Большинство указанных приемов, методов, средств и конструктивных решений находились на уровне изобретений или «ноу-хау», многие из них были применены впервые в мировой практике, с большим опережением существовавшего на момент разработки мирового уровня.
В состав макетного образца ТМК было включено немало новых и новейших по тому времени деталей, узлов, агрегатов и другой наукоемкой продукции. С другой стороны, эти новые элементы гармонично и целесообразно сочетались в конструкции корабля с элементами старыми, простыми, проверенными в деле.
В этом смысле можно сказать, что проект ТМК был ярким воплощением подхода Королева к решению проблем создания новых образцов космической техники за счет умелого применения простейших, надежных и отработанных решений для достижения в сжатые сроки при относительно малых затратах качественно новых результатов.
В работе над объектом участвовала широкая межотраслевая кооперация, включающая десятки организаций, предприятий, учреждений страны. Однако тон задавали инженеры и медики — специалисты ЦКБЭМ (НПО «Энергия») и ИМБП МЗ СССР.
На начальном этапе подобных экспериментов преобладали задачи отладки служебных систем, обеспечивающих газовый состав атмосферы в обитаемых отсеках. Поэтому большое значение придавалось вопросам космической токсикологии и, более широко, вопросам обитаемости объекта. Пуско-наладочные работы в отсеках изделия ЭУ-37 были благополучно завершены к 1971 году. Аппаратура и оборудование НЭКа в целом были также приведены в готовность к серьезным длительным экспериментам, позволявшим с максимально возможной на Земле полнотой моделировать условия пилотируемого межпланетного полета и профессиональную деятельность экипажа. НЭК был оборудован современными средствами медицинского контроля и исследований, компьютерной базой для обработки результатов экспериментов, системой аварийной сигнализации о состоянии здоровья и среды обитания.
К концу 60-х — началу 70-х годов НЭК был готов к проведению экспериментов и испытаний в изделии ЭУ-37 с участием человека.
В первом длительном эксперименте в макете межпланетного корабля в 1971–1972 годах продолжительностью 50 суток участвовал экипаж в составе В. А. Корсакова, Ю. Ф. Климентова и Г. Н. Пожарского. Накопленный космической медициной к тому времени опыт убедительно свидетельствовал о решающем значении правильного решения вопросов психологии и психофизиологии труда для успешного осуществления длительных пилотируемых космических миссий. Исходя из этого обстоятельства, два последующих длительных эксперимента были во многом подчинены изучению указанных вопросов, для чего в состав экипажа вводился врач-исследователь с соответствующей специализацией.
Циклограммы этих экспериментов были насыщены разнообразными методиками исследований: медицинских, психологических, медико-технических. Весьма существенное время в структуре режима труда и отдыха уделялось техническому обслуживанию и профилактическому ремонту систем корабля. Интенсивному изучению подвергалась способность человека-оператора выполнять штатную деятельность по управлению кораблем при сближении и стыковке, для чего в состав оборудования был включен уникальный по тому времени тренажер «Волга», моделировавший процесс стыковки. Работая на нем, испытатель оценивал ряд технических параметров — таких, как расход рабочего тела, скорость касания, угловые скорости по курсу, крену и тангажу, потребное время для выполнения стандартной задачи по поиску и причаливанию. Наряду с этим количественно оценивался уровень психофизиологической напряженности оператора по показателям вариационной пульсометрии, кожно-гальванической реакции, артериального давления, электроэнцефалограммы. Тем самым изучалась «физиологическая цена» выполнения сложной операторской задачи по управлению динамическим объектом на фоне длительного изолированного «полета».
