RU2621305C1

RU2621305C1 - Method of infrared evaluation of cosmonaute adaptation to long interplanetary pilot flows

Info

Publication number: RU2621305C1
Application number: RU2016103992A
Authority: RU
Inventors: Александр Ливиевич Ураков; Антон Александрович Касаткин; Наталья Александровна Уракова; Ольга Федоровна Шихова; Дмитрий Борисович Никитюк; Константин Георгиевич Гуревич; Светлана Валерьевна Клочкова; Александр Петрович Анищенко
Original assignee: Антон Александрович Касаткин
Priority date: 2016-02-08
Filing date: 2016-02-08
Publication date: 2017-06-01

Abstract

FIELD: physics.

SUBSTANCE: study begins at least a day before the flight simulation begins under normal atmospheric pressure and the Earth's gravitational force. Using the thermal imager, the local temperature of the sole of the feet and the screened surface is determined. This surface is further used with a temperature below the revealed minimum value of the local temperature of the cosmonaut's soles by more than 0.1°C. To obtain prints of soles on the screened surface, the astronaut is asked to stand on it for 30 seconds alternately with each foot. Simultaneously, the value of the pressure exerted by the surface of the foot on the surface under investigation is recorded. Immediately after removal of the foot from the surface under investigation, a thermal imprint of the astronaut's foot is recorded on it using a thermal imager. To do this, set the thermal imager towards the screened surface perpendicular to it at a distance 1m, tuned to infrared research in the temperature range of +25-+36°C. Obtaining a colour image of the footprint on the imager's screen and take a picture of it. Further, modeling of the flight stages, the stage of adaptation of the astronauts to the aircraft and to the models of flight stages to Mars and return to Earth are carried out. Participants in the experiment are exposed to the surrounding environment continuously for many days in conditions of varying gas pressure and gravity. In the modeling of a long space flight, images of footprints are repeatedly displayed weekly under artificial conditions during 30 seconds of external pressure on the foot with a value equal to the pressure exerted prior to the beginning of the modeling of space flight. Each subsequent study is carried out at the same time of day. Snapshots of thermal footprints are transmitted to the Flight Control Center where they are archived in the form of an atlas of thermal cards of footprints, processed with a computer and analyze the dynamics of the local temperature of the thermal trace of each foot of the astronaut. In the absence of changes in the pattern of infra-red planography, the feet give out the conclusion that the astronaut has sufficient adaptation to long-term interplanetary manned flights. If new zones of local hyperthermia are detected on thermal cards, in which the temperature exceeds the initial values by more than 0.1°C, issue an opinion on the insufficient adaptation of the cosmonaut to a prolonged interplanetary manned flight.

EFFECT: safe and accurate determination of the reserves of cosmonauts adaptation to the simulated active factors of space flights.

1 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к медицине, а именно к методам оценки адаптации опорно-двигательного аппарата космонавтов к моделируемым действующим факторам длительных космических полетов, и может быть использовано для профилактики плоскостопия, заусениц, трещин кожи и других повреждений стоп космонавтов.The invention relates to medicine, namely to methods for assessing the adaptation of the musculoskeletal system of the astronauts to simulated active factors of long space flights, and can be used to prevent flat feet, burrs, skin cracks and other injuries of the astronauts feet.

Известен способ определения степени поперечного плоскостопия - плантография, заключающийся в получении изображения соприкасающихся с горизонтальной поверхностью участков подошв при расположении исследуемого стоя босиком на двух ногах в вертикальном положении, измерении на получаемых отпечатках длины, ширины стоп и угла латерального отклонения первых пальцев и оценке по данным параметрам степени поперечного распластывания стоп (см. Юмашев Г.С. Травматология и ортопедия. - М., 1977. - с. 535-539).There is a method of determining the degree of transverse flatfoot - plantography, which consists in obtaining an image of the soles in contact with the horizontal surface when the researched is standing barefoot on two legs in an upright position, measuring the length, width of the feet and the angle of lateral deviation of the first fingers on the resulting prints and evaluating these parameters degrees of lateral spreading of the feet (see Yumashev G.S. Traumatology and orthopedics. - M., 1977. - S. 535-539).

Недостатком известного способа является низкая точность, безопасность и узкая сфера применения в оценке адаптации стоп космонавтов к физическим упражнениям внутри космического корабля в условиях моделей длительных космическим полетов в связи с отсутствием мониторинга локальной температуры стоп и контроля воспаления, которое возможно из-за изменения при длительных полетах размеров и форм стоп и перераспределения нагрузки на различные участки подошвы стоп. Дело в том, что при длительных межпланетных космических полетах в условиях моделируемого гравитационного и воздушного давления меняются взаимоотношения опоры человека на стопы, с одной стороны, и значения удельных сил давления, оказываемые различными участками стельки обуви на подошвы, с другой стороны, что может явиться причиной развития локального воспаления кожи и других мягких тканей у некоторых космонавтов. Кроме этого при ежедневных физических упражнениях во время длительных космических полетов изнашиваются носки, обувь, стельки и спортивные снаряды, включая беговую дорожку. Кроме этого с увеличением длительности полета на подошве стоп космонавтов появляются новые участки соприкосновения, которые формируются под искусственно моделируемым давлением с опорной поверхностью. Нужно учесть, что эти новые участки подошвы космонавтов не были адаптированы к многократным воздействиям на них в условиях измененного давления во время ежесуточных физических упражнений на «беговой дорожке» и на других физических тренажерах, установленных в космическом корабле в условиях моделируемых длительных космических полетов при искусственно изменяемой величине давления воздуха и силы гравитации в космическом аппарате. В связи с этим эти участки подошвы стопы у некоторых космонавтов реагируют на него развитием локального воспаления, как на патологический процесс. При этом формируется обратимое, а затем необратимое локальное воспаление кожи, скелетных мышц, сухожилий, связок, суставов и/или костей стопы. Из-за отсутствия в известном способе инфракрасного контроля динамики локальной температуры в стопах космонавтов в них помимо кратковременного возникновения отека, гиперемии, гипертермии, болезненности и нарушения функции может развиться трещина кожи, заусеница, мозоль, миозит, артрит, тендовагинит, остеомиелит и сепсис.The disadvantage of this method is the low accuracy, safety and narrow scope in assessing the adaptation of the astronaut's feet to physical exercises inside the spacecraft under the conditions of long space flight models due to the lack of monitoring of the local temperature of the feet and control of inflammation, which is possible due to changes during long flights sizes and shapes of the feet and redistribution of the load on various sections of the sole of the feet. The fact is that during long interplanetary space flights under the conditions of simulated gravitational and air pressure, the relationship between the person’s support on the feet changes, on the one hand, and the specific pressure forces exerted by different parts of the shoe insole on the soles, on the other hand, which may cause the development of local inflammation of the skin and other soft tissues in some astronauts. In addition, during daily exercise during long space flights, socks, shoes, insoles and sports equipment, including a treadmill, wear out. In addition, with an increase in flight duration, new contact areas appear on the sole of the astronauts feet, which are formed under artificially simulated pressure with a supporting surface. It should be noted that these new sections of the astronaut’s sole were not adapted to repeated impacts on them under conditions of altered pressure during daily physical exercises on the treadmill and on other physical simulators installed in the spacecraft under conditions of simulated long space flights with artificially modified the value of air pressure and gravity in the spacecraft. In this regard, these areas of the sole of the foot in some astronauts react to it with the development of local inflammation, as a pathological process. In this case, a reversible and then irreversible local inflammation of the skin, skeletal muscles, tendons, ligaments, joints and / or bones of the foot is formed. Due to the absence in the known method of infrared monitoring of the dynamics of local temperature in the feet of astronauts, in addition to the short-term occurrence of edema, hyperemia, hyperthermia, soreness and impaired function, a skin crack, a barb, corn, myositis, arthritis, tendovaginitis, osteomyelitis and sepsis can develop.

