Как пытают космонавтов перед полетом
Как может показаться неискушенному, самые страшные испытания для космонавта — это перегрузки при старте космического корабля и его посадке, достигающие порой 6−8 g. Это означает, что космонавт, весящий на земле 100 кг, при старте и посадке будет весить все 600−800 кг.
Главный враг космонавта
Но на самом деле стартовые перегрузки — это далеко не самое сложное испытание, с которым приходится сталкиваться космонавту. Самая страшная напасть для летящего в космос — это невесомость, как ни странно это звучит. В невесомости снижается тонус мышц и уменьшается сила. Кости, в отсутствие нагрузок, теряют кальций и становятся хрупкими
У космонавта может возникнуть космическое недомогание — состояние, похожее на морскую болезнь: снижение аппетита, головокружение, головная боль, усиление слюноотделения, тошнота, иногда рвота, пространственные иллюзии.
Неприятные ощущения и симптомы, связанные с синдромом космической адаптации, варьируются по степени тяжести. Порядка 50% космонавтов испытывают дискомфорт средней степени (тошнота, головная боль, дезориентация); у, приблизительно 10%, наблюдается тяжелая реакция (рвота, другие симптомы, совершенно лишающие человека возможности нормально работать в течение периода привыкания).
Характерна история советских космонавтов Андрияна Николаева и Виталия Севастьянова в июне 1970 года. Они летали, не покидая космического корабля, рекордное в на то время — 17 суток и 16 часов. После посадки на Землю оказалось, что космонавты не могли самостоятельно двигаться в результате атрофии мышц. Невесомость оказала большое негативное воздействие на их сердца. Их спасла лечебная физкультура и специальные лечебные средства. С тех пор в медицине появился термин «эффект Николаева».
© NASAОдним из самых тяжелых случаев реакции на невесомость в астронавтике США был полёт астронавта (и сенатора Конгресса США) Джейка Гарна (Jake Garn) в 1985 по программе «Спейс Шаттл». Астронавт-сенатор чувствовал себя настолько плохо, что среди его коллег — профессиональных астронавтов NASA (после юмористической сценки в популярном комиксе) вошла в обиход шуточная единица измерения тяжести состояния в период адаптации — один гарн. Большинство же астронавтов испытывают дискомфорт не более 0,1 гарна по этой шкале.
Способы борьбы с космической болезнью
Как борются с этой болезнью? По-разному, в основном, имитацией невесомости и испытаниями в ней будущих космонавтов. В первом случае самолет с испытателями в полете выходит на так называемую параболическую траекторию, пикируя вниз и делает горку. В это момент и возникает настоящая невесомость. Правда, длится она порядка 30 секунд.
Во втором — человека привязывают к кровати, потом переворачивают вниз головой, а ученые смотрят как это положение, влияет на кровеносную и лимфатическую системы. В таком положении, что бы достигнуть каких-то результатов, человек должен находиться несколько недель.
Третий способ самый быстрый и эффективный — это «мокрая и сухая иммерсии» (от англ. immersion — погружение). В первом случае обнаженного (в плавках, конечно) испытателя помещают в бассейн и он там лежит несколько суток. Метод по ряду причин не получил широкого распространения.
Во втором случае испытателя также помещают в ванну, вода в которой покрывается специальной пленкой. Днем температура в ней составляет примерно 32 градуса. В ночное время она повышается по просьбе испытателей примерно на 2 градуса.
При этом человек 6−8 дней находится в безопорном пространстве, имитирующем космическую невесомость и испытывает все ее прелести.
Как это было
В 1979 г. была создана группа летчиков-испытателей для подготовки к пилотированию многоразового воздушно-космического самолета (ВКС).
