физическом пространстве и момент возникновения новой силы. Общий вывод такой: если тело продолжительное время (более 0,1 с) находилось в какой-то области пространства, то ИО этого объекта
четко фиксируется. Если меньше, то эффект образования ИО быстро па­дает.
Теперь, если это тело возвратится в данную область пространства за какое-­
то небольшое время пока ИО не исчез (это время порядка секунды), то при
подлете к ИО на него будет действовать новая сила природы, так как в месте
расположения ИО суммарный потенциал уменьшен всеми элементарными
частицами данного тела. То есть эта область пространства,занимаемая ИО,
будет выбрасывать вернувшееся тело из области его прежнего расположения. В статье [17] показана конструкция космического скутера для перемещения космонавтов в космическом пространстве, которая использует новый
принцип движения. Результаты экспериментов показали, что максимум силы
возникает при вращении груза на подлете к месту его остановки примерно
на 340–350º его полного оборота. В самом месте остановки сила равна нулю.
Последнее понятно, так как величина градиента ΔA в этом месте равна нулю.
Анализ экспериментов показал, что для инженерного использования
выражение новой силы представимо в виде [18]:

F = C(M/T),

(3)

где С – коэффициент, имеющий размерность скорости, но зависящий в основном от формы и состава элементов вращающегося тела.
М – масса вращающегося тела;
Т – период вращения тела;
В статье [18] представлены технические решения по использованию новой силы в виде тяги в энергетических и транспортных системах. Основной
элемент всех этих устройств показан на рис. 1.
128

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

Рис. 1. Схема основного тягового устройства,
использующего новую силу для перемещения в пространстве:
1 – электродвигатель, шаговый двигатель или сервомотор; 2 – груз, вращающийся
под действием электродвигателя; 3 – траектория полета груза; R – радиус вращения;
F – направление действия новой силы (тяги)

Рассмотрим первые опыты по исследованию новой силы природы в ви­
де тяги.
Первый опыт с устройством, показанным на рис. 1, описан в статье [3].
В идеаль­ной сфере диаметром 0,37 м, созданной из тонкой нержавеющей немагнитной стали путем опрессовки при давлении 500 атмосфер (для того, чтобы уйти от эффекта инерцоида), монтировался небольшой электродвигатель,
вращающий два диаметрально расположенных груза с массами 53,5 × 10–3 кг
и 43,5 × 10–3 кг. При этом величина R = 0,135 м. К грузу с большей массой
прикреплялся тормоз, который мог замедлять и практически останавливать
этот груз в нижнем положении. Внутри сферы располагался тяжелый груз,
обеспечивающий практически полное затопление сферы в воде, и аккумулятор для работы электромотора. Сфера опускалась в бассейн диаметром 3 м
и глубиной не менее 0,5 м. Снаружи сферы была нанесена меридиональная
плос­кость вращения грузов, которая определяла направление действия новой
силы и, соответственно, направление движения. Для исследования движения сферы (батискафа) в бассейне был создан специальный стенд, минимизирующий все возможные систематические ошибки эксперимента (минимизация влияния: геомагнитного поля, магнитного поля электродвигателя,
течения воздуха, течения воды, механических усилий в начале эксперимента при опускании сферы в воду).
Для уменьшения основной систематической ошибки, связанной с течениями воды в бассейне, с точностью до 0,05 градуса измерялась и устанавливалась температура в шести точках бассейна.
На рис. 2 показаны результаты эксперимента, проведенного 02.12.2008 г.
В методику эксперимента входило обязательное измерение течений в бассейне на основе движения сферы без включенного двигателя. На рис. 2 движение
129