Известный способ не предназначен для бесконтактной инфракрасной диагностики динамики локальной температуры в области стоп космонавтов до и после физической нагрузки, поэтому известный способ не обеспечивает высокую безопасность, точность и применимость для компьютерной обработки данных, цифрового архивирования и передачи данных в центр управления полетами с целью анализа результатов и оценки адаптации космонавта к длительному космическому полету.The known method is not intended for non-contact infrared diagnostics of the dynamics of local temperature in the area of the astronaut's feet before and after physical activity, therefore, the known method does not provide high security, accuracy and applicability for computer data processing, digital archiving and data transmission to the flight control center in order to analyze the results and estimates of the cosmonaut's adaptation to long-term space flight.

Известен способ проведения наземного эксперимента, моделирующего пилотируемый полет к Марсу, включающий в себя моделирование стадий полета, стадию адаптации космонавтов к летательному аппарату и стадию адаптации к моделям стадий полета к Марсу и возвращения на Землю, при которой участников эксперимента подвергают воздействию окружающей их среды непрерывно на протяжении 520 суток, в моделировании используют разные уровни давления внутри летательного аппарата, подготовку космонавтов в течение 21 суток для перехода к марсианской гравитации путем имитации выходов на поверхность Марса (RU 2348572).There is a method of conducting a ground-based experiment simulating a manned flight to Mars, including modeling the stages of flight, the stage of adaptation of astronauts to the aircraft and the stage of adaptation to models of the stages of flight to Mars and return to Earth, in which the participants in the experiment are continuously exposed to their environment for 520 days, in the simulation using different levels of pressure inside the aircraft, astronaut training for 21 days to go to Martian gravity ii outputs by simulating the surface of Mars (RU 2348572).

Недостатком известного способа является низкая точность, безопасность и узкая сфера применения в оценке адаптации стоп космонавтов к физическим упражнениям внутри космического корабля в условиях моделей длительных космическим полетов в связи с возможным изменением размеров и форм стоп космонавтов и перераспределением удельного давления на подошвы во время физических упражнений и длительного изменения давления и гравитации внутри космического корабля. Дело в том, что при длительных межпланетных космических полетах в условиях моделируемого гравитационного и воздушного давления меняются взаимоотношения опоры человека на стопы, с одной стороны, удельные силы давления, оказываемые различными участками стельки обуви на подошвы стоп космонавтов, с другой стороны, а также меняются резервы адаптации космонавтов к невесомости и к давлению внутри космического корабля. Кроме этого при ежедневных физических упражнениях во время длительных космических полетов изнашиваются носки, обувь, стельки в них и беговые дорожки. Поэтому вследствие изменения условий удельного давления в опорной поверхности на подошве стоп космонавтов появляются новые участки соприкосновения со стельками обуви. Причем на Земле эти участки подошвы не были адаптированы к длительному и повторяющемуся на них воздействию, оказываемому в условиях измененного давления во время ежесуточных многочасовых физических упражнений на «беговой дорожке» и на других физических тренажерах, установленных в космическом корабле, в условиях моделируемых длительных космических полетов при искусственно изменяемой величине давления воздуха и силы гравитации в космическом аппарате. В связи с этим эти участки у некоторых космонавтов реагируют на него развитием локального воспаления, как на патологический процесс. Это приводит к тому, что у некоторых космонавтов во время длительных тренировок появляется чувство боли и некоторые иные симптомы воспаления, которое может возникать незаметно для космонавта из-за его субъективной готовности к различным «лишениям» и неприятностям. При этом возникает обратимое воспаление, которое из-за отсутствия тепловизорного мониторинга динамики локальной температуры стоп космонавтов может трансформироваться незаметно для космонавта затем в необратимое локальное воспаление кожи, скелетных мышц, сухожилий, связок, суставов и костей стоп.The disadvantage of this method is the low accuracy, safety and narrow scope in assessing the adaptation of the feet of astronauts to physical exercises inside the spaceship under the conditions of long space flight models in connection with the possible change in the sizes and shapes of the feet of the astronauts and the redistribution of specific pressure on the soles during physical exercises and prolonged changes in pressure and gravity inside the spacecraft. The fact is that during long interplanetary space flights under the conditions of simulated gravitational and air pressure, the relationship between the person’s support on the feet changes, on the one hand, the specific pressure forces exerted by various sections of the insole on the soles of the astronauts feet, on the other hand, as well as the reserves change adaptation of astronauts to zero gravity and to pressure inside the spacecraft. In addition, during daily exercise during long space missions, socks, shoes, insoles and treadmills wear out. Therefore, due to changes in the specific pressure conditions in the supporting surface, new areas of contact with shoe insoles appear on the sole of the astronauts feet. Moreover, on the Earth, these sections of the sole were not adapted to the prolonged and repetitive effect on them, exerted under conditions of altered pressure during daily hours of physical exercises on the treadmill and on other physical simulators installed in the spaceship, under conditions of simulated long space flights with artificially variable air pressure and gravity in a spacecraft. In this regard, these areas in some cosmonauts react to it with the development of local inflammation, as a pathological process. This leads to the fact that some cosmonauts during long trainings experience a feeling of pain and some other symptoms of inflammation, which may occur imperceptibly for the astronaut due to his subjective readiness for various "hardships" and troubles. In this case, reversible inflammation occurs, which, due to the lack of thermal imaging monitoring of the dynamics of the local temperature of the feet of the astronauts, can be transformed invisibly to the astronaut then into irreversible local inflammation of the skin, skeletal muscles, tendons, ligaments, joints and bones of the feet.

Таким образом, из-за отсутствия в известном способе инфракрасного контроля динамики локальной температуры в стопах космонавтов в них помимо кратковременного возникновения отека, гиперемии, гипертермии, болезненности и нарушения функции может развиться дерматит, миозит, артрит, тендовагинит, остеомиелит, сепсис, что может привести к смерти космонавта. В то же время повреждение мягких тканей сопровождается локальной гипертермией, которая может быть диагностирована методом инфракрасной термографии с помощью тепловизора (Urakov A.L., Ammer K., Urakova N.A., Chernova L.V., Fisher E.L. Infrared thermography can discriminate the cause of skin discolourations. Thermology international. 2015. V. 25. N. 4. P. 209-215; Ураков А.Л., Уракова H.A., Ловцова Л.В., Занозина О.В. Термодинамические основы диагностики воспаления мягких тканей в области постинъекционных кровоподтеков. Медицинский альманах. 2015. №4. С. 228-232; Urakov A., Urakova N., Kasatkin A., Reshetnikov A. Infrared thermography skin at the injection site as a way of timely detection injection disease. Thermology International. 2015. V. 25. N 1. P. 30).Thus, due to the absence in the known method of infrared monitoring of the dynamics of local temperature in the feet of astronauts, in addition to the short-term occurrence of edema, hyperemia, hyperthermia, soreness and impaired function, dermatitis, myositis, arthritis, tenosynovitis, osteomyelitis, and sepsis can develop, which can lead to to the death of the astronaut. At the same time, soft tissue damage is accompanied by local hyperthermia, which can be diagnosed by infrared thermography using a thermal imager (Urakov AL, Ammer K., Urakova NA, Chernova LV, Fisher EL Infrared thermography can discriminate the cause of skin discolourations. Thermology international. 2015. V. 25. N. 4. P. 209-215; Urakov A.L., Urakova HA, Lovtsova L.V., Zanozina O.V. Thermodynamic principles for the diagnosis of soft tissue inflammation in the area of post-injection bruising. Medical almanac. 2015. No. 4. P. 228-232; Urakov A., Urakova N., Kasatkin A., Reshetnikov A. Infrared thermography skin at the injection site as a way of timely detection inject ion disease. Thermology International. 2015. V. 25. N 1. P. 30).

