CES 2018

Планы НАСА по замене Международной космической станции коммерческими орбитальными платформами сталкиваются со все более ощутимой нехваткой времени, что создает напряженную ситуацию как для агентства, так и для частных компаний, участвующих в этой программе.

Международная космическая станция, которая является крупнейшим и самым сложным орбитальным объектом, созданным человечеством, должна быть выведена из эксплуатации менее чем за пять лет. В то же время NASA до сих пор не обнародовало полный перечень формальных правил и технических требований к станциям-преемницам, которые сейчас проектируются и разрабатываются несколькими частными компаниями в рамках программы Commercial Low Earth Orbit Destinations (CLD).

Ожидается, что во второй фазе этой программы участие примут несколько претендентов, однако на сегодня основными участниками считаются четыре компании: Voyager Technologies, Axiom Space, Blue Origin и Vast Space. В течение текущего года NASA должно определить одного, а с высокой вероятностью двух победителей, которые получат расширенные контракты на поддержку строительства и подготовки своих орбитальных станций.

На фоне обострения конкуренции издание Ars Technica пообщалось с руководителями компаний-участниц, чтобы оценить реальное положение дел. После недавнего интервью с генеральным директором Voyager Technologies Диланом Тейлором внимание было сосредоточено на компании Vast Space, которая, по имеющейся информации, продвинулась в разработке дальше других. Vast выбрала стратегию создания меньшей промежуточной станции Haven-1, предназначенной для краткосрочных миссий, в качестве этапа на пути к полноценным станциям с непрерывным пребыванием экипажа. Хотя НАСА в долгосрочной перспективе стремится именно к постоянно населенным объектам, в настоящее время нет четкой уверенности, что такое требование станет обязательным уже с 2030 года.

До недавнего времени запуск Haven-1 публично планировался на середину 2026 года. Однако руководство Vast подтвердило, что этот график больше не является реалистичным. Новой целевой датой назван первый квартал 2027 года. Смещение сроков объясняется необходимостью соблюдения максимально высоких стандартов безопасности и технической надежности, что является критически важным для первой в истории компании космической станции. По утверждению Vast, даже с учетом переноса запуска, компания все равно опережает потенциальных конкурентов на один-два года, ведь фактически создает коммерческую станцию «с нуля» менее чем за четыре года.

Что касается готовности аппаратной части, сообщается, что ключевая веха была достигнута в начале января, когда была полностью завершена основная конструкция станции и часть вспомогательных элементов, а приемочные испытания состоялись еще в ноябре. Сейчас начат этап интеграции в условиях чистых помещений, который охватывает монтаж системы терморегуляции, движущих установок, внутренних оболочек и дальнейший переход к авионике. Завершение этих работ ожидается осенью, после чего запланирована масштабная серия испытаний совместно с NASA на объекте Plum Brook в конце года. Запуск станции предполагается в первом квартале следующего года.

Haven-1 не предполагает запуска экипажа на начальном этапе. Станция массой около 15 тонн будет выводиться на орбиту как беспилотный аппарат ракетой Falcon 9. после этого начнется период дистанционного контроля и проверки всех систем в безэкипажном режиме, включая поддержание давления и управление ориентацией. Такие проверки могут длиться от двух недель. Следующим шагом станет подтверждение безопасности стыковки корабля Dragon, для чего компании придется предоставить SpaceX полный объем технических данных и пройти ряд верификационных процедур. При положительном решении экипаж может быть доставлен на станцию уже через несколько недель, хотя формально это может произойти в любое время в пределах трехлетнего расчетного ресурса Haven-1. в то же время компания заинтересована в скорейшем, но безопасном начале пилотируемых миссий.

Вопрос состава первого экипажа сейчас находится на стадии активных переговоров. Рассматривается участие как частных лиц, так и представителей отдельных государств, однако никаких официальных объявлений пока не сделано. С учетом нового графика запуска и стремления оперативно перейти к пилотируемой фазе, подготовка экипажа приобретает особую срочность. По оценкам Vast и SpaceX, год обучения считается комфортным сроком, но при наличии опытных астронавтов подготовку можно сократить до шести месяцев.