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

Рис. 2. Траектории движения сферического батискафа в бассейне

без работы двигателя показано красно-черным цветом. Движение модели
с включенным электродвигателем показано голубыми кружками. Старт
объек­та всегда начинался примерно из одной области бассейна в его центре.
Частота вращения грузов была равна 3–4 Гц.
Как видно из рис. 2, движение сферы с включенным двигателем не сов­
падает с ее движением без включенного двигателя. В эксперименте, начатом
в 16 ч 28 мин 04.12.2008 г., наблюдалось сильное течение, которое изменило движение сферы.
Поскольку движение сферы было медленное (около 0,5 × 10–2 м/с), измерить физически величину силы было практически невозможно, но оценки ее величины на основе формулы Стокса говорят, что она была на уровне
1,5 × 10–5 N. Представленный эксперимент показал только саму физику явления – использование физического пространства (темной материи, формируе­
мой объек­тами 4б) в виде опорной среды.
Для увеличения эффекта действия новой силы был создан сферический
корабль (выбрана сфера для ухода от эффекта инерцоидов) диаметром 0,9 м
[19]. Схема корабля показана на рис. 3. Корабль имел суммарную массу около 120 кг. Диаметр бассейна был равен 3,6 м. Глубина составляла 0,7–0,9 м.
Измерения тяги нового движителя производились с помощью поднятия груза, показанного на рис. 3. Чувствительность системы измерения составляла
около 0,3 × 10–3 кг. С данной моделью нового движителя был произведен большой комплекс исследований, включая непрерывный годичный эксперимент
с 26.01.2013 по 28.02.2014 год. Было показано, что тяга движителя сильно
растет с уменьшением периода вращения груза, что соответствует формуле (3). Тяга имеет импульсный характер, поэтому везде в графиках указана
ее средняя величина за период обращения грузов. Грузы изготавливались из
стали, имели форму цилиндра и разные массы. В годичном эксперименте использовался груз массой 526 × 10–3 кг, который был закреплен на радиусе от
его центра равном 8,1 × 10–2 м.
130

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

Рис. 3. Фото и схема сферического корабля с новым движителем на борту:
1 – сферический корпус; 2 – палуба, на которой монтировался шаговый двигатель;
3 – шаговый двигатель; 4 – груз; 5 – аккумулятор и преобразователь для питания
шагового двигателя; 6 – балласт; 7 – вода; 8 – уровень воды в бассейне 0,7–0,9 м

Проведенный комплекс исследований показал быстрый рост силы в зависимости от уменьшения периода вращения грузов, а также линейный рост
силы с ростом массы грузов, что отражено в формулах (1–3). При применении сервомотора для вращения груза была достигнута максимальная величина силы F ≈ 0,5 N при периоде вращения равном 0,12 с и массе груза равном 0,526 × 10–3 кг. Действие новой силы носило анизотропный характер
в зависимости от сезона и времени суток. Экспериментально полученная
сезонная анизотропия действия новой силы в виде тяги практически соответствовала направлению вектора AG (α = 316° ± 5°, δ = 36° ± 10°). Последнее зависит от направления векторного потенциала магнитных полей Солнца и Земли относительно вектора AG в момент проведения экспериментов.
На рис. 4 показана зависимость величины силы тяги от времени суток в эксперименте 15.10.2013 г.

Рис. 4. Диаграмма зависимости величины силы тяги сферического корабля
с новым движителем от времени суток (цифры, проставленные по окружности).
Эксперимент 15.10.2013 г.
131

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

В соответствии с ТБ, если вращающиеся грузы будут иметь массу, исчисляемую многими килограммами и будут находиться на борту массивного
КА, то указанная анизотропия может практически исчезнуть совсем, так как
ИО груза будет в большей своей части поддерживаться всеми элементарными частицами данного КА. Для понимания данного явления можно провести
аналогию с полетом пера, брошенного с башни, и тяжелого камня при наличии ветра (аналог существования вектора AG). Перо будет унесено вет­ром на
какое-то расстояние, а на движение камня наличие ветра почти не скажется. Результаты описанных экспериментов были доложены на многих международных конференциях по физике: NUCLEUS-2014, -2015, -2016 и т. д.,
Russia; 2nd Global Summiton Physics-2019, Paris и др.
С февраля по октябрь 2021 года эксперименты по использованию новой некалибровочной силы природы в виде тяги проводились в России с использованием более совершенной аппаратуры: современных шаговых двигателей и сервомоторов, нового программного обеспечения и т. д. На рис. 5
показан общий вид модели сферического корабля такого же размера, с такой же обработкой давлением, как указано выше. Сфера помещалась в ванну с характерным размером около 2 м. Глубина составляла от 0,5 до 0,55 м.
Был проведен анализ систематических ошибок, описанных выше. В отличие
от прежних экспериментов, в которых использовался электродвигатель и механический тормоз для замедления груза в нижнем положении, в данной модели мы использовали поочередно два шаговых привода: А4247, состоящего
из малогабаритного шагового двигателя FLA2STH47-1684A с программным
блоком управления SMSD-1.5, и более мощный привод A5776 с гибридным
шаговым двигателем FL57STH76-2804A и с программным блоком управления SMSD-4.2.

