Наука — покорителям неба: от стимуляции вестибулярного аппарата до имитации полетов. Интервью с ученым из МГУ Павлом Сухочевым

Работа пилотов и космонавтов — увлекательная, но непростая стезя. За штурвалом самолета и за пределами Земли организм человека оказывается в непривычных условиях, что может повлиять на качество выполнения миссии. В частности, сбивается с толку чуткий орган ориентации в пространстве — вестибулярный аппарат. Ученые помогают покорителям неба преодолевать эти трудности. Нужно не только стабилизировать работу вестибулярного аппарата в сложных условиях, но и тщательно продумывать технологии наземных тренажеров, максимально приближая их возможности к реальным условиям. Этими вопросами занимается лаборатория математического обеспечения имитационных динамических систем (МОИДС) механико-математического факультета МГУ. Почему у пилотов и космонавтов нарушается установка взора и как в борьбе с этим помогает гальваническая стимуляция — воздействие на вестибулярный аппарат слабыми электрическими импульсами? Что такое вестибулярные протезы? Могут ли современные авиасимуляторы полностью заменить тренировки на настоящих самолетах? Рассказывает научный сотрудник лаборатории МОИДС МГУ Павел Юрьевич Сухочев.

— Одна из технологий, разработанных в Московском университете, — система гальванической коррекции нейронного управления установкой взора, предназначенная для повышения безопасности и эффективности работы космонавтов. Почему в невесомости у человека затормаживается установка взора и как новая технология позволяет решить эту проблему?

— У человека, как и у других млекопитающих, в ориентировании в пространстве участвует вестибулярный аппарат — орган, отвечающий за восприятие положения тела и поддержание вертикальной позы при движении. Это часть внутреннего уха человека. В вестибулярный аппарат входят две функциональные группы чувствительных элементов — полукружных каналов, симметрично расположенных слева и справа относительно сагиттальной плоскости головы (по три с каждой стороны). Они ориентированы ортогонально друг к другу (под прямым углом относительно друг друга. — Примеч. корр.) и восприимчивы к изменению угловой скорости, то есть к вращательному движению. Другая часть вестибулярного аппарата — отолитовый орган, чувствительный к изменениям угла ориентации гравито-инерциального вектора (то есть к линейным ускорениям).

Вместе с другими рецепторами (среди которых особую роль играет зрительный канал восприятия) вестибулярный аппарат входит в согласованную систему, снабжающую человека информацией о его пространственном положении. Она прекрасно работает в привычных условиях, когда ее обладатель находится на земной поверхности — например, идет по дороге.

Однако когда началась эпоха длительных морских путешествий, было обнаружено, что при перемещении по воде, раскачивании корабля на волнах вестибулярный аппарат дает неприятный эффект. Когда человек находится в каюте, он получает зрительную информацию о практически неподвижном относительно него пространстве, но его вестибулярный аппарат ощущает движение — наклоны и вертикальные ускорения. И так как бóльшую часть информации человек получает именно через визуальный канал восприятия, происходит сенсорное рассогласование. Ощущения человека при этом напоминают симптомы отравления. Одна из версий выглядит так: в ходе эволюции животные, у которых после употребления опасных продуктов (допустим, ядовитых ягод), вызывающих сбой в работе нервной системы, не активировался механизм избавления от пищи, просто не выжили. Поэтому в результате естественного отбора продолжение рода получили существа, при вестибулосенсорном рассогласовании испытывающие тошноту.

Так как описанное явление было впервые обнаружено во время длительных морских путешествий, оно получило название «морская болезнь». Сегодня в обобщенном виде оно называется «болезнью движения», поскольку такой эффект возникает не только во время перемещения по воде, но и в другом транспорте, включая самолеты.

Помимо поддержания вертикальной позы и понимания собственного пространственного положения, вестибулярный аппарат помогает в очень важной функции — стабилизации взора. Без нее мы бы не видели четкое изображение окружающего пространства (а также, например, не могли бы читать информационные таблички на домах и указателях) при ходьбе, беге, вождении транспорта.

