Россия и Европа осуществляют совместный эксперимент «Матрешка-Р», в рамках которого будут получены данные, необходимые для пилотируемого полета на Марс. 29 января 2004г. на грузовом корабле «Прогресс» на МКС оправились российская «Матрешка» и европейский манекен, которого германские изготовители назвали «Господин Рэндо». Манекены должны помочь определить дозы радиации, которые получают жизненно важные органы
Грузовой корабль «Прогресс»
человека во время длительного пребывания в космосе. Полученные данные лягут в основу расчетов предельно допустимых доз и разработки эффективной защиты для космонавтов во время межпланетных перелетов. Российский фантом «Матрешка-Р» — шар диаметром 35 см и весом около 30 кг — сделан из уникального материала, по химическому составу близкого к человеческому телу. Манекен, «нашпигован» 20 пеналами с пассивными детекторами, «одет» в комбинезон, в кармашках которого также находятся 32 датчика. Фантом был установлен в каюте командира экипажа. «Господин Рэндо», представляющий собой модель туловища мужчины для размещения за бортом МКС. На поверхности и внутри сферического фантома «Матрешки-Р» и фантома «Рэндо» было размещено по нескольку сотен дозиметров для измерения распределения доз по поверхности тела космонавтов и доз облучения различных органов тела. В апреле 2004г. ученые получили дозиметры от сферического фантома с записью радиационных доз, накопленных за время трехмесячного полета. Специалисты выяснили, что перепад доз от поверхности фантома на глубину в 15 см внутри него составляет 15—20 процентов. То есть, если снаружи на космонавта воздействует около 100 миллизивертов (единица измерения радиации), то внутри его тела доза составляет всего 85 миллизивертов. Если дополнительно оборудовать каюту 15-сантиметровым защитным экраном, то воздействие на человека сократится, соответственно, еще на 20 процентов. Кстати, не случайно фантом-шар установили в каюте. Именно в ней меньше всего оборудования, а значит, тоньше слой защиты от радиации.
8 сентября 2004г. со станции поступило сообщение: «Орбитальная «Матрешка» поправилась — экипаж Международной космической станции (МКС) установил датчики. Об этом сообщил сегодня по телефону с борта станции командир экипажа Геннадий Падалка: «Сразу после разгрузки прибывшего 14 августа «Прогресса М-50» я вставил новые стержни с датчиками в «Матрешку», и теперь она у нас такая полненькая» — пошутил он.
Напомним, что в 1983 г. на станции «Салют-7» при полете второй экспедиции, космонавтами А.П. Александровым и В.А. Ляховым проводились исследования с фантомом, имевшим форму шара. Оригинальный фантом был разработан совместно конструкторами КБ Королева и группой научных сотрудников Института медико-биологических проблем во главе с Ю.А. Акатовым. Достоинством этого фантома было то, что на орбиту доставлялась только оболочка шара, в которую был вмонтирован канал с детекторами. В качестве тканеэквивалентного материала, составлявшего основной вес, в этом фантоме применяли воду, она закачивалась в оболочку фантома прямо на борту станции. После окончания эксперимента эта вода использовалась в системах жизнеобеспечения. В дальнейшем исследования с этим фантомом проводились космонавтами и на станции «Мир».
26 февраля2004г. «Господин Рэндо» впервые в истории космонавтики стал нести вахту в открытом космосе. «Ранее ученые исследовали влияние космической радиации только внутри космических кораблей, теперь мы сможем определить дозы радиации, получаемые при выходе из станции», — рассказал руководитель европейской части проекта «Матрешка» Гюнтер Райтц.
Манекен, по его словам, начинен 8 активными и несколькими сотнями пассивных детекторов. Они установлены там, где реально располагаются органы человека. Информация с датчиков будет постоянно передаваться на бортовой компьютер МКС, а также на Землю во время сеансов связи со станцией. Фантом сделан из вещества, эквивалентного тканям человеческого организма, с применением технологий, имитирующих плотность различных органов. Внутри манекена высотой 111 см использован скелет из настоящей костной ткани. Экипаж МКС установил «Господина Рэндо» на внешней стороне российского служебного модуля «Звезда»
По сообщениям СМИ, 30 января 2007г. на МКС начался новый этап эксперимента, известного под названием «Матрешка». Специалисты продолжали изучать воздействие радиации на жизненно важные органы человеческого тела. В нынешних, российско-канадских исследованиях так же, как и на предыдущем, российско-европейском этапе эксперимента, роль человека исполняет кукла-фантом, говорит главный научный сотрудник Московского Института медико-биологических проблем РАН Игорь Пестов: «Это манекен, который рассчитан на оценку воздействия ионизирующего излучения не просто на поверхность тела, а на глубоко лежащие структуры ткани. И анализ результатов экспонирования этого манекена в космосе даст основания для выводов о том, какая защита необходима, какие органы наиболее подвергнуты риску, с точки зрения воздействия этого излучения. Тем самым выясняется уязвимость, предположим, внутренних органов, головного мозга и т.п. Цель – оценить радиационную опасность и предложить надежные средства защиты». На новом этапе эксперимента для измерений используется более сложная и тонкая аппаратура, чем на этапе предыдущем. Новые приборы разработаны с участием специалистов из Канадского космического агентства, это дозиметр «Мосфет» и так называемые бабл-детекторы. Бабл-детектор — это прибор в форме толстого карандаша, наполненный густым гелем. Под воздействием нейтронов в геле возникают пузырьки (по-английски пузырек — «бабл», отсюда и название детектора). Специальный прибор, так называемый бабл-ридер, «считывает» количество пузырьков и определяет полученную дозу нейтронов. Бабл-детекторы размещают в разных отсеках станции, в каюте и на самом фантоме «Матрешка». Данные записываются на карту памяти, которую затем экипаж отправит на Землю. На новом этапе эксперимента «Матрешка» ученые рассчитывают получить новые важные результаты. Дозиметры, прикрепленные к «матрешке» снаружи, а также помещенные внутри в особых, легко вынимаемых пеналах, покажут дозы облучения и на поверхности «тела» фантома, и количество радиации, которое прошло к внутренним органам. А когда эксперимент будет завершен и результаты его проанализированы, специалисты по космической медицине смогут рассчитать предельно допустимые дозы радиации и разработать эффективную защиту для космонавтов. Все это нужно для будущих межпланетных перелетов и, прежде всего, для полета на Марс. Результаты медико-биологическтих исследований, проводимых на орбитальных станциях, являются одной из самых закрытых тем в пилотируемой космонавтике, поэтому сведения о них в СМИ крайне скупы.