Возможность жизни на других планетах уже не кажется чем-то нереальным. Но в других условиях и человек станет другим. Что ждет тех, кто решится покорять космос и что с ними происходит прямо сейчас?
В космонавты отбирают самых крепких, здоровых, выносливых и психически уравновешенных людей. Но даже они, ступая на Землю после месяцев орбитальной жизни, испытывают ощущения, будто были прикованы к постели.
— Отекает слизистая носа, становиться трудно дышать.
— Кожа отшелушивается, ходишь и чувствуешь ногами любые ворсинки на ковре, это больно и неприятно.
— Такое ощущение, что тебе повесили гири на ноги, дали гантели в руки, и ты каждое движение прям чувствуешь, преодолеваешь этот вес.
Так описывают космонавты свое состояние после пребывания в невесомости.
Фантаст Александр Беляев еще в первой половине XX века предвосхитил будущее, поразительно точно описав в повести «Звезда КЭЦ» одну из самых серьезных проблем пребывания космонавтов на борту МКС — потерю кальция и атрофию мышц.
В невесомости не нужны сильные мышцы и сильное сердце, не нужен крепкий скелет, вестибулярный аппарат тоже не особенно нужен. И, естественно, все, что у нас в организме не используется, подвергается атрофии, сначала оно просто не используется, потом начинает терять свои функции. Дальше все зависит только от длительности воздействия,— заведующая отделом сенсомоторной физиологии и профилактики ИМБП Елена Томиловская.
А ведь уже через каких-то 20 лет, с развитием индустрии космических путешествий в топе новой эры освоения неизведанных пространств, будут космо-специальности — космобиолог и космогеолог, менеджер космотуризма и космодиспетчер, проектировщик жизненного цикла космических сооружений. Представителям этих профессий придется годами жить в условиях невесомости на борту орбитальных космических аппаратов.
Это не болезнь, но суровая адаптация
Специалисты Института медико–биологических проблем Российской академии наук изменения, происходящие с организмом человека в невесомости болезнью не называют, считая адаптацией к новым условиям. И продолжают исследования всех систем организма космонавтов, участвующих так или иначе в этой адаптации.
Тем не менее. Что происходит с космонавтами во время и после пребывания в космосе?
Остеопороз и растягивание позвоночника
За полгода космонавт может потерять до 7 % кальция, поэтому плотность кальция в костях им измеряют после каждого полета.
Насчет того, чтобы кости стали совсем жидкими, я сомневаюсь, но то, что они ослабнут — совершенно точно, — специалист ИМБП Елена Томиловская.
В невесомости и тело космонавта, и все предметы, с которыми он взаимодействует, лишены веса. Это приводит к мышечной атрофии. В том числе, слабеют мышцы, обеспечивающие плотное прилегание позвонков друг к другу.
А это — сразу две проблемы. Во-первых, позвоночник растягивается. Известны случаи, когда рост увеличивался до 6-7 см. Космонавты могут не поместиться в кресло спасательной капсулы, сконструированное до полета индивидуально под них. Во-вторых, после возвращения земная гравитация буквально расплющивает позвоночник, повышая риск возникновения грыж.
— После полета ни в коем случае нельзя бегать, эту ошибку я сделал после первого полета. Пробежал немного и на следующий день коленки были как тыквы, — космонавт Михаил Корниенко.
Чтобы избежать мышечной атрофии, на борту МКС приходится нагружать мышцы искусственно, надевая специальный костюм «Пингвин», создающий физические нагрузки на мышечную систему.
Потеря кратковременной памяти
Длительное пребывание в невесомости влияет на вестибулярный аппарат, кровоснабжение и головной мозг. Многие космонавты отмечают кратковременную потерю памяти.
— Даже не то, что не помнишь, что тебе говорили, а ты не помнишь, что вообще был факт разговора! Некоторые изменения в коре головного мозга напоминают болезнь Альцгеймера. Отлично помнишь детство, обучение, кто что делал, но теряется оперативная, короткая память,— космонавт Олег Котов.
Поэтому все важные дела на день принято записывать.
Ухудшение зрения
Продолжительное нахождение в космосе воздействует и на глаза. Впервые проблемы со зрением обнаружили у американского астронавта НАСА Джона Филлипса, который в 2005 году провел на борту МКС шесть месяцев. На ухудшение зрения жаловался и астронавт Скотт Келли, который провел на МКС год.
Нейроокулярный синдром включает в себя несколько симптомов: отек зрительного нерва и сетчатки, изменение формы глаза, уплощение его, изменения в рефракции, — Ольга Манько, руководитель лаборатории физиологии и психофизиологии зрительной системы ИМБП.
По одной из гипотез, нейроокулярный синдром развивается из-за разницы между глазным давлением, которое в условиях невесомости понижается, и внутричерепным, которое, наоборот, увеличивается — из-за притока крови к голове. Сейчас эту проблему исследуют в ИМБП.
Ну хорошо, с физиологией понятно. А что с моральным духом?
До Земли далеко
За стеклом иллюминатора — черная бездна с точками звезд. Никаких привычных глазу земных пейзажей и движений. И так вчера, сегодня, завтра. Замкнутое пространство, разлука с близкими, физические нагрузки и огромная ответственность — как возможно выдержать все эти реалии и сохранить моральных дух и здоровую психику?