В результате эволюции у млекопитающих сформировалась трехнейронная цепочка, связывающая напрямую в обход мозга полукружные каналы вестибулярного аппарата с глазодвигательными мышцами. Эту взаимосвязь установил в 1892 г. немецкий ученый Эрнст Юлиус Рихард Эвальд. Он проводил эксперименты на голубях и обнаружил, что при повороте головы птицы ее глазные яблоки смещаются на такой же угол, но в противоположном направлении. Он также обнаружил, что увеличение или снижение давления на вход полукружных каналов тоже вызывает отклонение взора. В дальнейшем другой исследователь, Янош Сентаготаи, подтвердил во время экспериментов на кошках, что сокращения глазодвигательных мышц зависят от вращения, воспринимаемого отдельными полукружными каналами. Поэтому сегодня в нашей практике мы отслеживаем реакции вестибулярного аппарата с помощью средств окулографии (отслеживания движений глаз. — Примеч. корр.).

Если говорить о пилотировании летательного аппарата, то при маневрировании самолета человек испытывает перегрузки и повороты в трех плоскостях, что в сумме приводит к сложному воздействию на вестибулярный аппарат, особенно в сочетании с поворотами головы. В результате при движении самолета в установившемся режиме вестибулярный аппарат помогает фиксировать взгляд на пространстве кабины. Но при маневрировании происходит смещение взора человека относительно приборной панели, что ухудшает восприятие окружающей обстановки и провоцирует болезнь движения.

В космосе также происходит вестибулосенсорное информационное рассогласование. Причина заключается в том, что на отолитовый орган сила земного тяготения действует не так, как при нахождении на поверхности Земли. В дальнем космосе (при полете вдали от массивных объектов) она крайне мала, а в орбитальном полете состояние невесомости обусловлено движением космического аппарата, напоминающим свободное падение по баллистической траектории. В результате находящиеся в отолитовой мембране волосковые клетки, на Земле постоянно отклоняемые гравитацией и отправляющие непрерывный сигнал (пачки импульсов) в мозг, в космосе находятся в нестабильном положении, отклоняясь в сторону, противоположную любому микродвижению головы человека. В итоге привычные сигналы от зрительного рецептора и полукружных каналов сочетаются с непривычными импульсами от отолитового органа. 

В докторской диссертации Людмилы Николаевны Корниловой были приведены результаты экспериментов Института медико-биологических проблем РАН (ГНЦ РФ ИМБП РАН), проводившихся на Земле и на орбите («Монимир», «Оптоверт», «Виртуал», Gaze («Взор»)) и указавших на наличие у космонавтов задержки реакции установки взора в невесомости. Во время экспериментов испытуемые должны были фокусировать взор на поочередно зажигавшихся светодиодах на специальных тканевых экранах, и с помощью электроокулографа (в дальнейшем — видеоокулографа) отслеживалось, каким образом и за какое время взгляд переводится из одной точки в другую. В результате было замечено, что время установки взора в космическом полете увеличивается в три раза и более.

Современная технология гальванической стимуляции вестибулярного аппарата как раз может помочь улучшить реакцию установки взора, имитируя земную силу тяжести для информационного выхода вестибулярного аппарата или нейтрализуя (транквилизируя) его рассогласованный сигнал. 

— На какой стадии испытаний в настоящее время находится система гальванической коррекции нейронного управления установкой взора?

— В 2018 г. наша лаборатория вместе с Заслуженным автономным университетом Пуэблы (BUAP, Мексика) проводила эксперимент, во время которого проверялось воздействие гальванического стимулятора на вестибулярный аппарат при имитации полета на самолете. Исследование возглавляли мой научный руководитель профессор Владимир Васильевич Александров и доктор Энрике Сото Эгибар.