Рис. 5. Фото сферической модели корабля, использующего шаговые двигатели
для реализации новой силы в виде тяги

132

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

Применялись два вида державок груза, имеющие длину 65 × 10–3 м (привод А4247) и длину 85 × 10–3 м (привод A5776). Масса вращающегося груза была равна 22 × 10–3 кг для привода А4247 и около 45 × 10–3 кг для привода A5776. Время остановки грузов в нижнем положении всегда было равно
0,1 с. Период вращения груза изменялся для обоих приводов от 0,3 до 0,5 с,
используя программное обеспечение работы приводов. Методика эксперимента была подобна описанной выше. Сначала изучали движение сферы от
центра ванны без включенного двигателя. Данное движение было или исключительно мало, или сфера стояла на месте в течение 5 мин. При этом
не всегда, но наблюдалось вращение сферы вокруг своей оси. Последнее,
вероят­но, связано с наличием магнитного поля у шаговых двигателей и установкой его некоторого результирующего магнитного момента по геомагнитному полю. При проведении основного эксперимента сначала включались
двигатели с параметрами вращения, указанными выше, а потом сфера устанавливалась в центр ванны. В результате опытов наблюдался такой же вид
движения как движение большой сферы (см. рис. 3), т. е. движение толчками (тяга дейст­вует импульсно при подходе к нижнему положению груза).
Скорость движения была на уровне 1,5 × 10–2 м/с (это примерно в три раза
выше, чем в ранее проведенных экспериментах (см. рис. 2)).С такой скоростью сфера проходила около 0,2 м. При выходе из центра ванны характер движения мог изменяться, но не всегда. Последнее, вероятно, связано
с влиянием стенок ванны, которые имели очень незначительные парамагнитные свойства.
Заметим, что иногда импульсное движение сферы отсутствовало, и она
вела себя как объект с выключенным шаговым двигателем. Последнее можно объяснить временной зависимостью эффекта от сезона его проведения
и времени суток. Несмотря на сказанное, было четко установлено импульс­
ное движение сферы с указанной выше скоростью.
Таким образом, этот эксперимент подтвердил полученные ранее результаты в реализации нового принципа движения с использованием физического пространства в виде опорной среды.
На основе анализа выше приведенных экспериментов нами была разработана и создана наземная модель космического движителя малой тяги, общий вид которой показан на рис. 6, 7.
Вращающееся тело в данной модели изготавливалось из сплава Д16
и представляло собой цилиндр высотой 0,1 м и диаметром 0,1 м. Все остальные элементы вращающегося тела: ось, державка, прижимные пружины
и т. д. – изготавливались из стали. На цилиндр из сплава Д16 надевался
стальной кожух, на который опиралось тело при обкатке им изнутри кольцевой дороги, смонтированной на корпусе движителя. На корпусе движителя соосно с кольцевой дорогой располагался сервомотор (EMG, мощность
5000 Вт), с помощью которого по выбранной программе осуществлялось
вращение тела, в процессе которого оно обкатывало кольцевую дорогу
133

Пилотируемые полеты в космос

Рис. 6. Модель космического движителя,
расположенная на плоту (вид сзади)

№ 2(47)/2023

Рис. 7. Модель космического движителя,
расположенная на плоту (вид спереди)