Расчетный срок эксплуатации Haven-1 составляет три года. Базовый план предусматривает несколько коротких миссий продолжительностью около двух недель каждая, из которых одна уже полностью законтрактована со SpaceX, а вторая находится на стадии опциона с внесенным депозитом. Также рассматривается возможность проведения еще двух подобных полетов или, при необходимости, одной более длинной миссии продолжительностью до 30 дней. Окончательные решения будут зависеть от интереса клиентов и потенциального участия НАСА.

После Haven-1 компания планирует перейти на следующую платформу, условно обозначенную как Haven-2. Первый модуль этой станции будет иметь как минимум два стыковочных узла, увеличенную мощность и, вероятно, больший внутренний объем в зависимости от выбранного носителя. В то же время ключевая особенность подхода Vast заключается в максимальной унификации: системы жизнеобеспечения, регенерации воздуха, программное обеспечение и основные конструктивные элементы Haven-2 будут эволюционным развитием решений, отработанных на Haven-1. именно это, по мнению компании, создает ее конкурентное преимущество, ставшее возможным благодаря инвестициям объемом около одного миллиарда долларов, привлечению примерно тысячи сотрудников и развитии производственной инфраструктуры для серийного изготовления модулей.

В контексте приближающейся второй фазы конкурса CLD вопрос участия Haven-1 или Haven-2 в тендере остается открытым, поскольку окончательные требования NASA еще не обнародованы. В частности, неизвестно, пойдет ли речь об обязательной демонстрационной пилотируемой миссии продолжительностью 30 дней. В таком случае Vast теоретически может предложить ее как на базе Haven-1 в 2027 году, так и с использованием нескольких модулей Haven-2.

Ситуация усугубляется задержкой с публикацией официального запроса предложений для второй фазы CLD. Представители отрасли и законодатели открыто подчеркивают необходимость скорейшего определения правил игры. В Vast разделяют эту позицию, подчеркивая, что целью должно быть обеспечение непрерывного присутствия человека на низкой околоземной орбите после завершения эксплуатации МКС. Ориентиром называется конец 2030 года, что оставляет менее чем пять лет для реализации всех ключевых решений. В случае, если ни одна из коммерческих станций не будет готова, продолжение работы МКС рассматривается как вынужденный, но нежелательный сценарий.

С точки зрения требований к будущим контрактам, отмечается несколько принципиальных моментов. Во-первых, решения должны приниматься учитывая интересы страны, а не на формальное равенство шансов между участниками. Во-вторых, процесс должен быть существенно ускорен. В-третьих, крайне важным считается требование обязательной демонстрационной пилотируемой миссии. Исторический опыт всех программ пилотируемых полетов показывает, что ни одна из них не переходила непосредственно к долгосрочным миссиям без промежуточного этапа испытаний. На сегодняшний день ни одна из частных компаний еще не доказала на практике способность безопасно удерживать экипаж на орбитальной станции, поэтому демонстрация должна состояться задолго до начала закупки полноценных услуг.

Понятие «делать правильно для страны» в этом контексте трактуется как обеспечение готовности коммерческих станций к 2030 году без необходимости продления ресурса МКС, а также как выбор по меньшей мере двух победителей программы, чтобы снизить риски, подобные тем, которые возникали ранее в программах пилотируемого транспорта с участием Boeing и SpaceX.

Относительно финансирования отмечается, что при действующем бюджете программы CLD реалистичным выглядит выбор не более двух операторов. Именно такая модель, по мнению Vast, отвечает интересам государства и позволяет компаниям достичь финансовой устойчивости. В случае увеличения бюджета возможность привлечения третьего оператора рассматривалась бы положительно, однако пока это выглядит маловероятным.

Долгосрочная экономическая модель коммерческих станций также предполагает привлечение международных партнеров, в частности из Европы и Японии, где Vast уже открыла дочернюю компанию, а также новых стран, развивающих пилотируемые космические программы на Ближнем Востоке, в Азии и Европе. Отдельную, хотя и ограниченную, роль будут играть частные миссии, финансируемые отдельными лицами. Несмотря на то, что орбитальный туризм пока не стал массовым явлением, такие полеты могут иметь научную и технологическую ценность.

Отдельно подчеркивается стратегическое стремление Vast содействовать формированию полноценной орбитальной экономики, в частности в сферах производства полупроводников, оптоволокна и фармацевтической продукции в условиях микрогравитации. Хотя масштабы и темпы развития этого направления пока трудно прогнозировать, ключевым фактором успеха считается наличие на орбите платформы с экипажем, инфраструктурой и энергетическими ресурсами. В то же время бизнес-модель компании рассчитана таким образом, что даже в случае более медленного развития орбитальной экономики проект может оставаться финансово жизнеспособным.

