Aby człowiek mógł pracować na Księżycu i Marsie, na Ziemi będą musiały powstać nowe gałęzie przemysłu.
- Pamiętasz obrazy El Greco? Mają wydłużone twarze, wydłużone ciała. A więc - jeśli astronauci nie będą ćwiczyć na orbicie przez co najmniej dwie godziny dziennie, bardzo szybko zamienią się w takie stworzenia! - tak powiedział mi piętnaście lat temu jeden z założycieli radzieckiej medycyny kosmicznej, akademik Oleg Georgievich Gazenko.
Przez całe pół wieku, podczas którego ludzie latają w kosmos, naukowcy próbowali rozwikłać to zjawisko: dlaczego ciało ludzkie, znajdując się w stanie nieważkości, zaczyna się szybko odbudowywać, jakby wpadło w znane środowisko i wie, co robić? Niedawno uzyskano nowe dane. A rozmawiamy o nich z Eleną Tomilovską, kierownikiem wydziału fizjologii sensomotorycznej i profilaktyki Instytutu Problemów Medycznych i Biologicznych, głównej organizacji zajmującej się badaniem zdrowia astronautów.
Elena, jako prawdziwy naukowiec, najpierw wyjaśniła:
- Tak naprawdę, w co się zmieni ludzkie ciało, jeśli przez dłuższy czas będzie pozostawało w stanie nieważkości, tego oczywiście nie wiemy na pewno. Zakładamy tylko. Nikt nie zaryzykuje życia astronauty. Dla załóg obowiązkowe są dwie godziny ćwiczeń fizycznych dziennie. Możemy przewidywać za pomocą eksperymentów modelowych.
„Ale ciało odbudowuje się szybko w stanie nieważkości. Co więcej, radykalnie
- Tak, ale nie wszystko jest takie proste. Ciało jest pod silnym stresem. Szczególnie „wybija” centralny układ nerwowy, który nie rozumie, jak interpretować sygnały z aparatu przedsionkowego. Mózg jest zupełnie nieprzyzwyczajony do chaosu. I tutaj nie jest jasne, gdzie jest podłoga, gdzie jest sufit, jak rozprowadzić krew! Dlatego generalnie „ignoruje” informacje płynące z aparatu przedsionkowego, przestaje się nim kierować. I bardziej skupiony na wzroku, słuchu, wrażliwości dotykowej. Taki ostry stan utrzymuje się przez kilka dni, do tygodnia. I wtedy zaczyna się proces chronicznej adaptacji. Naszym zadaniem jest zapobieganie takiej adaptacji, ponieważ rozumiemy, że astronauta musi wrócić do domu.
A gdyby nie było potrzeby powrotu?
Film promocyjny:
- Wtedy ciało naprawdę zaczęłoby się poważnie zmieniać. Na przykład w stanie nieważkości nie jest wymagany potężny aparat mięśniowy, który powstał w walce z grawitacją. Wapń w kościach nie jest tak bardzo potrzebny, podobnie jak silne serce.
Czy nieważkość jest rodzimym elementem?
Co by się stało z ciałem astronauty, gdyby nie ćwiczył codziennie na symulatorach przez sześć miesięcy, rok - na przykład na tej samej bieżni?
- Nic tragicznego. Wiemy, że człowiek może żyć w stanie nieważkości dość spokojnie i dość długo.
To znaczy ci ludzie, którzy kiedyś odlatują z Ziemi i organizują gdzieś w kosmosie kolonię, raczej szybko stają się nie tacy jak my, Ziemianie?
- Będzie wyraźnie inny, tak. To jest ewolucja, adaptacja do warunków życia.
Najnowsze badania dotyczą mózgu astronautów. Zmienia kształt, traci na wadze. Czy ludzie stają się głupsi?
- Główne zmiany zachodzą w wyniku redystrybucji płynu w kierunku głowy. Ze względu na fakt, że płyn silnie pędzi do głowy, mózg jest nieco przemieszczony wewnątrz czaszki. I tak, zmienia się objętość przestrzeni płynu mózgowo-rdzeniowego.
To niewielkie zmiany - w granicach 3-4 proc. Na orbicie nieustannie prowadzone są badania nad funkcjami poznawczymi astronautów. One się nie zmieniają.
„Oznacza to, że na orbicie nie robią się głupsi. Dziękuję za to. Jak krytyczny jest problem ze wzrokiem? Wiem, że Amerykanie zauważyli, że ich astronauci mają osłabiony wzrok?
- Ktoś znajduje te zmiany, a inni nie. Istnieje kilka wersji przyczyn tych problemów. Niektórzy uważają, że problemy zaczęły się pojawiać, gdy kosmonauci dali się ponieść ćwiczeniom siłowym, to znaczy zaczęli „huśtać się” na stacji. Podnoszenie ciężarów prowadzi do wzrostu ciśnienia wewnątrzczaszkowego i wewnątrzgałkowego.
Więc na stacji jest sprzęt dla kulturystów?
- Nie całkiem. Na pokładzie pojawiły się nowoczesne symulatory sportowe, a kosmonauci aktywnie się nimi zajęli. Chociaż z naszych powodów najważniejsze jest nie pompowanie mięśni, ale rozwijanie koordynacji, bieganie. Jak krytyczne jest to, co się dzieje? Nie powoduje to znaczących konsekwencji zdrowotnych. Chociaż czas trwania lotów nie jest długi, wszystkie wskaźniki wracają do kwadratu po krótkim czasie po zakończeniu lotu.