Для симуляции мы использовали динамическую платформу, которая наклонялась на 18,4°, воспроизводя на основе ранее записанных полетных данных переход летательного аппарата от горизонтального полета к координированному виражу и последующее выравнивание. В этот момент мы записывали отклонение глазного яблока испытуемых и обнаружили, что в среднем за несколько поворотов без гальванической стимуляции взор людей ошибочно отклонялся примерно на 10°. В то же время, если в начале виража на вестибулярный аппарат подавался восьмисекундный гальванический импульс с амплитудой 2 мА, отклонение глазного яблока у испытуемых составляло в среднем около 1°, максимум — 3°. Это говорит о возможности гальванической коррекции реакции установки взора.

В этом эксперименте мы применяли как стимулятор, созданный в университете Пуэблы, так и отечественные устройства — «ОПОРА», созданный Научно-исследовательским отделом биотехнических проблем Государственного университета аэрокосмического приборостроения (Санкт-Петербург), и NVX-36T, разработанный компанией «Медицинские компьютерные системы» (Зеленоград). По результатам работы были защищены кандидатские диссертации Хорхе Луиса Гордильо Домингеса и Катерины Владимировны Тихоновой.

В 2022 г. старший научный сотрудник лаборатории МОИДС Магомед Хабибович Магомедов создал автоматический гальванический вестибулярный стимулятор (АГВС). В отличие от изделий, которые мы использовали ранее, он обладает инерциальными датчиками и алгоритмом динамической имитации, благодаря чему устройство полностью в автоматическом режиме распознает активные повороты головы человека и в начале движения подает гальванический стимул на вестибулярный аппарат. Новый стимулятор легок, компактен, обладает усовершенствованной системой защиты от замыканий, пробоев, утечек тока, а также ограничением максимального напряжения для обеспечения безопасности и комфорта испытателя.

12 декабря 2024 г. мы протестировали это изделие на самолете-лаборатории Ил-76МДК в полете с десятью режимами кратковременной невесомости. Вместе со мной в эксперименте участвовали сотрудники МГУ Яна Юрьевна Миняйло и Илья Анатольевич Кудряшов. На нас были надеты сами гальванические стимуляторы, отдельные датчики для детектирования поворота головы (для проверки эффективности работы новых алгоритмов), а также комплекс научной аппаратуры, включавший магнитный окулограф, два видеоокулографа и регистраторы кожно-гальванической реакции. Стимуляторы испытывались в трех режимах невесомости, трех режимах двукратной перегрузки, а также в режиме плацебо, когда участники не знали, происходит ли гальваническая стимуляция. Оборудование успешно отработало во всех описанных ситуациях. По итогам испытаний мы заполнили анкеты.

В результате обработки собранных данных выяснилось, что гальваническая стимуляция как минимум не ухудшает состояние человека. Самым тяжелым испытанием во время этого полета было чередование перегрузки в две единицы с кратковременной невесомостью. Сама невесомость воспринималась очень легко. А вот во время перегрузок, особенно если самолет в этот момент совершал угловые движения, развороты, корректировал траекторию, мы ощущали сильную дурноту. Некоторых участников полета в этих условиях даже стошнило.

В то же время я заметил, что при подаче гальванического стимула пропадало ощущение сухости во рту и мне в целом становилось комфортнее. Причем до этого, во время фоновых испытаний, мы оценивали персональный порог чувствительности к импульсам стимулятора, и у меня он составил около 0,8 мА, но в полете такая величина совершенно не ощущалась. Чтобы проверить, работает ли устройство вообще, я поднял силу тока до 1,1 мА и только тогда ощутил положительный эффект. И далее уже с такой интенсивностью воздействия все режимы удалось отработать хорошо.

Таким образом, гальваническая вестибулярная стимуляция не только безопасна для использования в полете и способна помочь в установке взора, но и может стать хорошим немедикаментозным средством для борьбы с укачиванием при болезни движения.

— Среди разработок исследователей МГУ также есть такие инновации, как вестибулярные протезы. В каких случаях их используют и какие технологии в этой области удалось разработать вашей команде?

