Невесомость, радиация и тоска по дому: с какими проблемами могут столкнуться будущие покорители Луны
Человеку, которому в скором времени предстоит высадиться на Луну и провести на ней хотя бы неделю, придется столкнуться с множеством проблем. Для начала предстоит решить проблему постоянных метеоритных дождей, которые бомбардируют поверхность нашего спутника. К счастью, от большинства камней сможет защитить специальный скафандр достаточной толщины. Он же поможет справиться и с другой проблемой - резкой сменой температуры на поверхности. На Луне разница температур экстремальная: от минус 238 до плюс 130 градусов.
Также на Луне гравитация значительно меньше земной, на поверхности спутника все весит в шесть раз меньше, чем на Земле. С одной стороны, это сильно облегчает транспортировку тяжелых грузов и позволяет легче переносить свой вес. Проблема заключается в длительности воздействия низкой гравитации на тело человека и его здоровье. В Институте медико-биологических проблем РАН для изучения влияния низкой гравитации в 1970-х годах был создан уникальный метод под названием сухая иммерсия. Он также используется для подготовки и реабилитации космонавтов. Заведующая отделом сенсомоторной физиологии и профилактики Института медико-биологических проблем РАН Елена Томиловская рассказала в эфире программы «Улика из прошлого» о принципе работы данного устройства.
«Эта модель очень простая, она представляет собой ванну, наполненную теплой водой. При этом ванна должна быть достаточно глубокой для того, чтобы, погружаясь в нее, человек не мог опираться ни на стенки, ни на дно этой ванны. И ванна покрыта специальной водонепроницаемой пленкой, которая позволяет испытуемому, то есть человеку, которого погружаем в иммерсию, не контактировать напрямую с водой», - объяснила специалист.
Нахождение в сухой иммерсии без опоры вызывает приятные ощущения. К концу эксперимента, который длится около часа, все мышцы расслаблены в толще воды, что очень похоже на воздействие невесомости. Испытуемые, описывая свои ощущения от подобной невесомости, говорят о полной расслабленности, нежелании вылезать из аппарата и об ощущениях, как будто мозг «отключился».
По словам ученых Института медико-биологических проблем РАН, действительно, мозг в прямом смысле снижает активность. Поэтому метод сухой иммерсии также используется и в медицине для лечения некоторых заболеваний, когда нужно полностью расслабить мышцы и нервную систему.
С помощью исследований в институте и осмотра космонавтов, вернувшихся с орбиты, ученые пытаются понять, как именно организм реагирует на невесомость. Одним из важных факторов, действующих на человека, является отсутствие опоры на земле. Мы всегда на что-нибудь опираемся, даже когда лежим на кровати, наш мозг постоянно получает информацию о том, каким образом распределен вес тела, на каких участках есть нагрузка.
В невесомости никакой подобной информации нет, по сути, мозг теряет точку отсчета, которая являлась базовой на протяжении всей жизни. Это запускает определенные перестройки практически во всех системах организма. Чтобы не допустить этого, по словам Елены Томиловской, космонавты на орбите постоянно должны заниматься физическими упражнениями.
«Если бы наши космонавты, которые летают по полгода на станции, не занимались никакими физическими тренировками, они, безусловно, вернулись бы в таком состоянии, что не смогли бы, наверное, больше жить на Земле. Нормально существовать самостоятельно», - заявила сотрудница Института медико-биологических проблем РАН.
Невесомость также оказывает негативное влияние на все мышцы нашего тела. В том числе и на главный мышечный орган - сердце. В условиях космического воздействия оно не только ослабевает и уменьшается в объемах, но и округляется на 9-10%, теряя при этом свою привычную вытянутую форму. Причиной такого округления является истончение мышечных стенок, что может привести в итоге к серьезным проблемам сердечно-сосудистой системы. После приземления космонавтов их сердца возвращаются в свою прежнюю форму только через полгода.
По наблюдениям ученых Института медико-биологических проблем РАН, уже 17 суток космического полета грозит катастрофическими последствиями для организма, если не применять определенный комплекс мер. Например, носить специальные ботинки - «компенсатор опорной разгрузки». Они предназначены для имитации ходьбы и создают давление на стопу в размере, достаточном для того, чтобы обмануть наш мозг и заставить рецепторы опоры воспринимать это как настоящее перемещение на своих ногах.
На этом негативное влияние невесомости не заканчивается, она также губительно воздействует и на кости человека. Они теряют кальций и постепенно разрушаются. За один месяц пребывания в невесомости костная масса у космонавтов может снизиться на 1-2%.