Spacer po Czerwonej Planecie
Czyli możemy zapewnić skuteczność załogi, gdy przybędzie na Marsa? W końcu latać 8-9 miesięcy?
- Tak.
Ale teraz, po sześciu miesiącach pracy na niskiej orbicie, nie zawsze wracają w najlepszej formie …
- Nie tak dawno temu wspólnie z NASA rozpoczęliśmy nowy eksperyment. Badamy wydajność kosmonauty w miejscu lądowania. W pierwszej godzinie po wylądowaniu pojazdu zniżającego przeprowadzamy proste testy. Czy dana osoba będzie w stanie wstać z pozycji siedzącej, położyć się, przejść przez przeszkodę. Iść przez. Są zadania i trudniejsze - oprzeć się po pchnięciu na klatkę piersiową. Istnieją zadania, które pomagają zrozumieć, jak szybko dana osoba może wykonać zestaw zadań operatora. Jak dotąd wyniki są następujące: nasi kosmonauci wracają w dość dobrym stanie. Ich choroba lokomocyjna nie jest zbyt wyraźna. Chociaż każdy to ma.
Czyli w zasadzie z punktu widzenia fizjologów astronauci będą już mogli pracować na powierzchni Marsa?
- Tak. Ale wszystko zależy od tego, ile czasu minie po wylądowaniu - a dokładniej lądowaniu na Marsie. Za godzinę kosmonauta może tylko chodzić, wbijać sondę w ziemię. A po dwóch może zostać poinstruowany, aby wykonywał bardziej złożone zadania.
Taka szybka adaptacja na nieznanej planecie?
- Pewnie. A pełna adaptacja nastąpi za kilka dni.
Amerykanie przeprowadzają ten eksperyment z wylądowanymi astronautami 12 godzin później i 24 godziny po wylądowaniu. Widzą, że podstawowe funkcje są przywracane w ciągu kilku godzin.
Garnitur Vanka-Vstanka
A co z pracą na Księżycu?
- Może być więcej problemów na Księżycu. Widzieliście, że na Księżycu astronauci mieli trudności z chodzeniem. I nie byli w czymś zbyt dobrzy. Filmy pokazują, że starali się zachować równowagę. Nie mógł wstać, kiedy upadli.
Ale nie ma takiej siły grawitacji jak na Ziemi czy na Marsie. Więc powinno być łatwiej
- Wręcz przeciwnie, dostosowanie się do tego wymaga wiele wysiłku. Myślimy teraz, że dla astronautów, którzy będą pracować na Księżycu, konieczne jest wykonanie specjalnych stanowisk do treningu na Ziemi. Nie jest to łatwe - musisz w pełni odtworzyć warunki księżycowe.
„Energia Rocket and Space Corporation postawiła takie stanowisko
- Nie całkiem. Aby uzyskać pełnoprawną imitację, musisz zawiesić garnitur w wielu punktach. Idealnie byłoby, gdyby astronauci zostali przeszkoleni do pracy w warunkach o wadze 1/6, a nawet w skafandrach kosmicznych.
Oznacza to, że przed utworzeniem bazy na Księżycu musi istnieć nowy poważny program medyczny do szkolenia kosmonautów …
- I pracujemy nad tym teraz. Nadal musimy wymyślić urządzenia, które mogłyby pomóc astronautom lepiej pracować na powierzchni Księżyca. Skafandry, w których pracowali Amerykanie, nie nadają się na długie wyprawy. Potrzebujemy urządzeń, które zwiększyłyby przyczepność do powierzchni, jakiś rodzaj obciążenia, być może podobny do skafandra nurka. Podsumowując, potrzeba nowej branży, aby wyposażyć człowieka do pracy na Księżycu.
BTW
Głównym zagrożeniem jest promieniowanie kosmiczne
Niektórzy naukowcy uważają, że w drodze na Marsa załogom grozi demencja, a nawet utrata pamięci. Wyjaśniają to faktem, że podczas lotu astronauci będą wystawieni na działanie promieni kosmicznych pochodzenia galaktycznego i słonecznego. Na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej ludzie są chronieni przez ziemskie pole magnetyczne. Ale jeśli odlecisz …
Promienie kosmiczne z łatwością przechodzą przez ciało statku kosmicznego Marsa i „przebijają” ciała astronautów, powodując uszkodzenia na poziomie molekularnym. Istnieje wersja, w której procesy regeneracji komórek mogą zostać zakłócone, gojenie uszkodzonych tkanek zostanie spowolnione. Uważa się, że promieniowanie wpłynie na zdolności poznawcze załogi.
Naukowcy z Wydziału Radioterapii Onkologicznej Uniwersytetu Kalifornijskiego przeprowadzili eksperymenty, naświetlając myszy strumieniem cząstek podobnych do kosmosu. Niestety, już po 12 tygodniach myszy wykazały spadek zdolności umysłowych. Dlatego niemożliwe jest użycie modułów podobnych do tych, które tworzą Międzynarodową Stację Kosmiczną, do stworzenia marsjańskiego statku kosmicznego. Będziemy musieli opracować specjalną ochronę przed promieniowaniem kosmicznym. Może to być dość trudne i trudne. Nawet w przypadku modułów, które będą stanowić podstawę stacji księżycowej - projektu, o którym obecnie dyskutuje NASA i Roscosmos - konieczne jest zapewnienie bardziej niezawodnej ochrony przed promieniowaniem.
ALEXANDER MILKUS