диа­метром 0,3 м. Габариты плота, на котором размещалась модель, составляли 1 м2. Масса вращающегося тела была равна 3,59 кг. Общая масса модели
составила около 60 кг. Плот с моделью размещался в бассейне диаметром
2 м. Глубина бассейна была равна около 0,5 м.
Эксперименты с моделью движителя проводили в г. Мытищи Мос­
ковской области на территории механического завода «Спецмашмонтаж»
с июля по ноябрь 2021 г. Основные систематические ошибки в данном эксперименте были связаны с наклоном плоскости плота по отношению к горизонтальной плоскости и с системой подвеса силового и управляющего работой кабелей сервомотора.
Отклонения от горизонтальной плоскости по углам плота составляли
не более 0,5 × 10–2 м.
Используя методику, описанную выше (поднятие груза, закрепленного на тонкой нити), исследовалась величина систематической ошибки, связанная с наклоном плота при его движении за счет сползания с наклонной
плос­кости в воде при работе сервомотора и отсутствии остановки вращающегося тела. Исследовались различные режимы вращения тела. Как показали опыты, минимальная систематическая ошибка была при режиме работы: период вращения равен 0,3 с, время остановки 0,1 с. Величина ошибки
в этом случае была равна не более 7,5 × 10–2 N.
Методика замера силы тяги движителя строилась таким образом, чтобы ее вектор был направлен навстречу силе, перемещающей плот за счет
описан­ной ошибки. Таким образом, если мы наблюдаем перемещение плота
в сторону действия силы тяги движителя, то величина тяги будет равна величине ошибки плюс величина силы, замеренная с помощью грузиков и нити.
Второй существенной ошибкой эксперимента было влияние силового
и управляющего работой кабелей сервомотора на перемещение плота. Для
ее минимизации кабели подвешивались на специально изготовленных пружинах, которые позволяли перемещаться плоту на расстояние около 0,2 м
134

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

при линейной зависимости величины перемещения от величины веса тестирующих грузов.
Измерения тяги движителя проводились из места полного равновесия
всех сил, действующих на модель, т. е. из состояния покоя плота относительно воды в бассейне.
Эксперименты зафиксировали тягу на уровне 15–20 × 10–2 N при удельном энергопотреблении 5–6 Вт/г. По данным показателям исследуемая модель в 30–40 раз превосходит самые лучшие плазменные двигатели, используемые в настоящее время [15]. Заметим также, что обсуждаемому
движителю не требуется «рабочее тело», необходимое для работы плазменных движителей (аргон, криптон и т. д.). В статье [20] представлены материа­
лы в виде технического предложения по созданию КА дискового типа (диа­
метр 10 м), стартующего с Земли с выходом на орбиту с высотой 300 км за
45 мин, который работает на обсуждаемом новом физическом принципе.
Данный КА может решить базовые задачи в освоении космического пространства: полет и посадка на Луну, полет к Марсу и т. д.
Таким образом, новый принцип движения КА позволяет решать практически все мыслимые задачи освоения космического пространства.
Обратимся теперь к анализу работы устройств, предложенных Норманом Дином [4] и Роджером Шойером [5] на основе исследования тяги описан­
ного выше движителя. Как сказано выше, в «машине Дина» тяга появ­лялась,
когда грузики останавливались на короткое время в некоторой срединной плоскости всего механизма. То есть для получения тяги совершенно необходимо
образование ИО грузика (остановка грузика), с которым он и взаимодейст­вует,
создавая импульсную тягу. При этом происходит обмен импульсом между физическим пространством (темной материей) и грузиком. Третий закон Ньютона
соблюдается, но только в масштабах формирования темной материи. В устройстве Роджера Шойера тяга возникает за счет того, что векторный потенциал
магнитного поля магнетрона, используемого в данном устройстве, всегда имеет компоненту, направленную навстречу вектору AG, и следовательно, вещество
будет всегда выбрасываться из облас­ти ослабленного суммарного потенциала,
создавая тягу в этом устройстве. Но надо заметить, что эта тяга будет меняться по времени из-за изменения углов между вектором AG и векторным потенциалом магнитной системы магнетрона в связи с вращением Земли и Солнца.