Первоначально в группу вошли пять человек: И. Волк, А. Левченко, Р. Станкявичюс, О. Кононенко и А. Щукин, — рассказывает заслуженный штурман-испытатель, Герой России Леонид Попов. — При подготовке в первую очередь надо было доказать, что летчик сможет управлять ВКС после длительного полета в космос. Ведь все космонавты при обычном полете на ракете потом приземлялись в капсуле в автоматическом режиме. Летчику-испытателю Римасу Станкявичюсу пришлось первому участвовать в эксперименте, который потом прошла вся основная группа космонавтов-испытателей «Бурана» и два добровольца — летчики-испытатели ЛИИ Ю. Вязанкин и У. Султанов. Р. Станкявичюса в спортивном костюме уложили на эластичную пленку в бассейне и выдерживали 8 суток, ограничивая в движениях. Потом его одели в высотное снаряжение и на носилках в лежачем положении загрузили в вертолет, который немедленно взлетел на испытательный аэродром Раменское. Римас сильно изменился. Небритый, с горящими глазами, возбужденный, будто, в самом деле побывал в космосе. Все участники эксперимента старались не разговаривать, общались лишь глазами, понимая важность момента.
По словам Попова, на аэродроме в Раменском вертолет приземлился рядом с самолетом Су-7УБ, в передней кабине которого уже сидел в готовности N 1 летчик-испытатель Александр Щукин. Когда Римас встал с носилок в вертолете, его лоб покрылся обильным потом, а бесстрастные приборы зарегистрировали сильное увеличение частоты сердечных сокращений (ЧСС). Увеличилась также частота дыхания и кожно-гальваническая реакция. Тем не менее, он взлетел.
После полета сравнили точность и качество выполнения задачи летчиком в нормальном состоянии и после восьмидневного пребывания в иммерсионной ванне, имитирующей воздействие на человека факторов космического полета, а также степень его психофизиологической напряженности.
Оказалось, что Р. Станкявичюс после водно-иммерсионной ванны летал лучше, чем до того, в нормальном состоянии.
Примерно та же картина повторилась с другими летчиками. И Римас, и другие участники испытаний понимали, что эксперимент с иммерсией уникален, и надо использовать все имеющиеся в организме ресурсы для получения положительного результата.
Нулевая плавучесть
Как получается нулевая плавучесть, близкая к состоянию невесомости? На воду определенной температуры укладывается и слегка притапливается специальная ткань, на нее расстилается чистая простынка, куда ложится испытатель.
Рассказывает еще один испытуемый — заслуженный летчик-испытатель Игорь Волк:
Вначале я получил колоссальное удовольствие, потому что не лежал, а парил в воздухе, не ощущая своего тела. Я даже уснул: настолько расслабился. К вечеру проснулся от какого-то неудобства. Оказалось, гладкая простынка скомкалась и бугорки ее впились мне в кожу. Потом заболели все мышцы, а к ночи боль настолько усилилась, что у меня, как показалось, отказали почки. Чтобы как-то отвлечься, всю ночь пел песни. На третьи сутки стало легче еще и потому, что привезли Сашу Щукина. Он тоже испытал такие же мучения, как и я, но не издал ни одного стона. Так мы с ним и пели еще четыре дня дуэтом. Самое страшное в этом эксперименте, воздействующем на организм человека значительно сильнее, чем настоящая невесомость, не дикие боли, а потеря чувства времени и пространства. Когда меня поставили на ноги, то после семидневного лежания я не смог ходить нормально.
Однако, по словам Игоря Волка, такая тренировка пошла ему на пользу:
После космического полета меня поместили в вертолет, измерили пульс, давление в трех положениях: сидя, лежа, стоя — и отвезли на другой аэродром, где я взлетел на пассажирском лайнере. И здесь не обошлось без приключений: брюки мне достали из НАЗа, а вот ботинок моего размера не нашлось. Так я и летал босиком, правда, в носках. Со временем все вошло в норму, и уже где-то через месяц я чувствовал себя уверенно, как перед космическим полетом.
Конечно, испытатели рассказали не все про иммерсию. «За кадром» остались процедуры «пытки» электротоком, прием спецлекарств против вздутия живота и многое другое. У испытателей из-за постоянного контакта с водой буквально начинала слезать кожа и даже не помогали защитные мази. Прием пищи и хождение в туалет также вызывали большие проблемы.
Будущее иммерсии
Как утверждают ученые, полет до Марса продлится примерно 7 месяцев. А это более 210 суток в невесомости: ведь создать искусственную гравитацию на космическом корабле не удастся. В ИМБП испытатели пролежали рекордные 56 суток в сухой иммерсии, однако результат был один: они восстанавливались или адаптировались после 5−8 суток нахождения в ванной. Так что пока альтернативы иммерсии нет, несмотря на все ее «прелести».