Повышение активности в одном из глубоких участков головного мозга способно усиливать иммунный ответ организма на вакцинацию, причем, как показывает новое исследование, опубликованное в понедельник в журнале Nature Medicine , люди могут научиться сознательно влиять на эту активность с помощью данных нейровизуализации и целенаправленного позитивного мышления. Полученные результаты могут частично объяснить механизмы так называемого плацебо-эффекта.

В рамках исследования ученые применили методику нейрофидбека для обучения 34 участников. По аналогии с тем, как человек может научиться снижать частоту сердечных сокращений, наблюдая за показателями кардиомонитора в реальном времени, участники эксперимента обучались активировать определенные участки мозга, находясь внутри томографа. Как отмечает Ницан Лубианикер, нейробиолог из Йельского университета и один из ведущих авторов исследования, этот подход открывает своего рода окно в бессознательную нейронную активность.

Участникам предлагалось опробовать различные ментальные стратегии, в том числе вспоминать позитивные события или сосредотачивать внимание на телесных ощущениях. Благодаря обратной связи в реальном времени они постепенно научились активировать пути вознаграждения в двух глубоких структурах мозга, а именно в вентральной тегментальной области и прилегающем ядре. Две другие группы участников либо тренировались активировать другие области мозга, либо вообще не тренировались. После завершения учебного этапа все участники получили прививку от гепатита B. Иммунный ответ оценивали путем измерения уровней антител к вирусу гепатита B в крови через две и четыре недели после вакцинации.

Было обнаружено, что участники с более высоким уровнем активности в вентральной тегментальной области имели более высокую концентрацию антител в крови. Это говорит о том, что активация путей вознаграждения в этой области мозга сопровождалась более сильным иммунным ответом. По словам Айзека Чиу, иммунолога из Гарвардского университета, который не принимал участия в исследовании, эта работа является одной из первых, демонстрирующих корреляцию между активностью конкретной области мозга человека и последующим антителным ответом.

В то же время статистически значимых различий в уровнях антител между группой, которая проходила нейрофидбек-тренировку, направленную на активацию центров вознаграждения, и группами без такой тренировки выявлено не было. Одним из возможных объяснений является то, что прилегающее ядро, другая структура системы вознаграждения, которую некоторые участники научились активировать, не имеет такой же прямой связи с иммунным ответом, что затрудняет интерпретацию результатов.

Также было обнаружено, что участники, которые сосредоточились на положительных ожиданиях во время пребывания в томографе, более эффективно повышали активность в вентральной области тегмента, в то время как общая фокусировка на ощущениях счастья или удовольствия не давала аналогичного эффекта.

Полученные результаты могут указывать на потенциальную связь с плацебо-эффектом, явлением, при котором имитационное вмешательство вызывает положительные изменения в состоянии человека при условии, что он ожидает пользы от лечения. Как отмечает Лубианикер, должен существовать определенный биологический механизм, объясняющий, каким образом положительные ожидания приводят к реальным физиологическим изменениям в организме. Хотя эффект плацебо не был непосредственно изучен в этом исследовании, результаты предполагают тесную связь между психическими процессами и иммунной системой.

Кендок Ким из Вашингтонского университета в Сент-Луисе, который не участвовал в исследовании, но является соавтором сопроводительной научной статьи, отмечает, что эти результаты демонстрируют силу позитивного мышления. По его словам, хотя для этого были использованы современные и комплексные методы, сам вывод является концептуально простым.

Ученые продолжают исследовать механизмы взаимодействия между системой вознаграждения мозга и иммунной системой. В частности, рассматривается вопрос о том, передаются ли сигналы из мозга к иммунным клеткам в различных частях тела через нервную систему или через другие биологические пути.

Существует также предположение, что такая связь имеет глубокое эволюционное происхождение. Как предполагает Тамар Корен, нейроиммунолог из Медицинского центра Сураски в Тель-Авиве и один из ведущих авторов исследования, сигналы вознаграждения могли развиваться, чтобы стимулировать поиск пищи и партнеров, действия, которые в то же время повышают риск контакта с опасными патогенами. В этом контексте логично, что переживание чувства вознаграждения сопровождается усилением иммунного ответа на потенциально вредные факторы.