— Нарушения вестибулярной функции, вызываемые различными заболеваниями (например, болезнью Меньера), травмами и патологическими состояниями, приводят не только к проблемам с поддержанием равновесия и частым падениям, но и к ухудшению общего состояния, головокружению, затуманенности зрения. Чтобы избавить людей от этих симптомов, во всем мире разрабатываются вестибулярные протезы. Несмотря на успехи в разработке прототипов таких устройств, до их массового внедрения будет необходимо решить еще довольно много проблем.

С середины 2000-х гг. под руководством ректора МГУ академика Виктора Антоновича Садовничего и профессора Владимира Васильевича Александрова ведутся работы по созданию алгоритмов и технологий для вестибулярных протезов. В 2011 г. на механико-математическом факультете МГУ Галина Юрьевна Сидоренко защитила кандидатскую диссертацию по математическому обеспечению мобильного имитатора вертикальной позы для тестирования прототипов вестибулярного протеза.

В будущем вышеописанные устройства смогут помочь людям как с врожденными и травматическими повреждениями вестибулярного аппарата, так и с заболеваниями, подобными болезни Меньера.

— Есть ли какие-либо технологии воздействия на вестибулярный аппарат, над которыми вы и ваши коллеги работаете в настоящее время?

— Сейчас мы совершенствуем технологии динамической имитации полетов в атмосфере и в космосе. В 1989 г. коллектив механико-математического факультета МГУ вместе со специалистами Центра подготовки космонавтов им. Ю.А. Гагарина (ЦПК) провел очень большую работу по созданию алгоритмов динамической имитации для сквозного моделирования космического полета на центрифуге ЦФ-18, включая режимы взлета, полета в невесомости и спуска на Землю. Это исследование было отмечено государственной премией.

Любые тренажеры, находящиеся на поверхности Земли, включая ЦФ-18 и другие центрифуги, могут длительно воспроизводить только гравито-инерциальный вектор с модулем больше единицы (то есть не меньше земной силы тяжести). Чтобы преодолеть это ограничение, коллектив кафедры прикладной механики и управления МГУ разработал алгоритмы динамической имитации, позволяющие стимулировать полукружные каналы и отолитовый орган вестибулярного аппарата таким образом, что через некоторое время у участников наземных испытаний возникают те же симптомы, что и у космонавтов на орбите. Таким образом, наш подход позволяет частично имитировать физиологические ощущения, сопровождающие сенсорный конфликт, возникающий в невесомости. Уникальность ЦФ-18 заключается в том, что, помимо большого радиуса (18 м), у нее есть управляемый карданов подвес, то есть кабина этой центрифуги может при помощи электрических сервоприводов поворачиваться в трех плоскостях. Это позволило нам реализовать требуемую ориентацию вектора перегрузки.

Помимо этого, в рамках научного центра мирового уровня «Сверхзвук» наш коллектив в составе лаборатории «Искусственный интеллект и безопасность полетов» создает алгоритмы визуальной и динамической имитации для кабины перспективного сверхзвукового пассажирского самолета. В рамках этих исследований мы также разрабатываем технологии симуляции для будущих передовых авиатренажеров.

В настоящее время в авиации, включая тренировочные центры и летные училища, в основном используются тренажеры опорного типа. Установка этого вида представляет собой платформу с кабиной, установленную на шести подвижных опорах, изменяющих свою длину. Такая конструкция имеет систему подвижности с шестью степенями свободы и может совершать повороты и наклоны относительно трех взаимно ортогональных осей и поступательные движения (в пределах габаритов стенда) в трех направлениях.

В то же время реальный самолет способен подниматься на многокилометровые высоты и преодолевать большие расстояния. Такие диапазоны перемещений невозможно воспроизвести в ограниченном пространстве помещения. Именно поэтому мы говорим о динамической имитации: часть движений летательного аппарата, которые нельзя повторить на тренажере, мы заменяем на другие.