Несколько лет назад в Институте медико-биологических проблем РАН был проведен уникальный эксперимент «Марс-500», целью которого было изучение психологии и работоспособности человека в специально моделируемых стрессовых условиях. По словам заместителя директора по научной работе Института медико-биологических проблем РАН Юрия Бубеева, эта симуляция должна была создать условия базы на поверхности другой планеты, а испытуемые проходили различные тесты, испытания и учились справляться с экстренными ситуациями.
«В эксперименте “Марс-500” был смоделирован, например, отказ систем энергообеспечения, что довольно тяжелая работа. На весь эксперимент у нас был предусмотрен в холодильниках запас продуктов. Надо было как-то идти в работающие холодильники, перемещать сами продукты, там была тяжелая физическая работа в темноте, это вызвало известное напряжение, но экипаж с этим успешно справился», - объяснил ученый.
Еще один вывод, к которому пришли ученые: человек на Луне может спокойно жить, ориентируясь на земное время, даже учитывая длинные лунные сутки, которые соответствуют 27 дням на нашей планете. Но при этом космонавты начнут испытывать серьезный дискомфорт при виде самой Земли. Юрий Бубеев отметил, что данные наблюдения были получены благодаря американской программе «Аполлон».
«Если обратиться к опыту полетов по программе “Аполлон”, то на большую часть участников этих полетов колоссальное впечатление производил восход Земли. Вместо нашего восхода Луны. Это ощущение, что Земля находится далеко, приводило к глубоким психологическим переживаниям», - заявил специалист.
После всех вышеописанных проблем с невесомостью и низкой гравитацией может показаться, что это самая главная трудность для будущих покорителей Луны, но это не так. Самая большая угроза для человека в космосе - это радиация. Космонавта, который пребывает в полете год, можно сравнить с ликвидатором аварии на атомных станциях. По словам начальника службы радиационной безопасности пилотируемых космических полетов Института медико-биологических проблем РАН Вячеслава Шуршакова, именно радиация может стать главным барьером для длительного пребывания человека на Луне.
«Наши космонавты летают примерно 700-800 дней по совокупности. Такой срок с точки зрения радиации относительно безопасен, мы не видим никаких заболеваний у космонавтов, отклонений. Они возвращаются и нормально дальше живут, работают. Но надо понимать, что этот срок набран ими на околоземной орбите, где условия с точки зрения радиации совсем другие, не такие, как они будут при полете на Луну», - заявил ученый.
Даже на околоземных орбитах дозы радиации примерно в 200 раз больше, чем на поверхности нашей планеты. А если отлететь от Земли на относительно небольшое, по космическим меркам, расстояние в 10 земных радиусов, то галактическое излучение начинает воздействовать уже в полную силу. Вячеслав Шуршаков отмечает, что на Луне гораздо более жесткие радиационные условия, чем, например, на Марсе.
«Луна ближе к нам и даже роднее, но почему же с точки зрения радиации здесь хуже? Марс хоть и относительно маленькая, но все же планета. У Марса есть атмосфера, когда мы находимся на поверхности Марса, нас от губительной космической радиации защищает слой, скажем так, водного эквивалента примерно в 20 сантиметров. Он уже вполне способен ослабить эту радиацию», - объяснил специалист по радиационной безопасности.
Для того чтобы избежать серьезного облучения, во всех современных космических кораблях установлены дозиметры радиации, а у космонавтов есть еще и персональные устройства. В случае увеличения дозы подается команда перейти в защищенный отсек с нормальным радиационный фоном. Но специалистам еще предстоит придумать, как надежно защитить человека от космической радиации. Как заявил кандидат физико-математических наук, доцент физического факультета МГУ им. Ломоносова Владимир Сурдин, пока решения этой самой большой проблемы в космосе не существует.
«Человек слаб, он с трудом выдерживает многомесячную невесомость. А многомесячное облучение космической радиации организм человека просто не выдерживает. Вот эти два фактора пока непонятно, как преодолеть, сейчас с невесомостью более или менее научились бороться, но с радиацией никак», - отметил астроном.
Получается, что полет на Луну и проживание там даже в течение нескольких недель - это огромный риск для здоровья. Но тех, кто хочет покорить спутник земли, это не останавливает. Но чем тогда можно объяснить новую волну интереса к Луне и спешку, с которой туда сейчас рвутся американцы? Насколько вообще осуществимы планы жить на Луне по несколько недель или даже месяцев, как предполагает программа NASA «Артемида»? Обо всем этом вы узнаете сегодня в программе «Улика из прошлого» на сайте телеканала «Звезда», а также в приложении SMART.TV.
