Вскоре состоялось наше совместное научное «боевое крещение». В 1988 году – я к этому времени уже сдал государственные экзамены и получил разрешение на врачебную практику – должна была состояться научная экспедиция в Гану, в Субсахару. Общество технического сотрудничества (ОТС), ныне Общество международного сотрудничества (ОМС), попросило провести исследование условий труда на ганских золотых приисках. В этих условиях играли роль как физические и климатические нагрузки на приисках и вне их, так и состояние здоровья и питание работников. Важная и интересная тема, прекрасный старт для меня в области физиологии человека в экстремальных условиях окружающей среды.
После работы в рудниках, которая напомнила мне мои прежние геологические изыскания, я занялся научным исследованием темы высотной физиологии в работах Натана Цунца, а в девяностые годы сосредоточился на приспособлении человека к умеренным и экстремальным высотам в Альпах и Андах при длительных физических нагрузках и в условиях изоляции. В частности, я исследовал синтез и секрецию кроветворного гормона эритропоэтина, больше известного по аббревиатуре ЭПО. Так как к тому времени были получены данные о том, что в условиях невесомости выработка этого гормона уменьшается, я смог провести соответствующие исследования на космических кораблях «Шаттл» и «Союз». Так после исследований в глубине рудников, после изучения выносливости в условиях высокогорья я, наконец, оказался в космосе. В 1997 году, будучи в доцентуре, я свел воедино данные моих лабораторных и полевых исследований и в том же году получил должность приват-доцента. Теперь передо мной, как и перед всяким уважающим себя приват-доцентом, встал вопрос: когда, как и насколько успешно я стану профессором?
В моем случае самым интересным было «как», поскольку раньше начавшиеся исторические события по необходимости оказали влияние на мое становление как ученого: падение стены в 1989 году, последующий выбор Берлина в качестве места пребывания правительства, а также учреждение Немецкого агентства по исследованию космического пространства (НАИКП). НАИКП, находившееся в Бонне, стало организационно и по существу преемником НОИИАКА и уполномоченным органом Федерального министерства исследований и технологии в сфере космических исследований. Задачей НАИКП стало, по поручению федерального правительства, планирование германской космонавтики, проведение немецких программ космических исследований, а также распределение заданий и ассигнований в рамках имеющихся средств, например финансирование университетов, защита интересов немецкой космонавтики в международной области, особенно в сотрудничестве с Европейским космическим агентством. После того как канцлер Коль и Горбачев договорились об объединении Германии, впереди замаячила перспектива совместной космической миссии («Мир-92»).
Вскоре после этого Карлу Киршу позвонили из Бонна (из НАИКП) и спросили, не сможет ли он в кратчайший срок подготовить дизайн одного медицинского эксперимента для станции «Мир». Сделать это надо было во что бы то ни стало. Лаборатория низких температур Свободного университета, прямо в кампусе нашего тогдашнего Физиологического института в Берлин-Далеме, построила измерительный агрегат. Это был ультразвуковой прибор для измерения толщины кожных покровов на голове и на ногах, для того чтобы оценивать смещение жидкости вдоль оси тела астронавта/космонавта в условиях невесомости. Монтаж и испытания аппарата прошли быстро и гладко с самого начала благодаря тесному сотрудничеству с НАИКП, с российскими коллегами и тому факту, что подобный прибор был уже разработан для запланированного на следующий, 1993 год, полета немецких астронавтов на борту шаттла STS-55 (Система космической транспортировки, Space Transportation System). Мы испытали прибор в климатической камере института, а также подвергли нагрузкам на центрифуге, а затем передали его российским космонавтам.
Весной 1992 года с Байконура стартовал космический корабль с немецким космонавтом Клаусом-Дитрихом Фладе на борту. Полет продолжался одну неделю. Фладе стал первым западногерманским космонавтом, прибывшим на космическую станцию «Мир». В 1997 году, пять лет спустя, на станцию отправился доктор Райнхольд Эвальд и пробыл на ней один месяц. В рамках этой миссии я смог провести эксперимент по изучению кроветворения при длительном пребывании в космосе. Результаты этого эксперимента были опубликованы в авторитетном журнале «Ланцет». Обе миссии на «Мире», в 1992 и 1997 году, сыграли решающую роль в установлении взаимного доверия. Эти миссии заложили фундамент успешного сотрудничества России и Германии в области космонавтики, которое продолжается на борту Международной космической станции (МКС). Космонавтика – это тоже поле для взаимопонимания между народами, что с самого начала хорошо понимали Коль и Горбачев.