4. Заключение
Изложенный в статье материал об экспериментальных исследованиях нового принципа движения объектов (космонавтов, КА и др.) с использованием новой некалибровочной силы природы в виде тяги позволяет сделать
вывод о целесообразности перевода данных исследований в космическое
пространство. Преимущества нового движителя с новой тягой в сравнении
с существую­щими движителями неоспоримы: отсутствует рабочее тело,
135

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

необходимое для работы плазменных двигателей; отсутствует топливо, необ­
ходимое для работы жидкостных или твердотопливных реактивных двигателей; энергопотребление на грамм тяги в 30–40 раз меньше, чем у лучших
плазменных движителей; стоимость в тысячи раз меньше, чем у стандартных
буксиров с такой же величиной тяги.
ЛИТЕРАТУРА / REFERENCES
[1] Бауров, Ю.А. Структура физического пространства и новый способ получения энергии (теория, эксперимент, прикл. вопр.) / Ю.А. Бауров; Рос. инж. акад.
Секция «Авиакосм». – Москва: Кречет, 1998. – 240 с.
Baurov, Yu.A. The Structure of Physical Space and a New Way of Obtaining Energy
(Theory, Experiment, Applied Issues) / Yu.A. Baurov; Russian Eng. acad. Section
“Aerospace”. – Moscow: Krechet, 1998. – 240 p.
[2] Baurov, Yu.A. Global Anisotropy of Physical Space. Experimental and Theoretical
Basis / Yu.A. Baurov. – NY.: Nova Science Publishers, 2004. – 166 p.
[3] Baurov, Yu.A. La Trama Svelata: La Teoria Byuon dall’origine dell’Universo
alla tecnologia del futuro, passando per I’Uomo / Yu.A. Baurov. – Italy: Edizioni
Polistampa, 2009. – 153 с.
[4] Norman, L. Dean. Variable Oscillator System. USA Patent No 3, 182, 517, May 11,
1965.
[5] Shawyer, Roger. Second Generation EmDrive Propulsion Applied to SSTO Launcher
and Interstear Probe / R. Shawyer // Acta Astronautica. – 2015. – Vol. 116. – P. 166.
DOI:10.1016/j.actaastro. 2015.07.002
[6] Боголюбов, Н.Н. Введение в теорию квантованных полей / Н.Н. Боголюбов,
Д.В. Ширков. – 3-е изд., перераб. – Москва: Наука, 1976. – 480 с.
Bogolyubov, N.N. Introduction to the Theory of Quantized Fields / N.N. Bogolyubov,
D.V. Shirkov. – 3rd ed., reprint. – Moscow: Nauka, 1976. – 480 p.
[7] Бауров, Ю.А. Об одной модели слабого, сильного и электромагнитного взаимодействия» / Ю.А. Бауров, Ю.Н. Бабаев, В.К. Аблеков // Доклады Академии
наук (ДАН) СССР. – 1981. – № 259(5). – С. 1080.
Baurov, Yu.A. About One Model of Weak, Strong and Electromagnetic Interaction /
Yu.A. Baurov, Yu.N. Babaev, V.K. Ablekov // Reports of the Academy of Sciences
of the USSR. – 1981. – No 259(5). – P. 1080.
[8] Baurov, Yu.A. On the Nature of Dark Matter and Dark Energy / Yu.A. Baurov,
I.F. Malov // J. Mod. Phys. – 2010. – No 1. – P. 17.
[9] Бауров, Ю.А. Экспериментальное наблюдение магнитной анизотропии пространства / Ю.А. Бауров, Е.Ю Клименко, С.И. Новиков // Доклады Академии
наук СССР. – 1990. – Т. 315. – № 5. – С. 1116.
Baurov, Yu.A. Experimental Observation of Magnetic Anisotropy of Space /
Yu.A. Baurov, E.Yu. Klimenko, S.I. Novikov // Reports of the Academy of Sciences
of the USSR. – 1990. – Vol. 315. – No 5. – P. 1116.
[10] Baurov, Yu.A. Space Magnetic Anisotropy and a New Interaction in Nature /
Yu.A. Baurov // Phys. Lett. A. – 1993. – Vol. 181 – P. 283.
[11] Experimental Investigation of the Distribution of Pulsed-Plasma-Generator Radiation
at its Varios Spatial Orientation and Global Anisotropy of Space / Yu.A. Baurov,
I.B. Timofeev, V.A. Chernikov [et al.] // Phys. Lett. A. – 2003. – Vol. 311. – Р. 512.
136