Например, когда самолет ускоряется при разгоне по взлетно-посадочной полосе или прямолинейном движении в воздухе, возникает ощущение вдавливания в кресло. Как это имитирует тренажерный стенд? Сначала он совершает кратковременное движение вперед, моделируя вектор ускорения, а затем наклоняется так, что испытуемого вжимает в кресло сила тяжести. На экранах человек при этом видит, как самолет летит по прямой. И для отолитового органа такая имитация оказывается корректной, поскольку вектор гравито-инерциального ускорения меняется правильным образом. Правда, практически не меняется его модуль, но чувствительность организма к этому параметру еще исследуется. Однако для полукружных каналов такая имитация все еще остается некорректной. В наших исследованиях мы стремимся выяснить, насколько это важно для обучения пилотированию (особенно при отработке вывода самолета из сложного пространственного положения), а также работаем над алгоритмами динамической имитации, учитывающими такие особенности.

Добавлю, что создаваемые нами алгоритмы динамической имитации полета разрабатываются в том числе для перспективных тренажеров консольного типа на базе промышленных многозвенных роботов. Они сочетают в себе преимущества установок опорного типа и систем с вращательным движением (центрифуг). 

Чтобы оценить корректность разработанных нами алгоритмов имитации, мы провели серию полетов на легких пассажирских и спортивных самолетах на аэродромах Вихрево и Ватулино с выполнением элементов простого и сложного пилотажа. Реакция вестибулярного аппарата отслеживалась с помощью видеоокулографа. Вместе с ним мы использовали специальный тест-объект для оценки восприятия вертикали, разработанный совместно со специалистом Государственного научно-исследовательского испытательного института авиационной и космической медицины. Одновременно мы записывали движение самолетов с помощью регистратора ускорений.

Затем мы воспроизводили записи проведенных полетов на нашем имитационном стенде и заново фиксировали данные о движениях глаз испытуемых и восприятии ими вертикали. После этого мы сравнивали эффект, оказываемый на человека симуляцией и реальным пилотажем. Результаты показали, что между настоящим полетом и наземной тренировкой все-таки есть различия: в частности, при выполнении координированного разворота на реальном самолете менялось восприятие испытуемыми вертикали, в то время как на тренажере этот эффект отсутствовал.

В настоящее время мы работаем над дополнением динамической имитации полета гальванической вестибулярной стимуляцией, а также совершенствуем объективную оценку качества симуляции с точки зрения воздействия на вестибулярный аппарат пилота.

— В области применения виртуальной реальности для подготовки космонавтов и пилотов есть три разных направления: применение стендов, 3D-визуальная имитация и воздействие на вестибулярный аппарат. Каковы преимущества и недостатки этих подходов?

— Визуальная имитация наиболее эффективна и практична. Как я уже говорил, максимальную долю информации наш мозг получает через зрительный канал восприятия. А современные средства визуализации — жидкокристаллические и органические экраны — отличаются легкостью, компактностью, высокой четкостью, при этом их стоимость в настоящее время постепенно снижается. Они могут изготавливаться в разных конфигурациях, что позволяет встраивать их в различные авиатренажеры, начиная от процедурных (частично воспроизводящих обстановку в кабине) и заканчивая полнофункциональными высокотехнологичными симуляторами, в которых на экранах также визуализируется закабинное пространство. В области визуальной имитации можно также создавать коллимационные системы (системы с экраном обратной проекции на сферическое зеркало. — Примеч. корр.), экраны со стереоизображением, а также шлемы виртуальной реальности.

Комбинация средств визуализации с устройствами для отслеживания движения открывает возможность создания систем дополненной (смешанной) реальности, позволяющих совмещать визуальный и тактильный каналы восприятия. Подобные разработки как раз реализуются в нашей лаборатории. Этот подход помогает, например, при поворотах головы более точно формировать на панорамном экране или в шлеме виртуальное изображение для каждого глаза наблюдателя. Помимо этого, с помощью специальных датчиков, закрепленных на теле, можно фиксировать движения испытуемого и накладывать их на виртуальные объекты, что дает человеку возможность взаимодействовать с реальными объектами в цифровой симуляции. 