Кроме этого известный способ не обеспечивает использование дозированной функциональной нагрузки на стопы космонавтов и регистрацию динамики локальной температуры в области стоп до и после физических нагрузок в условиях меняющегося давления и силы гравитации. Поэтому способ не обеспечивает качественную оценку адаптации космонавтов к условиям длительного космического полета.In addition, the known method does not provide the use of a dosed functional load on the astronaut's feet and registration of the dynamics of the local temperature in the area of the feet before and after physical exertion under conditions of changing pressure and gravity. Therefore, the method does not provide a qualitative assessment of the adaptation of astronauts to the conditions of a long space flight.

Помимо этого способ не обеспечивает автоматическое бесконтактное высокоточное получение информации в реальном режим времени об особенностях адаптации космонавта к условиям межпланетного полета. Способ не обеспечивает мониторинг состояния стоп космонавтов на протяжении всего космического полета, компьютерную обработку получаемых данных, цифровое архивирование и передачу данных о динамике локальной температуры подошвы стоп космонавтов на Землю в центр управления полетами.In addition, the method does not provide automatic non-contact high-precision receipt of information in real time about the features of the adaptation of the astronaut to interplanetary flight conditions. The method does not provide monitoring of the status of stop astronauts throughout the entire space flight, computer processing of the received data, digital archiving and transmission of data on the dynamics of the local temperature of the soles of the feet of astronauts to the Earth to the flight control center.

Известен способ определения степени поперечного плоскостопия, при осуществлении которого регистрируют давление на области второй и третьей плюсневых костей, для чего проводят функциональную пробу, при которой обследуемый приподнимается на носки обеих ног таким образом, чтобы максимальное давление приходилось на область плюсневых костей, а нагрузка между левой и правой ногой была распределена поровну, затем регистрируют давление на всю область контакта стопы с горизонтальной поверхностью, определяют первую степень поперечного плоскостопия, если отношение давления на области второй и третьей плюсневых костей к давлению на всю стопу составляет 0,22-0,28, вторую - 0,29-0,38, если 0,39 и выше - третью степень поперечного плоскостопия (RU 2360601).A known method for determining the degree of transverse flatfoot, during which the pressure is recorded on the area of the second and third metatarsal bones, for which a functional test is carried out, in which the subject is lifted on the toes of both legs so that the maximum pressure falls on the metatarsal bones, and the load is between the left and the right foot was distributed evenly, then pressure is recorded over the entire contact area of the foot with a horizontal surface, the first degree of the transverse plane is determined foot, if the ratio of pressure on the second and third metatarsal bones to the pressure on the entire foot is 0.22-0.28, the second 0.29-0.38, if 0.39 and higher, the third degree of transverse flatfoot (RU 2360601 )

Недостатком известного способа является низкая точность, безопасность и узкая сфера применения в оценке адаптации стоп космонавтов к физическим нагрузкам в условиях изменения моделей длительных космическим полетов. Дело в том, что при длительном нахождении космонавтов в условиях сниженной или отсутствующей гравитации происходит изменение размеров и форм стоп, а именно уплощение стопы. Это приводит к перераспределению нагрузки на различные участки подошвы стоп, изменяет взаимоотношения опоры человека на стопы, с одной стороны, и удельные силы давления, оказываемые различными участками стельки обуви на подошвы, с другой стороны. На подошве стопы космонавтов появляются новые участки соприкосновения под искусственно моделируемым давлением с опорной поверхностью. Поскольку функционально новые участки подошв стоп космонавтов не адаптированы к длительному и повторяющемуся на них воздействию в условиях изменения моделей длительных космическим полетов, то реагируют на него как на патологический процесс, а именно - развитием локального воспаления. Это приводит к формированию воспаления, которое первоначально носит обратимый характер и воспринимается космонавтом как симптом усталости, но не воспаления. Затем при чрезмерно длительном сохранении повреждающего фактора и при неконтролируемом исчерпании резервов адаптации к нему у некоторых космонавтов воспаление может приобрести необратимый характер.The disadvantage of this method is the low accuracy, safety and a narrow scope in assessing the adaptation of the astronauts feet to physical activity in the face of changing models of long space flights. The fact is that with the astronauts staying for a long time in conditions of reduced or absent gravity, the sizes and shapes of the feet change, namely, the flattening of the foot. This leads to a redistribution of the load on different parts of the sole of the feet, changes the relationship of the person’s support on the feet, on the one hand, and the specific pressure exerted by different parts of the insole on the soles, on the other hand. On the sole of the foot of the astronauts new areas of contact appear under artificially simulated pressure with a supporting surface. Since the functionally new sections of the soles of the feet of the astronauts are not adapted to prolonged and repeated exposure to them under the conditions of changing models of long space flights, they react to it as a pathological process, namely, the development of local inflammation. This leads to the formation of inflammation, which is initially reversible and is perceived by the astronaut as a symptom of fatigue, but not inflammation. Then, with an excessively long preservation of the damaging factor and with an uncontrolled exhaustion of the reserves of adaptation to it, for some astronauts, inflammation can become irreversible.

Локальное воспаление мягких и твердых тканей стопы ведет к дезадаптации стопы к физическим нагрузкам в условиях изменения моделей длительных космических полетов. Неконтролируемые с помощью инфракрасного мониторинга температурные изменения подошвы стоп космонавтов могут привести к развитию дерматита, миозита, артрита, тендовагинита, остеомиелита, сепсиса и смерти космонавта в условиях моделирования непрерывных длительных космических полетов. Кроме того, данный способ обладает низкой безопасностью, поскольку требует обязательного приподнимания человека на носки и нахождения в таком положении определенный период времени. Дело в том, что у космонавтов при моделировании длительного космического полета может снизиться подвижность плюсно-фаланговых суставов, вплоть до развития анкилоза. Попытка провести тест с приподниманием на носки у исследуемого космонавта с поврежденными суставами может вызвать дополнительное ятрогенное повреждение стопы. Помимо этого известный способ не предназначен для бесконтактной инфракрасной диагностики динамики локальной температуры в области стоп космонавтов до и после физической нагрузки, поэтому этот способ не обеспечивает высокую безопасность, точность и применимость для компьютерной обработки данных, цифрового архивирования и передачи данных в центр управления полетами.Local inflammation of the soft and hard tissues of the foot leads to maladaptation of the foot to physical activity in the face of changing models of long space flights. Uncontrolled by infrared monitoring temperature changes in the sole of the feet of astronauts can lead to the development of dermatitis, myositis, arthritis, tendovaginitis, osteomyelitis, sepsis, and the death of an astronaut under the conditions of modeling continuous long-term space flights. In addition, this method has low safety, since it requires the mandatory lifting of a person on socks and being in this position for a certain period of time. The fact is that in astronauts, when modeling a long space flight, the mobility of the metatarsophalangeal joints may decrease, up to the development of ankylosis. Attempting to perform a lifting test on the socks of an investigated cosmonaut with damaged joints can cause additional iatrogenic damage to the foot. In addition, the known method is not intended for non-contact infrared diagnostics of the dynamics of local temperature in the area of the astronaut's feet before and after physical activity, therefore this method does not provide high security, accuracy and applicability for computer data processing, digital archiving and data transfer to the flight control center.