Пилотируемые полеты в космос

№ 2(47)/2023

[12] Бауров, Ю.А. Экспериментальные исследования изменений скорости β-распада радиоактивных элементов / Ю.А. Бауров, Ю.Г. Соболев, Ю.В. Рябов,
В.Ф. Кушнирук // Ядерная физика. – 2007. – Т. 70. – № 11. – С. 1875.
Baurov, Yu.A. Experimental Research of Changes in the Rate of β-decay of Radioactive
Elements / Yu.A. Baurov, Yu.G. Sobolev, Yu.V. Ryabov, V.F. Kushniruk // Nuclear
Physics. – 2007. – Vol. 70. – No 11. – P. 1875.
[13] Baurov, Yu.A. The Anisotropy of Cosmic Rays and the Global Anisotropy of
Physical Space / Yu.A. Baurov // Journal of Modern Physics. – 2012. – No 3. –
Р. 1744–1748.
[14] Малов, И.Ф. О распределении пространственных скоростей радиопульсаров /
И.Ф. Малов, Ю.А. Бауров // Астрономический журнал РАН. – 2007. – Т. 84. –
С. 920.
Malov, I.F. On the Distribution of Spatial Velocities of Radio Pulsars / I.F. Malov,
Yu.A. Baurov // Astronomical Journal. – 2007. – Vol. 84. – P. 920.
[15] Бауров, Ю.А. Фундаментальные эксперименты по обнаружению анизотропии физического пространства и их возможная интерпретация / Ю.А. Бауров,
Ю.Г. Соболев, Ф. Менегуццо // Известия РАН. Серия физическая. – 2015. –
Т. 79. – № 7. – С. 1047.
Baurov, Yu.A. Fundamental Experiments on the Detection of Anisotropy of
Physical Space and Their Possible Interpretation / Yu.A. Baurov, Yu.G. Sobolev,
F. Meneguzzo // Izv. RAS. The physical series. – 2015. – Vol. 79. – No 7. – P. 1047.
[16] Бауров, Ю.А. Бюон – шаг в будущее / Ю.А. Бауров. – Москва: Магистр-Пресс,
2007. – 160 с.
Baurov, Yu.A. Byuon – a Step Into the Future, / Yu.A. Baurov. – Moscow: MagistPress, 2007. –160 p.
[17] Бауров, Ю.А. Новое транспортное средство: скутер для перемещения космонавтов в космическом пространстве / Ю.А. Бауров, Ф. Менегуццо // Пилотируе­
мые полеты в космос. – 2014. – № 3(12). – С. 53–59.
Baurov, Yu.A. New Vehicle: Scooter for Cosmonaut Translation in Outer Space /
Yu.A. Baurov, F. Meneguzzo // Manned Space Flights. – 2014. – No 3(12). – P. 53–59.
[18] Патент № 2630275 Российская Федерация, МПК B 64 G 1/40, F 03 G 7/00,
H 02 N 99/00. Способ создания тяги и энерго-двигательное устройство для перемещения объектов в пространстве: № 2016105735: заявка 19.02.2016: опубл.
06.09.2017 / Ю.А. Бауров, А.Ю. Бауров, А.Ю. Бауров. – 22 с.: ил. – Текст: непосредственный.
Patent No 2630275 Russian Federation, IPC B 64 G 1/40, F 03 G 7/00, H 02 N
99/00. A Method of Creating Traction and an Energy-propulsion Device for Moving
Objects in Space: No 2016105735: Application 19.02.2016: publ. 06.09.2017 /
Yu.A. Baurov, A.Yu. Baurov, A.Yu. Baurov. – 22 p.: ill. – Text: direct.
[19] Baurov, Yu.A. Universal Propulsion Harnessing the Global Anisotropy of the
Physical Space / Yu.A. Baurov, L. Albanese, F. Meneguzzo, V.A. Menshikov //
American Journal of Modern Physics. – 2013. – No 2(6). – P. 383–391. DOI:
10.11648/­aj.mp.2013020626
[20] Baurov, Yu.A. The Spacecraft Using Byuon Energy / Yu.A. Baurov // Indian Journal
of Physics and Application. – 2018. – Vol. 3. – No 1. – P. 9–18.