Что касается динамической имитации, в силу того, что воспроизведение условий полета на Земле в полной мере невозможно, даже самые современные авиационные тренажеры не всегда могут воссоздать эффект, оказываемый на человека при управлении реальным летательным аппаратом. Поэтому многие мои знакомые пилоты, помимо обязательной подготовки, в частном порядке тренируются на спортивных самолетах, которые можно несколько раз за один полет ввести в условия сложного пространственного положения, например в штопорный режим, и затем вывести из него, отработав сенсомоторные навыки.

Вспоминая свой первый полет на спортивном самолете с выполнением фигур простого пилотажа, хочу обратить внимание на отличия настоящего полета от наземных имитаций. Во-первых, некоторых возможностей симуляции мне не хватало — например, выяснилось, что в реальности необходимо интенсивнее двигать ручкой управления для создания нужного угла крена и тангажа. Во-вторых, я оказался не готов к резким перепадам высоты — например, после выполнения «бочки» я первые несколько секунд не мог осознать свое положение в пространстве, мне было сложно совместить свое восприятие пространства с видимой закабинной обстановкой. Пришлось ориентироваться по приборам. Естественно, инструктор помог мне выполнить вывод самолета. Однако с течением времени мне становилось все проще и проще делать эту фигуру, потому что уже было понятно, к чему готовиться: когда какую педаль давить и в какую сторону отклонять ручку.

До реального полета я пробовал выполнять «бочку» как на компьютерных авиасимуляторах, так и на различных авиатренажерах в развлекательных комплексах, включая системы опорного типа и установки с функцией вращения на 360° в каждой плоскости. И я понимаю, в чем во всех этих случаях заключался недостаток моделирования — такие системы имитировали лишь положение кабины, но не воспроизводили векторы перегрузок и другие эффекты полета. Поэтому реальный полет оказал на меня очень мощное психоэмоциональное воздействие. И многие пилоты, в том числе при разборе летных происшествий, говорят о том, что при управлении самолетом сталкивались с эффектами, которых не испытывали во время занятий на тренажерах.

Для решения подобных проблем предлагаются разные подходы. Например, можно попробовать создать очень большой тренажер. Пример — Vertical Motion Simulator (США) с высотой перемещения кабины 18 м. Он был создан для обучения пилотов ручному управлению спуском космического корабля многоразового использования Space Shuttle. В дальнейшем на нем провели исследование с участием пилотов гражданской авиации, во время которых имитировалось попадание самолета в воздушную яму с потерей высоты, и выяснилось, что неподготовленные люди при этом испытывали стресс, у них резко увеличивалась частота сердечных сокращений. В результате такие испытуемые хуже ориентировались в ситуации и совершали ошибки в операторской деятельности. Опытные пилоты справлялись с задачей намного лучше.

Другой вариант — сделать тренажер на базе реального крупногабаритного самолета. Такой подход был реализован в случае с платформой Total In-Flight Simulator в виде небольшой кабины с креслом с шестью степенями свободы, которую установили в носовой части Convair NC-131H. С помощью такого тренажера можно было проводить обучение пилотов с совмещением моделирования и реального движения. Но по результатам испытаний оказалось, что такой подход тоже не позволяет безопасно, без риска для экипажа и самолета воспроизводить все сложные режимы, с которыми человек может столкнуться в реальности.

Таким образом, сегодня идеальным дополнением к подготовке на тренажерах все-таки остаются полеты на спортивных пилотажных самолетах для ознакомления с динамикой разнообразных режимов и формирования правильных навыков вывода из них.