В октябре 1997 года НАИКП, в рамках реорганизации немецкой космонавтики, было преобразовано в Немецкий институт авиации и космических полетов (НИАКП). В Агентстве космических исследований в Бонне и в космической промышленности росло понимание того, что имеет смысл создать научный центр «Исследований космоса» в университетах и исследовательских учреждениях столицы. Так, в 2000 году по инициативе НИАКП состоялось учреждение Центра космической медицины в Берлине (ЦКМБ), в котором были объединены шесть исследовательских групп Свободного университета. Одновременно, совместно с космической промышленностью (AIRBUS, Бремен), заводом Кейзер-Треде (ныне OHB, Бремен) и одним частным учредителем, берлинским врачом и одновременно представителем организации «Еврейские врачи Германии» доктором Скобло, были проведены переговоры с целью создания фонда для оплаты труда профессоров космической медицины в Свободном университете Берлина. Учредителям фонда это представлялось необходимым, потому что профессорская должность Карла Кирша в списках руководства университета была обозначена зловещей аббревиатурой «в. л.» – возможна ликвидация. Таким сокращением обозначались должности, которые, по мнению администрации, подлежали сокращению из соображения экономии средств. Переговоры с различными организациями и их представителями, включая и университет, поначалу шли очень непросто, поскольку оплата профессуры из частных фондов была тогда для Свободного университета делом совершенно новым.
Потом начались неприятные события. Один из потенциальных учредителей отказался от участия, и надо было найти нового. Это удалось сделать, но все закончилось 1 февраля 2003 года: после двухнедельного нахождения на орбите 113-я миссия шаттла STS-107 завершилась после трагической катастрофы на корабле «Колумбия», в результате которой погибли все семь членов экипажа. Я понимал, что учреждение фондовой профессуры, на которое я возлагал большие надежды, будет теперь отложено, возможно, на годы, потому что все запланированные полеты пилотируемых кораблей будут приостановлены. К моему удивлению, руководство фонда не разделяло это мнение и продолжало свою работу в прежнем темпе, и конкурс на замещение вакантной должности профессора космической медицины и медицины экстремальных условий был объявлен летом 2003 года. В последнем раунде выборов участвовали три кандидата, и комиссия поставила меня primo loco, то есть, переводя со звучной латыни, на первое место; так я стал, по приглашению фонда Натана Цунца и на его деньги, профессором космической и экстремальной медицины.
За этим последовало весьма причудливое празднество по поводу учреждения фондовой профессуры, которое состоялось в актовом зале новой синагоги с золоченым куполом на Ораниенбургерштрассе в центре Берлина. В зале собрались все учредители и около 200 гостей: политиков, ученых и экономистов. После приветствия главного раввина синагоги слово взял бывший бургомистр Берлина Вальтер Момпер, при котором, как известно, произошло падение стены. Момпер приветствовал меня как врача советских космонавтов, ставшего теперь профессором Берлинского университета. Это показатель, подчеркнул он, что народы объединяются после падения стен, – это была картина, не вполне соответствовавшая реальности. Очевидно, ошибку допустил спичрайтер Момпера. Некоторые мои знакомые в аудитории были слегка раздражены, но я отнесся к словам выступавшего с юмором, а затем выступил с докладом о жизни и деятельности Цунца.
О чем я говорил? Каковы были животрепещущие темы, за которые мне следовало с самого начала взяться в моей новой должности? Я нашел тему кроветворения, тему эритропоэтина, исчерпанной и обратился к терморегуляции человеческого организма, которой я интенсивно занимался начиная с девяностых годов и поэтому сделал ее основным содержанием своей вступительной лекции. В лаборатории я в то время экспериментировал с жидкостными температурными датчиками, с помощью которых можно лучше описать теплообмен человека с окружающей средой. Проект финансировался НИАКП, и в конечном счете нам удалось создать измерительный прибор. С 2003 года он подвергся многочисленным усовершенствованиям и был использован в исследовательской программе Европейского космического агентства под названием «Термолаб» в 2008 году. Программа выполнялась на борту Международной космической станции. Исследования были завершены в 2014 году. Было показано, что теплообмен между астронавтом и окружающей средой значительно уменьшается в условиях невесомости, что на фоне выполнения тяжелой физической нагрузки приводит к быстрому повышению температуры тела. Это был совершенно неожиданный результат, о котором мы сообщили в статье, опубликованной в журнале Nature Scientific Reports в 2018 году. Ход изменения температуры тела в течение суток – важный сигнал в синхронизации множества телесных функций; поэтому исследования в этом направлении были продолжены на МКС до 2019 года. Оценка результатов работы «Термолаба» продолжается и сейчас, но уже планируется разработка новой, улучшенной системы, которая после испытаний на МКС, вероятно, найдет свой путь к Луне – Gateway. Можно сказать, что я, таким образом, «вернусь» на Луну.