Задачей изобретения является повышение безопасности, точности и расширение сферы применения при оценке адаптации космонавтов к длительным межпланетным пилотируемым полетам за счет анализа динамики тепловых отпечатков стоп космонавтов, полученных с помощью тепловизора.The objective of the invention is to increase safety, accuracy and expand the scope of application when evaluating the adaptation of astronauts to long interplanetary manned flights by analyzing the dynamics of thermal footprints of astronauts feet obtained using a thermal imager.

Техническим результатом является получение индивидуального атласа термокарт следов-отпечатков подошв стоп космонавта в масштабе 1:1 в условиях, исключающих ятрогенное повреждение.The technical result is to obtain an individual atlas of thermal maps of the footprints of the footprints of the soles of the feet of the astronaut in a 1: 1 scale under conditions that exclude iatrogenic damage.

Сущность способа инфракрасной оценки адаптации космонавтов к длительным межпланетным пилотируемым полетам, включающего моделирование стадий полета, стадии адаптации космонавтов к летательному аппарату и к моделям стадий полета на Марс и возвращения на Землю, при котором участников эксперимента подвергают воздействию окружающей их среды непрерывно на протяжении многих суток в условиях изменяющегося газового давления и гравитации, при этом проводят функциональную пробу, получают изображение отпечатков их подошв на экранируемой поверхности при расположении космонавта на ней стоя босиком в вертикальном положении, измеряют геометрические и физические параметры полученных отпечатков, анализируют полученные данные и выдают заключение, заключается в том, что исследование начинают не менее чем за сутки до начала моделирования полета в условиях нормального атмосферного давления и силы гравитации Земли, для этого с помощью тепловизора определяют локальную температуру подошвы стоп и экранируемой поверхности, используют эту поверхность далее с температурой ниже выявленного минимального значения локальной температуры подошв космонавта более чем на 0,1°С, для получения отпечатков подошв на экранируемой поверхности просят космонавта встать на нее на 30 секунд поочередно каждой стопой, одновременно регистрируют значение давления, оказываемого поверхностью стопы на исследуемую поверхность, сразу после удаления стопы с исследуемой поверхности регистрируют на ней с помощью тепловизора тепловой отпечаток стопы космонавта, для этого устанавливают тепловизор в сторону экранируемой поверхности перпендикулярно к ней на расстоянии 1 м, настроенного на инфракрасное исследование в диапазоне температур +25 - +36°С, получают цветное изображение отпечатка стопы на экране тепловизора, фотографируют его, затем в условиях моделирования длительного космического полета получают изображение отпечатков подошв многократно еженедельно в условиях искусственного оказания в течение 30 секунд внешнего давления на стопу с величиной, равной значению давления, оказываемого до начала моделирования космического полета, каждое очередное исследование проводят в одно и то же время суток, снимки тепловых отпечатков стоп передают в центр управления полетами, где их архивируют в виде атласа термокарт отпечатков стоп, обрабатывают с помощью компьютера и анализируют динамику локальной температуры теплового следа каждой стопы космонавта, при отсутствии изменений картины инфракрасной плантографии стоп выдают заключение о достаточной адаптации космонавта к длительным межпланетным пилотируемым полетам, при выявлении на термокартах новых зон локальной гипертермии, в которых температура превышает исходные значения более чем на 0,1°С, выдают заключение о недостаточной адаптации космонавта к длительному межпланетному пилотируемому полету.The essence of the method for infrared assessment of cosmonauts adaptation to long interplanetary manned flights, including modeling of flight stages, stages of cosmonauts adaptation to an aircraft and to models of stages of flight to Mars and return to Earth, in which participants of the experiment are exposed to their environment continuously for many days in conditions of changing gas pressure and gravity, while conducting a functional test, get an image of the prints of their soles on a shielded screen when the astronaut is standing on it barefoot in an upright position, they measure the geometric and physical parameters of the received prints, analyze the data and give a conclusion that the study begins at least one day before the start of flight simulation under normal atmospheric pressure and force Earth's gravity, for this, using a thermal imager, determine the local temperature of the sole of the feet and the screened surface, use this surface further with a temperature lower the minimum value of the local temperature of the astronaut's soles by more than 0.1 ° C, to obtain the imprints of the soles on the screened surface, they ask the astronaut to stand on it for 30 seconds each foot in turn, simultaneously record the pressure exerted by the surface of the foot on the surface to be studied, immediately after removal feet from the investigated surface are recorded on it with a thermal imager, the thermal imprint of the astronaut's foot, for this, install a thermal imager in the direction of the perpendicular screened surface Close to it at a distance of 1 m, tuned for infrared research in the temperature range +25 - + 36 ° С, a color image of the footprint is obtained on the screen of the thermal imager, photographed, then, in the conditions of modeling a long space flight, the image of the footprints is received repeatedly weekly under the conditions artificial application of external pressure to the foot for 30 seconds with a value equal to the pressure exerted before the start of space flight simulation, each subsequent study is carried out in one about the same time of day, images of thermal footprints of the feet are transferred to the flight control center, where they are archived in the form of an atlas of thermal maps of footprints, processed using a computer and analyzed the dynamics of the local temperature of the thermal trace of each foot of the astronaut, in the absence of changes in the pattern of infrared plantography, the feet give out a conclusion on the astronaut’s sufficient adaptation to long interplanetary manned flights, when new zones of local hyperthermia are detected on thermal cards in which the temperature exceeds the outcome s value by more than 0,1 ° C, give insufficient adaptation conclusion to prolonged astronaut manned interplanetary flight.

В предложенном способе за счет начала исследования не менее чем за сутки до начала моделирования полета в условиях нормального атмосферного давления и силы гравитации Земли, повышается точность способа, поскольку обеспечивается получение инфракрасных термокарт с исходными знаениями локальной температуры тепловых отпечатков стоп космонавтов. Наличие этих термокарт позволяет с высокой точностью проводить в последующем сравнительный анализ термокарт, полученных в последующем на разных стадиях моделирования длительного космического полета.In the proposed method, due to the beginning of the study no less than a day before the start of flight simulation under normal atmospheric pressure and the Earth’s gravity, the accuracy of the method is increased, since infrared thermal cards with the initial knowledge of the local temperature of the thermal prints of the feet of the astronauts are provided. The presence of these thermal cards makes it possible to carry out subsequently a comparative analysis of thermal cards obtained subsequently at different stages of modeling a long space flight.

За счет получения изображения отпечатков стоп космонавтов с помощью тепловизора повышается точность способа и расширяется сфера применения. Дело в том, что инфракрасное изображение отпечатка стопы космонавта позволяет получить данные о геометрических параметрах отпечатков стоп и оценить локальную температуру различных участков подошв стоп космонавтов.By obtaining an image of the footprints of astronauts using a thermal imager, the accuracy of the method increases and the scope of application expands. The fact is that the infrared image of the footprint of the astronaut allows you to obtain data on the geometric parameters of the footprints and estimate the local temperature of various sections of the soles of the feet of the astronauts.

Использование поверхности с температурой ниже выявленного минимального значения локальной температуры подошв космонавта более чем на 0,1°С повышает точность способа, поскольку использование исследуемой поверхности, более холодной, чем поверхность стопы космонавта, является необходимым условием получения тепловых отпечатков стоп.The use of a surface with a temperature lower than the detected minimum value of the local temperature of the cosmonaut's soles by more than 0.1 ° C increases the accuracy of the method, since the use of the investigated surface colder than the surface of the astronaut's foot is a necessary condition for obtaining thermal footprints.