— Я никогда не задумывался о том, что изоляция — мощнейший фактор, который воздействует на людей. А ведь даже самый приятный человек в какие-то моменты начинает тебя бесить. Ты не можешь выбрать экипаж. Никуда не сходить, кота не потискать! Семьи рядом, друзей, — не будет! Работа без выходных! — космонавт Сергей Рязанский.
Конечно, перед каждым полетом космонавтов специально обучают абстрагироваться от эмоций.
Существует правило трех «О». Описание. Объяснение. Оценка. Сначала надо разобраться, описать поведение человека в конфликтной ситуации. Потом объяснить его, почему он так делает? Может быть, его мама с папой с пеленок так воспитали, и по-другому у них не умеют. И третье — оценка. И это правило трех «О» наизусь заучивает каждый космонавт.
Основная идея — любые конфликтные ситуации должны решаться только в пользу корабля и полетного задания, ради которого прилетел экипаж.
Выдержать помогает и частичка дома. У каждого космонавта есть свое личное пространство, индивидуальная каюта, где можно закрыть глаза и представить родную улицу, квартиру, близких. У многих с собой фотографии родных. Это помогает поддерживать связь с домом.
Сейчас ученые находятся в процессе создания контента виртуальной реальности, с помощью которых можно будет, например, погулять по любимому саду.
— Я психологов попросил прислать звуки природы, где птички, петух поет, гроза. Достаточно громко это играло в модуле — гром гремит, дождь льется, вот реальная гроза! — Скотт* прилетает, у него глаза по пять копеек: «Ты где это взял?! Дай!» Так мы остаток экспедиции летали под грозу. Очень хорошая отдушина такая, — космонавт Михаил Корниенко.
Но самой большой психологической разгрузкой покорители космоса считают разговоры с близкими. Сейчас звонки с МКС на Землю вполне доступны. А вот в межпланетном полете, на значительном удалении, возможности поговорить с родными в режиме реального времени не будет. К примеру, задержка при полете к Марсу может достигать 20-ти минут в один конец. То есть, чтобы получить ответное «привет», придется ждать 40 минут.
Новый облик человека
Раз это адаптация, значит, нас ждут и другие изменения?
И если в условиях невесомости главное — руки, значит, ноги постепенно атрофируются? Память станет слабее, глазные яблоки уплощенными, зрение ухудшится? Человек перейдет на внутривенное питание, а значит, атрофируются жевательные мышцы и зубы…
Неужели это и есть наше будущее? К счастью, нет! Российские специалисты по космической медицине уже придумали, как создать на борту обитаемого модуля искусственную силу тяжести. Для предотвращения резкого оттока крови к ногам при высадке на поверхность другой планеты, где есть сила тяжести, создана центрифуга короткого радиуса, позволяющая поддерживать нормальное кровоснабжение головного мозга.
Есть вероятность, что технология сможет применяться и в земной медицине, например, для лечения людей с сахарным диабетом, для реабилитации людей, которые провели в горизонтальном положении долгое время, и при других патологиях, — старший научный сотрудник лаборатории физиологии ускорений и искусственной силы тяжести ИМБП Алексей Сальников.
Чем полезна невесомость
Хорошо, мы узнали чем невесомость вредит человеку, но может быть, в ней есть и что-то хорошее? Ответ: — Да. И это очень интересно.
— В невесомости мы можем делать уникальные вещи: выращивать идеальные кристаллы или большие молекулы белков, создавать и получать новые материалы. Недавно российская компания послала в космос первый в мире 3D-биопринтер, и впервые они смогли условно напечатать щитовидную железу и хрящ. То есть технология в будущем может стать революцией в медицине. И эти вещи возможны только в невесомости,— космонавт Сергей Рязанский.
Миссия выполнима?
Будет ли жизнь на Марсе, Юпитере или любых других планетах, покажет время и научные достижения. Пока же вопрос о строительстве инопланетных городов не рассматривается. Ученым еще предстоит понять сможет ли человек размножаться в невесомости и приспособится к жизни на других планетах.
Исследования на крысах и японских перепелах не показали однозначно, что можно успешно размножаться в невесомости или, наоборот, что нельзя. Были случаи, когда не происходило оплодотворения или неправильно шло внутриутробное развитие или птенцы не могли вылупится из яйца. На данный момент человек размножаться в космосе не готов, это факт, — Елена Томиловская.
По–видимому, земная гравитация необходима для нормального развития эмбрионов у млекопитающих. По крайней мере, до тех пор, пока мы не научимся создавать искусственную силу тяжести.
Если марсиан нет, нужно их создать
Вопрос не в том, как космос изменит людей, а как людям придется изменить себя ради завоевания космоса. Нужны ответы — как улучшить здоровье, как увеличить продолжительность жизни, как достичь физического бессмертия.
* Скотт — Скотт Келли, американский астронавт, участник четырех космических полетов, вместе с Михаилом Корниенко провел на орбите почти год в 2015-2016 годах. Целью экспедиции был сбор данных о реакции человеческого организма на длительное пребывание в космосе — (прим.ред.).
Изображения: Shutterstock