Расширить границы динамической и визуальной симуляции полета может также гальваническая имитация движения. В частности, наши зарубежные коллеги разработали технологию гальванической стимуляции для воссоздания вестибулярного ощущения наклонов во время тренировок в авиасимуляторах. Оказалось, что, если расположить несколько электродов на голове человека в заушной части и на лбу и подавать на вестибулярный аппарат разные комбинации электрических стимулов, испытуемого можно заставить почувствовать, что его положение в пространстве меняется, хотя в реальности никакого движения происходить не будет. Похожие ощущения мы испытываем при нахождении в самолете, выполняющем координированный разворот. В этом случае результирующий вектор ускорения тела направлен от головы к тазу и нам кажется, что мы сидим ровно. Но если в этот момент попробовать повернуть голову, у нас возникнет ощущение движения, которое мы не испытаем, если будем точно так же сидеть на стуле на поверхности Земли.

Подводя итог, можно заключить, что в совокупности три вышеназванные технологии могут сделать современные тренажеры еще более эффективными, качественными и более соответствующим задачам подготовки. 

— Какой из подходов к тренировкам космонавтов с помощью симуляционных технологий, с вашей точки зрения, наиболее эффективен? Или их нет смысла сравнивать, так как они предназначены для совершенно разных целей?

— Эффективность тренировок космонавтов оценить сложнее, поскольку космические полеты совершаются намного реже, чем авиационные. Кроме того, ситуации, возникающие в космосе, существенно отличаются от того, что возможно воспроизвести на Земле. Поэтому результативность тренировок космонавтов может объективно показать только реальный полет.

В настоящее время разрабатываются технологии объективной оценки качества наземной подготовки космонавтов. Но уже сейчас практика показывает высокую эффективность тренировок, проводимых в имитируемых условиях космического полета (на центрифугах ЦФ-7 и ЦФ-18), внекорабельной деятельности (в гидролаборатории, на тренажере «Выход» и др.), а также на тренажерах ручного управления стыковкой, спуском пилотируемого космического корабля и других установках. Например, во время экспедиции МКС 65/66 российский космонавт Антон Николаевич Шкаплеров 5 октября 2021 г. великолепно выполнил стыковку корабля «Союз МС-19» со станцией в ручном режиме, что подтвердило идеальную отработку этого навыка во время наземной подготовки.

Что касается ситуаций, которые могут возникнуть во время будущих космических полетов на Луну, Марс и другие объекты, пока их очень непросто полноценно спрогнозировать из-за недостаточности экспериментальных данных. Адекватность тренажеров телеуправления и поездки на транспортных средствах по поверхностям Луны и Марса, разрабатываемых нами совместно с ЦПК, покажут разрабатываемые объективные методики оценки качества операторской деятельности и сами грядущие космические миссии. 

— Какие новейшие технологии в области симуляции условий космического полета вам хотелось бы выделить?

— Лично мне хотелось бы выделить симуляцию, в свое время наиболее впечатлившую меня как инженера, — частичную динамическую имитацию эффектов невесомости в земных условиях. Только приступив к работе на механико-математическом факультете МГУ, я понял, как с помощью определенного сочетания поворотов кабины центрифуги по разработанному нашими сотрудниками алгоритму можно воссоздать требуемые ощущения для отолитового органа вестибулярного аппарата.

В целом я бы хотел сказать, что наиболее интересным и эффективным представляется совмещение технологий визуальной, вестибулярной и механической имитации условий космического полета. Это обеспечит максимальную достоверность подготовки и предотвратит формирование ложных навыков. Кроме того, необходимо совершенствовать технологии объективной оценки качества таких тренировок. Это важно, поскольку имитациям ситуаций, ожидающих человека в дальних космических полетах, пока невозможно дать субъективную оценку по квалификационной шкале Купера — Харпера, поскольку еще нет пилотов-испытателей, оказывавшихся в аналогичных условиях в реальной жизни. 

Источники изображений на странице: Ольга Мерзлякова / «Научная Россия», javi_indy / фотобанк Freepik, Олег Кононенко / госкорпорация «Роскосмос», freepik / фотобанк Freepik, viarprodesign / фотобанк Freepik, госкорпорация «Роскосмос».