Просьба космонавту встать на экранируемую поверхность на 30 секунд поочередно каждой стопой для получения с нее тепловых отпечатков, регистрация одновременно с этим значения давления, оказываемого поверхностью стопы на исследуемую поверхность стопы, фотографирование с помощью тепловизора этой поверхности сразу после удаления с нее стопы для получения теплового отпечатка стопы космонавта повышает точность способа, поскольку указание точной продолжительности времени контакта стопы с исследуемой поверхностью обеспечивает стандартность процедуры и стандартность конвекционной передачи тепла на нее со стороны стопы. Длительность стояния на поверхности на протяжении 30 секунд является достаточным и оптимальным для оценки адаптации к длительным космическим полетам.The astronaut is asked to stand on the shielded surface for 30 seconds each foot in turn to obtain thermal prints from it, simultaneously registering the pressure exerted by the surface of the foot on the studied surface of the foot, photographing this surface with a thermal imager immediately after removing the foot from it to obtain a thermal imprint astronaut's foot increases the accuracy of the method, since the indication of the exact duration of the contact time of the foot with the investigated surface provides standard out procedures and standard convection heat transfer to it from the stack. The duration of standing on the surface for 30 seconds is sufficient and optimal for assessing adaptation to long space missions.

Дело в том, что реальная нагрузка на стопы, создаваемая весом тела человека, в реальных условиях не ложится в равной степени на обе стопы. Так, при ходьбе, беге, прыжках стопы поочередно и многократно испытывают нагрузку веса тела человека. Кроме того, даже в условиях покоя, когда человек длительно стоит на обеих ногах, он вынужденно периодически меняет опорную ногу, тем самым перенося нагрузку веса своего тела с одной стопы на другую. В связи с этим получение теплового отпечатка стопы после 30-секундного стояния исследуемого на одной ноге в условиях равновесия тела позволяет смоделировать реальную нагрузку, которую испытывает стопа человека в повседневной жизни, что повышает точность способа. Важно отметить, что отсутствие необходимости осуществлять сгибательные и разгибательные движения в суставах стоп повышает безопасность и точность способа за счет исключения ятрогенного повреждения суставов в случае их заболеваний, а также за счет ошибочного выявления локальной функциональной или патологической гипертермии в области «работающих» суставов.The fact is that the real load on the feet, created by the weight of the human body, in real conditions does not fall equally on both feet. So, when walking, running, jumping, the feet alternately and repeatedly experience a load of a person’s body weight. In addition, even at rest, when a person is standing on both legs for a long time, he is forced to periodically change his supporting leg, thereby transferring the load of his body weight from one foot to another. In this regard, obtaining a thermal footprint after a 30-second standing of the subject on one leg in equilibrium of the body allows you to simulate the real load experienced by the human foot in everyday life, which increases the accuracy of the method. It is important to note that the absence of the need to perform flexion and extensor movements in the joints of the feet increases the safety and accuracy of the method by eliminating iatrogenic damage to the joints in case of their diseases, as well as by erroneously identifying local functional or pathological hyperthermia in the area of “working” joints.

За счет одновременной регистрации значения давления, оказываемого поверхностью стопы на исследуемую поверхность, повышается точность, эффективность и применимость способа в условиях моделирования длительных космических полетов. Дело в том, что полученное исходное значение давления будет использовано в качестве эталона, который будет применен в качестве стандартной величины внешнего давления, оказываемого на стопу космонавта в условиях моделирования полета при изменноом газовом давлении и сил гравитации. Стандартизация внешнего воздействия на стопу космонавта позволит исключить влияние внешних изменяющихся факторов.Due to the simultaneous registration of the pressure exerted by the surface of the foot on the test surface, the accuracy, efficiency and applicability of the method are increased under conditions of modeling long space flights. The fact is that the initial pressure value obtained will be used as a reference, which will be used as the standard value of the external pressure exerted on the astronaut's foot under conditions of flight simulation under variable gas pressure and gravitational forces. The standardization of the external impact on the foot of the astronaut will eliminate the influence of external changing factors.

Устанавливание тепловизора в сторону экранируемой поверхности перпендикулярно к ней на расстоянии 1 м, настроенного на инфракрасное исследование в диапазоне температур +25 - +36°С, повышает точность и безопасность, поскольку, с одной стороны, исключает ушиб мягких тканей космонавта о прибор и поломку тепловизора, с другой стороны, обеспечивает получение стандартных термокарт со стандартным диапазоном исследуемой температуры, который является оптимальным для диагностических исследований в медицине (Urakov A.L., Kasatkin А.А., Urakova N.A., Ammer K. Infrared thermographic investigation of fingers and palms during and after application of cuff occlusion test in patients with hemorrhagic shock. Thermology International. 2014. V. 24. N 1. P. 5-10).Installing the thermal imager towards the screened surface perpendicular to it at a distance of 1 m, tuned for infrared research in the temperature range +25 - + 36 ° C, increases accuracy and safety, since, on the one hand, it eliminates the injury of soft tissues of the astronaut about the device and breakdown of the thermal imager , on the other hand, provides standard thermal cards with a standard range of the studied temperature, which is optimal for diagnostic studies in medicine (Urakov AL, Kasatkin A.A., Urakova NA, Ammer K. Infrared thermograp hic investigation of fingers and palms during and after application of cuff occlusion test in patients with hemorrhagic shock. Thermology International. 2014. V. 24. N 1. P. 5-10).

Получение цветного изображения отпечатка стопы на экране тепловизора, фотографирование его в норме, а затем в условиях моделирования длительного космического полета многократно еженедельно, проведение каждого очередного исследования в одно и то же время суток, в условиях искусственного оказания в течение 30 секунд внешнего давления на стопу с величиной, равной значению давления, оказываемого до начала моделирования космического полета, повышает точность способа, поскольку стандартизирует исследование, минимизирует влияние внешних факторов, исключает влияние суточного ритма по неведению и позволяет сравнивать полученные результаты с контрольными (предварительными) результатами.Obtaining a color image of the footprint on the thermal imager screen, photographing it in the norm, and then in the conditions of modeling a long space flight many times a week, conducting each regular study at the same time of the day, under conditions of artificial external pressure being applied to the foot for 30 seconds with a value equal to the pressure exerted before the start of space flight simulation, increases the accuracy of the method, since it standardizes research, minimizes the influence of external Ktorov, eliminates the influence of the circadian rhythm of ignorance and allows you to compare the results with the control (preliminary) results.

Кроме того, регулярные еженедельные исследования позволяют своевременно выявить изменения адаптации стоп космонавтов к различным стадиям моделирования космического полета.In addition, regular weekly studies allow timely detection of changes in the adaptation of the astronaut's feet to various stages of space flight modeling.

Передача снимков тепловых отпечатков стоп в центр управления полетами, архивирование их в виде атласа термокарт отпечатков стоп, обрабатывание с помощью компьютера и анализирование динамики локальной температуры теплового следа каждой стопы космонавта повышает точность и удобство способа, поскольку обеспечивает использование высокоточного оборудования и высококлассных специалистов, которые отсутствуют на космическом корабле.Transferring images of thermal footprints to the flight control center, archiving them in the form of an atlas of thermal maps of footprints, processing with a computer and analyzing the dynamics of the local temperature of the thermal trace of each foot of the astronaut increases the accuracy and convenience of the method, since it provides the use of high-precision equipment and highly qualified specialists who are absent on a spaceship.