В ходе экспериментов испытатели подвергались воздействию комплекса факторов, характерных для длительного космического полета: длительная и напряженная профессиональная деятельность, эмоциональный стресс, лимит и дефицит времени для выполнения необходимых операций, сенсорная и социальная изоляция, напряженность межличностных отношений, резко измененные параметры газовой среды (состав атмосферы, температура, давление и влажность). Часто возникали нештатные или аварийные ситуации, а в некоторых случаях они моделировались искусственно. При этом оценивалась способность членов экипажа преодолевать утомление и переутомление, дефицит сна, ситуацию острого или хронического неуспеха. Анализировались параметры внутригрупповой совместимости и личностные особенности, влияющие на успех-неуспех деятельности индивидуума в составе малой группы.
Второй длительный эксперимент продолжительностью 60 суток был организован и проведен на макете ТМК в 1974 году с 29 мая по 25 июля. Состав экипажа: командир Корсаков В. А., бортинженер Рябов Э. В., врач-испытатель Макаров В. И.
Третий длительный эксперимент продолжительностью 90 суток был организован и проведен в 1975 году с 27 марта по 25 июня. Состав экипажа: командир Корсаков В. А., бортинженер Абушкин Б. М., врач-испытатель Макаров В. И. (рис. 5.12.1).
Испытания на макете марсианского корабля продолжались и после отстранения от должности начальника предприятия и главного конструктора В. П. Мишина в апреле 1974 года, и далее по инерции до середины 1975 года. Научно-исследовательская, инженерно-конструкторская, испытательная деятельность на наземном экспериментальном комплексе была подчинена решению доминирующей задачи — отработке агрегатов и систем марсианского корабля — ТМК, а также вопросов обеспечения жизнедеятельности и работоспособности экипажей применительно к условиям именно межпланетного пилотируемого полета. Однако с приходом к руководству В. П. Глушко после его решения о прекращении работ по королевским проектам эта деятельность была по существу поставлена «вне закона». В дальнейшем эксперименты в НЭКе были перенацелены на обслуживание текущих потребностей программы полетов на орбитальные станции. Многие системы ТМК продолжали совершенствоваться в условиях реального космического полета уже в составе орбитальных станций.
Однажды на Байконуре, появившийся там Николай Протасов, занимавшийся всем комплексом систем жизнеобеспечения на ТМК и курировавший от ОКБ-1 эти работы в НЭКе, с грустью сообщил мне: «Володя, меня бросили в воду». Это означало, что ему поручили заниматься системой регенерации воды для орбитальных станций. Эта система, созданная для ТМК, перекочевала сначала на ДОС, потом на «Мир», где регенерировала (то есть превратила конденсат в воду и, в первую очередь, в питьевую для нужд экипажа) в общей сложности 21,5 тонны воды, обеспечив пятнадцатилетние потребности экипажа. На МКС к осени 2006 года она регенерировала 8 тонн воды. Поэтому утверждения некоторых авторов о том, что первые орбитальные станции были созданы для того, чтобы их системы использовать для межпланетных кораблей, мягко говоря, не совсем корректны. Правильнее следует сказать, что многие системы, созданные для межпланетного корабля, были использованы на орбитальных станциях и естественно проходили там свою дальнейшую отработку.
Королев мечтал о космическом полете, не связанном никакими ограничениями. В 1962 году он так сформулировал комплекс первоочередных задач космической биотехнологии: «Надо бы начать разработку „оранжереи по Циолковскому“, с наращиваемыми постепенно звеньями или блоками, и надо начинать работать над „космическими урожаями“. Каков состав этих посевов, какие культуры? Их эффективность, полезность? Обратимость (повторяемость) посевов из своих же семян, из расчета длительного существования оранжереи? Какие организации будут вести эти работы: по линии растениеводства (и вопросов посева, влаги и т. д.), по линии механизации и „светотеплосолнечной“ техники и систем ее регулирования для оранжереи и т. д.?»
В порядке подготовки к комплексным испытаниям в составе ТМК первые наземные лабораторные образцы биолого-технических систем жизнеобеспечения прошли отработку в научном годовом эксперименте в 1967–1968 годах с участием трех испытателей в наземном лабораторном комплексе.