Выдача заключения о достаточной адаптации космонавта к длительному межпланетному пилотируемому космическому полету при отсутствии изменений картины инфракрасной плантографии стоп основана на стабильном сохранении теплового отпечатка стопы, что может быть только при отсутствии изменений в стопе типа плоскостопия, трещин, мозолей, заусениц и иных воспалительных очагов в коже, подкожно-жировой клетчатке, в связках, скелетных мышцах, суставах и в костях.The conclusion on the astronaut’s sufficient adaptation to prolonged interplanetary manned space flight in the absence of changes in the infrared foot plantography pattern is based on the stable thermal imprint of the foot, which can only be in the absence of changes in the foot such as flat feet, cracks, corns, barbs and other inflammatory lesions in the skin , subcutaneous fat, in ligaments, skeletal muscles, joints and bones.

Выдача заключения о недостаточной адаптации космонавта к длительному межпланетному пилотируемому полету при выявлении на термокартах новых зон локальной гипертермии, в которых температура превышает исходные значения более чем на 0,1°С, основана на том, что в указанных условиях зона локальной гипертермии свидетельствует о наличии локального воспаления.The conclusion on the astronaut’s insufficient adaptation to a long interplanetary manned flight when new zones of local hyperthermia are detected on thermal cards, in which the temperature exceeds the initial values by more than 0.1 ° C, is based on the fact that under these conditions the zone of local hyperthermia indicates the presence of local inflammation.

Дело в том, что в условиях моделирования длительных космических полетов с измененными условиями газового давления и гравитации, а именно в условиях невесомости, у космонавтов развивается плоскостопие. Этому также способствуют изменения водно-электролитного баланса космонавтов. В связи с этим осуществление космонавтами физических упражнений на «космических» тренажерах (беговой дорожке) при исчерпании резервов адаптации может привести к появлению новых очагов соприкосновения подошв стоп с опорой под давлением. При превышении нагрузки, к которой адаптированы данные участки стоп космонавтов, в них может развиваться повреждение, сопровождающееся развитием воспаления. Кроме того, изменение формы, а значит и размеров стопы (увеличение - при поперечном плоскостопии), приведет к тому, что размеры используемой космонавтом спортивной обуви могут оказаться меньше размеров стопы и при выполнении упражнений на тренажерах могут возникать очаги повышенного трения стопы с обувью. Это в свою очередь может привести к образованию на стопе не только мозолей, но воспаления кожи и других мягких тканей, а в случае повреждения их целостности в воспаление могут быть вовлечены и твердые ткани, например кости. В связи с этим своевременное выявление локальной гипертермии в этих участках подошв стоп космонавтов позволит избежать опасных осложнений.The fact is that under the conditions of modeling long space flights with altered conditions of gas pressure and gravity, namely in zero gravity conditions, astronauts develop flat feet. This is also facilitated by changes in the water-electrolyte balance of the astronauts. In this regard, the implementation by the astronauts of physical exercises on the "space" simulators (treadmill) with the exhaustion of adaptation reserves can lead to the appearance of new foci of contact of the soles of the feet with support under pressure. If the load to which these areas of the feet of the astronauts are adapted is exceeded, damage may develop in them, accompanied by the development of inflammation. In addition, a change in the shape, and hence the size of the foot (an increase in the case of transverse flat feet) will lead to the fact that the sizes of sports shoes used by the astronaut may be smaller than the sizes of the feet and, when performing exercises on the simulators, foci of increased friction of the feet with shoes may occur. This in turn can lead to the formation on the foot of not only corns, but also inflammation of the skin and other soft tissues, and in case of damage to their integrity, hard tissues, such as bones, can be involved in the inflammation. In this regard, the timely detection of local hyperthermia in these areas of the soles of the feet of the astronauts will avoid dangerous complications.

Определение динамики локальной температуры по инфракрасной плантографии во время длительного межпланетного пилотируемого полета и физических упражнений позволяет оценить адаптацию человека к условиям космического корабля, поскольку при наличии у космонавта достаточных резервов адаптации изменений в тепловых отпечатках стоп не происходит. С другой стороны, при исчерпании резервов адаптации к условиям космического полета повышение температуры в стопе и появление в ней зоны локальной гипертермии возникает вследствие локального воспаления, которое развивается как местная защитная реакция на повреждение мягких тканей в участках стопы, ранее не получавших физическую нагрузку. Поэтому во время регулярно повторяющихся нагрузок на стопу у наиболее тренированных космонавтов «включаются» резервы адаптации в стопе, для того, чтобы она легко «пережила» угрожающие ей следующие периоды физической нагрузки и сохранила нормальные взаимоотношения стопы с поверхностью, на которой стоит космонавт. Поэтому нормальные тепловые следы-отпечатки стоп космонавтов «демонстрируют» наличие резервов адаптации к космическому полету. С другой стороны, при плохой адаптации стопы космонавта к повторным физическим нагрузкам в условиях космического полета температура в зонах стопы, ранее не тренированной к физической нагрузке, повышается более значительно, чем в тренированных ранее участках стопы.The determination of the dynamics of local temperature by infrared plantography during a long interplanetary manned flight and physical exercises allows us to evaluate the adaptation of a person to the conditions of a spacecraft, since if the astronaut has sufficient reserves for adaptation, changes in thermal footprints do not occur. On the other hand, when the reserves of adaptation to space flight conditions are exhausted, an increase in the temperature in the foot and the appearance of a zone of local hyperthermia in it arise as a result of local inflammation, which develops as a local protective reaction to soft tissue damage in areas of the foot that have not previously received physical activity. Therefore, during regularly repeated loads on the foot, the most trained astronauts “turn on” adaptation reserves in the foot so that it easily “survives” the following periods of physical activity that threaten it and maintains normal relations between the foot and the surface on which the astronaut stands. Therefore, normal thermal footprints-footprints of astronauts' feet "demonstrate" the availability of reserves for adaptation to space flight. On the other hand, with poor adaptation of the astronaut's foot to repeated physical exertion in space flight conditions, the temperature in the zones of the foot that was not previously trained for physical activity rises more significantly than in previously trained sections of the foot.

Таким образом, инфракрасное исследование динамики тепловых отпечатков стоп космонавтов после физических упражнений, искусственно организуемых во время длительных космических полетов, позволяет определить резервы адаптации космонавта к ним.Thus, an infrared study of the dynamics of thermal impressions of the feet of astronauts after physical exercises, artificially organized during long space missions, allows us to determine the reserves of adaptation of the astronaut to them.

Способ осуществляют следующим образом (по аналогии способа проведения наземного эксперимента, моделирующего пилотируемый полет к Марсу (RU 2348572). Для моделирования длительного пилотируемого космического полета используют наземный экспериментальный марсианский комплекс, включающий оснащенные системами жизнеобеспечения обитаемые автономные герметичные модули, корпусы которых рассчитаны на поддержание внутреннего давления 0,6-1,2 атмосфер и выполнены с возможностью изоляции членов экипажа от внешней среды на заданную длительность эксперимента и исполнительные системы, моделирующие среду обитания автономных герметичных модулей, а также обеспечивают влияние на космонавтов факторов, присущих динамике межпланетного перелета, в частности воздействию разных уровней гравитации и атмосферного давления, а также физическим упражнениям на «космических» тренажерах (беговой дорожке). За 24 часа до начала моделирования условий длительного космического полета, в условиях нормального атмосферного давления и гравитации Земли, у участника эксперимента просят оголить подошвы стоп и очищают экранируемую поверхность, с помощью тепловизора определяют в них локальную температуру, придают температуру поверхности ниже выявленного минимального значения локальной температуры подошв космонавта более чем на 0,1°С, фиксируют время проведения температурного исследования. Для получения тепловых следов-отпечатков подошв на экранируемой поверхности просят космонавта встать на нее на 30 секунд поочередно каждой стопой, одновременно регистрируют значение давления, оказываемого поверхностью стопы на исследуемую поверхность. Сразу же после удаления стопы с исследуемой поверхности регистрируют на ней с помощью тепловизора тепловой отпечаток стопы космонавта. Для этого устанавливают тепловизор в сторону экранируемой поверхности перпендикулярно к ней на расстоянии 1 м. Тепловизор используют настроенным на инфракрасное исследование в диапазоне температур +25 - +36°С. Получают на экране тепловизора цветное изображение отпечатка стопы с экранируемой поверхности, фотографируют тепловой след-отпечаток. Затем в условиях моделирования длительного космического полета получают изображение отпечатков подошв многократно еженедельно в условиях искусственного оказания в течение 30 секунд внешнего давления на стопу с величиной, равной значению давления, оказываемого до начала моделирования космического полета. При этом каждое очередное исследование проводят в одно и то же время суток. Снимки тепловых отпечатков стоп передают в центр управления полетами, где их архивируют в виде атласа термокарт отпечатков стоп (Рис. 1).The method is carried out as follows (by analogy with the method of conducting a ground-based experiment simulating a manned flight to Mars (RU 2348572). To simulate a long-term manned space flight, a ground-based experimental Martian complex is used, equipped with life-support systems inhabited autonomous hermetic modules, the cases of which are designed to maintain internal pressure 0.6-1.2 atmospheres and are configured to isolate crew members from the external environment for a given duration of exp The experiments and actuating systems simulating the living environment of autonomous pressurized modules, as well as providing influence on cosmonauts factors inherent in the dynamics of interplanetary flight, in particular the impact of different levels of gravity and atmospheric pressure, as well as physical exercises on "space" simulators (treadmill). 24 hours before the start of modeling the conditions of a long space flight, under conditions of normal atmospheric pressure and Earth gravity, the participant is asked to expose the soles of the feet purified shadowed surface via thermal determine local temperature therein, give the surface temperature below the identified minimum local temperature astronaut soles more than 0,1 ° C, fixed time of temperature studies. To obtain thermal footprints of the soles of the soles on the screened surface, they ask the astronaut to stand on it for 30 seconds alternately with each foot, at the same time register the pressure exerted by the surface of the foot on the surface being studied. Immediately after removing the foot from the test surface, a thermal imprint of the astronaut's foot is recorded on it using a thermal imager. To do this, install a thermal imager in the direction of the screened surface perpendicular to it at a distance of 1 m. The thermal imager is used configured for infrared research in the temperature range +25 - + 36 ° C. A color image of the footprint from the screened surface is obtained on the thermal imager screen, and the thermal imprint is photographed. Then, under the conditions of modeling a long space flight, an image of the footprints is obtained many times a week under conditions of artificial external pressure being applied to the foot for 30 seconds with a value equal to the pressure exerted before the start of the space flight simulation. Moreover, each regular study is carried out at the same time of day. Images of thermal footprints are transferred to the flight control center, where they are archived in the form of an atlas of thermal maps of footprints (Fig. 1).

В центре управления полетами обрабатывают полученные данные с помощью компьютера и анализируют динамику локальной температуры теплового следа каждой стопы космонавта. При отсутствии изменений картины инфракрасной плантографии стоп выдают заключение о достаточной адаптации космонавта к длительным межпланетным пилотируемым полетам, при выявлении на термокартах новых зон локальной гипертермии, в которых температура превышает исходные значения более чем на 0,1°С, выдают заключение о недостаточной адаптации космонавта к длительному межпланетному пилотируемому полету.The flight control center processes the data obtained using a computer and analyzes the dynamics of the local temperature of the thermal trace of each foot of the astronaut. In the absence of changes in the pattern of infrared plantation of the feet, they give an opinion on the astronaut’s sufficient adaptation to long interplanetary manned flights, when new thermal zones of local hyperthermia are detected on thermal cards, in which the temperature exceeds the initial values by more than 0.1 ° C, they give an opinion on the astronaut’s insufficient adaptation to long interplanetary manned flight.

Пример. При оценке адаптации космонавта К. к длительному космическому полету в условиях многодневного проведения наземного эксперимента, моделирующего пилотируемый полет к Марсу, включающего в себя моделирование стадий полета, стадию адаптации космонавта к летательному аппарату и стадию адаптации к моделям стадий полета к Марсу и возвращения на Землю, было решено провести оценку устойчивости его стоп к новым условиям и искусственным факторам воздействия посредством традиционной плантографии. Для этого попросили космонавта через неделю после начала моделирования полета встать босиком на двух ногах в вертикальном положении на горизонтальную поверхность, получили физические отпечатки обеих стоп, измерили на полученных отпечатках длины, ширины стоп и углы латерального отклонения первых пальцев. После этого сравнили полученные данные с данными, считающимися нормальными, и выдали оценку по ним о степени поперечного распластывания стоп. На основании полученных результатов было выдано заключение о нормальной адаптации космонавта к космическому полету. Однако устойчивость космонавта к более длительному моделируемому космическому полету осталась неизвестной. Это исключало качественную подготовку космонавта к длительному пилотируемому космическому полету и высокую точность и безопасность тренировки космонавта и профилактики дезадаптации космонавта к условиям полета.Example. In assessing the adaptation of astronaut K. to a long space flight under the conditions of a multi-day ground-based experiment simulating a manned flight to Mars, including modeling of the flight stages, the stage of adaptation of the astronaut to an aircraft and the stage of adaptation to models of the stages of flight to Mars and return to Earth, It was decided to assess the stability of his feet to new conditions and artificial factors of influence through traditional plantography. To do this, they asked the astronaut a week after the start of the flight simulation to stand barefoot on two legs in an upright position on a horizontal surface, received physical prints of both feet, measured on the received prints the length, width of the feet and the angles of lateral deviation of the first fingers. After that, the obtained data were compared with the data considered normal, and an assessment was made on them of the degree of transverse spreading of the feet. Based on the results obtained, a conclusion was issued on the normal adaptation of the astronaut to space flight. However, the astronaut's stability to a longer simulated space flight remained unknown. This excluded the astronaut’s high-quality training for a long manned space flight and the high accuracy and safety of the cosmonaut’s training and the prevention of the cosmonaut’s maladaptation to flight conditions.

В связи с этим решено было применить разработанный способ инфракрасной оценки адаптации космонавтов к длительным межпланетным пилотируемым полетам. Для этого за 24 часа до планируемого начала моделирования космического полета, а затем еженедельно в одно и то же время суток после начала моделирования полета применяли многократно разработанную функциональную пробу и производили фотографирование с помощью тепловизора тепловых следов-отпечатков стоп космонавта, оставленных на экранируемой поверхности. При этом в первый день, а затем еженедельно исследование проводили в 9 часов утра после 2-часовых физических упражнений. При этом во время каждой очередной оценки регистрировали термокарту следов-отпечатков обеих стоп. Для этого с помощью тепловизора определяли локальную температуру подошвы стоп и экранируемой поверхности, а затем использовали эту поверхность с температурой ниже выявленного минимального значения локальной температуры подошв космонавта более 0,1°С. Для получения тепловых отпечатков подошв на экранируемой поверхности просили космонавта встать на нее на 30 секунд поочередно каждой стопой. При этом одновременно с этим регистрировали значение давления, оказываемого поверхностью стопы на исследуемую поверхность. Сразу после удаления стопы с исследуемой поверхности регистрировали на ней с помощью тепловизора тепловой отпечаток стопы космонавта. Для этого устанавливали тепловизор в сторону экранируемой поверхности перпендикулярно к ней на расстоянии 1 м, настроенный на инфракрасное исследование в диапазоне температур +25 - +36°С. Затем проводили функциональную пробу многократно еженедельно в условиях искусственного оказания в течение 30 секунд внешнего давления на стопу с величиной, равной значению давления, оказываемого до начала моделирования космического полета. При этом каждое очередное исследование проводили в 9 часов утра. Получали цветное изображение отпечатка стопы на экране тепловизора, фотографировали его, снимки тепловых отпечатков стоп передавали в центр управления полетами, где их архивировали в виде атласа термокарт отпечатков стоп, обрабатывали с помощью компьютера и анализировали динамику локальной температуры теплового следа каждой стопы космонавта.In this regard, it was decided to apply the developed method of infrared assessment of the adaptation of astronauts to long interplanetary manned flights. To do this, 24 hours before the planned start of space flight simulation, and then weekly at the same time of the day after the start of flight simulation, a repeatedly developed functional test was applied and a thermal imager of the footprints of the astronaut’s footprints left on the screened surface was taken with a thermal imager. At the same time, on the first day, and then weekly, the study was carried out at 9 o’clock in the morning after 2 hours of physical exercise. Moreover, during each next assessment, a thermal map of the footprints of both feet was recorded. For this, with the help of a thermal imager, the local temperature of the sole of the feet and the screened surface was determined, and then this surface was used with a temperature below the detected minimum value of the local temperature of the cosmonaut's soles of more than 0.1 ° C. To obtain thermal imprints of the soles on the screened surface, the astronaut was asked to stand on it for 30 seconds each foot in turn. At the same time, the pressure exerted by the surface of the foot on the test surface was recorded at the same time. Immediately after removing the foot from the test surface, the thermal imprint of the astronaut's foot was recorded on it using a thermal imager. For this, a thermal imager was installed in the direction of the screened surface perpendicular to it at a distance of 1 m, tuned for infrared research in the temperature range +25 - + 36 ° С. Then, a functional test was carried out repeatedly weekly under conditions of artificial application of external pressure on the foot for 30 seconds with a value equal to the pressure exerted before the start of space flight simulation. Moreover, each subsequent study was carried out at 9 a.m. A color image of the footprint was obtained on the thermal imager screen, photographed, the thermal footprints were transferred to the flight control center, where they were archived in the form of an atlas of thermal footprint maps, processed using a computer and the dynamics of the local temperature of the thermal trace of each foot of the astronaut was analyzed.

При этом было установлено, что за сутки до начала моделирования космического полета, в первую, вторую, а затем в каждую последующую неделю на протяжении первого месяца тепловые следы-отпечатки правой и левой стоп космонавта оставалась стабильными без существенных изменений. При этом было сделано заключение о наличии хорошей адаптации космонавта к длительному космическому полету и была продолжена стандартная подготовка его к полету, к выходу на поверхность Марса и к возвращению на Землю при еженедельном тепловизорном мониторинге тепловых следов-отпечатков стоп космонавта, отправлении полученных данных в центр управления полетами, архивировании их, анализе и еженедельном заключении об адаптации космонавта к условиям полета.It was found that a day before the start of space flight modeling, in the first, second, and then in each subsequent week during the first month, the thermal footprints of the right and left feet of the astronaut remained stable without significant changes. At the same time, it was concluded that the cosmonaut had a good adaptation to a long space flight, and his standard preparation was continued for flight, for reaching the surface of Mars and for returning to Earth with weekly thermal imaging monitoring of the thermal footprints of the astronaut's footprints, sending the data to the control center flights, archiving them, analysis and a weekly conclusion on the adaptation of the astronaut to flight conditions.

Последующее наблюдение за космонавтом показало, что космонавт провел весь требуемый период времени космическом корабле в модельных условиях без заусениц, трещин кожи стоп, без дерматита, миозита, артрита, остеомиелита в области стопы и без плоскостопия, выполнил все физические упражнения и запланированные эксперименты на «хорошо» и «отлично», а после завершения эксперимента у него отсутствовало плоскостопие.Subsequent observation of the astronaut showed that the astronaut spent the entire required period of time on the spacecraft under model conditions without burrs, cracked feet, without dermatitis, myositis, arthritis, osteomyelitis in the foot and without flat feet, performed all physical exercises and the planned experiments “well” "And" excellent ", and after the experiment he had no flat feet.

Таким образом, предложенный способ за счет курсового многократного определения динамики локальной температуры стоп космонавта после разработанного функционального теста, осуществляемого в одно и то же время суток после завершения физических упражнений, позволяет повысить эффективность, безопасность и точность инфракрасной оценки адаптации космонавта к условиям длительного космического полета.Thus, the proposed method due to multiple course determination of the dynamics of the local temperature of the astronaut's feet after the developed functional test, carried out at the same time of the day after the completion of physical exercises, can improve the efficiency, safety and accuracy of the infrared assessment of the astronaut's adaptation to long-term space flight conditions.

Claims

A method for infrared assessment of cosmonauts adaptation to long interplanetary manned flights, including modeling of flight stages, stages of cosmonauts adaptation to an aircraft and to models of stages of flight to Mars and return to Earth, in which participants in the experiment are exposed to their environment continuously for many days under conditions changing gas pressure and gravity, while conducting a functional test, get the image of the prints of their soles on the screened surface at the astronaut’s location on it standing barefoot in an upright position, measure the geometric and physical parameters of the prints obtained, analyze the data and give a conclusion, characterized in that the study begins at least one day before the start of flight simulation under normal atmospheric pressure and the Earth’s gravity, To do this, using a thermal imager, determine the local temperature of the sole of the feet and the screened surface, use this surface further with a temperature below the detected minimum the local temperature of the cosmonaut's soles is more than 0.1 ° C, to get the footprints of the soles on the screened surface, they ask the astronaut to stand on it for 30 seconds each foot in turn, simultaneously record the pressure exerted by the surface of the foot on the surface to be examined, immediately after removing the foot from the surface to be examined, a thermal imprint of the astronaut's foot is recorded on it using a thermal imager; for this, a thermal imager is installed in the direction of the screened surface perpendicular to it on at a distance of 1 m, tuned for infrared research in the temperature range + 25- + 36 ° C, a color image of the footprint is obtained on the screen of the thermal imager, photographed, then, under the conditions of modeling a long space flight, the image of the footprints is obtained many times weekly under artificial rendering during 30 seconds of external pressure on the foot with a value equal to the pressure exerted before the start of space flight simulation, each subsequent study is carried out at the same time days, thermal footprints of the feet are transferred to the flight control center, where they are archived in the form of an atlas of thermal maps of footprints, processed using a computer and the dynamics of the local temperature of the thermal trace of each foot of the astronaut is analyzed, in the absence of changes in the pattern of infrared plantography, the feet give a conclusion on the astronaut’s sufficient adaptation to long interplanetary manned flights, when new thermal zones of local hyperthermia are detected on thermal cards in which the temperature exceeds the initial values b Lee than 0,1 ° C, give insufficient adaptation conclusion to prolonged astronaut manned interplanetary flight.