Неприятная ситуация произошла и с первым космическим туристом на МКС. Когда он перелетал из одного модуля в другой, то не заметил люк и на полном ходу напоролся на него головой. От сильного удара турист рассек себе лоб. Сразу появилась кровь, которая в виде капли стала нарастать. В невесомости все направления одинаковы, и жидкость не будет течь вниз, просто потому что низа в привычном нам понимании там нет. Любая жидкость, в том числе и кровь, в таких условиях стремится собраться в шарообразную капельку именно в том месте, откуда она попала в невесомость. В случае пореза сферическая капля крови будет разрастаться вокруг места повреждения кожи. При этом рана еще и заживает медленнее, так как на орбите меняется состав тромбоцитов – клеток, которые отвечают за свертывание крови. Профессиональные космонавты быстро помогли любителю: убрали кровь впитывающими полотенцами, продезинфицировали и наложили семь швов. Дальнейших проблем со здоровьем у туриста не было. Однако многие считают ошибкой, что Росавиакосмос отправил на орбиту непрофессионала, пусть и подготовленного. В то время особенно протестовали против туристического полета земляки нашего героя – американские астронавты. Российские космонавты, чтобы отстоять члена своего экипажа, пусть и не коллегу, устроили забастовку. В итоге все прошло успешно, и сегодня именно в США космический туризм поставлен на поток.
А теперь плавно перейдем к проблемам, с которыми любой организм неминуемо столкнется в состоянии невесомости. Самое первое, что ожидает космонавта в таких условиях, – это болезнь движения. Ее причины и проявления схожи с причинами и проявлениями морской болезни. В первом полете на орбиту собак Белки и Стрелки на шестом часу активизировалась Белка. Согласно киносъемке и показаниям датчиков, она много нервничала, лаяла и дергалась, ее стошнило. Явной причины обнаружено не было – видимо, невесомость оказывала свое пока не изученное влияние. Тем не менее для будущего полета человека были введены ограничения – длительность полета не больше трех часов, а лучше меньше. Юрий Гагарин должен был находиться в космосе не более 90 минут – один оборот вокруг Земли. Ему заблокировали систему ручного управления. Это было сделано на тот случай, если в космической бездне мозг не справится с осознанием мира или если в невесомости изменится его работа. Разблокировать ручное управление можно было, но только после введения специального кода. Причем этот код был написан на листке бумаги, который помещался в конверт, а уже конверт перед стартом давали космонавту. В случае аварии нужно было открыть конверт, прочитать и осознать код и ввести его. Тем самым космонавт подтверждал свою вменяемость. С Юрием Гагариным ничего плохого не произошло, и тогда руководители космической программы СССР для второго полета человека решили увеличить время пребывания на орбите до суток. Тут-то и проявилась проблема, которая была у Белки. Космонавта начало мутить при движении.
Причина – в работе внутреннего уха. Это орган равновесия, который определяет положение тела относительно центра тяжести (в нашем случае это планета Земля), а также ускорение тела. Принцип работы достаточно прост. Во внутреннем ухе есть набор полых костей – улитка, преддверие, полукружные каналы и т. д. Внутри них имеются системы чувствительных рецепторов, небольших камушков – отолитов, – и все это находится в жидкости. При перемещении тела или головы в пространстве жидкость и отолиты в ней смещаются под действием инерции и силы тяжести. Они надавливают на чувствительные рецепторы, а те отправляют сигнал в мозг. В зависимости от того, с какой стороны и на какие нервные окончания идет воздействие, мы понимаем, наклонились ли мы вперед или назад, идем или стоим. Также мозг обрабатывает сигнал и от глаз. Во время качки на волнах линия горизонта смещается, а направление силы тяжести не меняется. В мозгу возникает противоречие, из которого и вытекают всем известные неприятные последствия. В невесомости во внутреннем ухе не будет происходить смещение жидкости при любых поворотах, так как отолиты не будут смещаться в строну центра тяжести, а вот глаза увидят изменение положения тела. И вот опять конфликт в мозгу, который ощущает перемещение от одного органа и не ощущает от другого. Причем если не двигаться, то симптомы будут легче. Так второй космонавт планеты Герман Титов и поступил. На шестом часу полета он почувствовал неприятное головокружение, но на Землю доложил о том, что все в порядке. Космонавт старался не двигать головой, и это неплохо помогло. Он даже заснул на несколько часов, несмотря на подступающую тошноту. Сон входил в план полета и был экспериментом. Сможет ли человек в космосе спать? Ответ: да. Космонавт проснулся чуть раньше сеанса связи с Землей и решил подремать еще пять минуточек. В итоге, как это часто и бывает, он пропустил сеанс, чем слегка встревожил инженеров. Конечно, все понимали, что паниковать рано, так как космонавт может просто спать. К тому же Титов не мог поставить будильник на нужное время: этого приспособления у него попросту не было. После возвращения на Землю второй космонавт планеты все о своем состоянии доложил. По результатам полета врачи впредь уделяли особое внимание подготовке вестибулярного аппарата кандидатов в космонавты, а инженеры разработали космический будильник. Хотя сейчас в программу вестибулярных тренировок входит много упражнений, космонавты далеко не всегда, оказавшись в невесомости, легко переносят болезнь движения. Многие говорили, что если бы знали, как будет плохо, то никогда бы не полетели в космос.
Самый серьезный случай произошел с американским конгрессменом. В 1984 году была создан проект «Политик в космосе». К тому времени в США у многих возник вопрос о целесообразности затрат на космические исследования. Чтобы убедиться, что деньги идут на полезное дело, в космос собрались политики. Отбор провели достаточно строго, но критерии и подготовка были куда проще, чем у профессиональных астронавтов. Все этапы отбора и подготовки прошел конгрессмен и бывший пилот Джейк Гарн. Когда он оказался на орбите, ему было так плохо, что астронавты придумали шутливую единицу измерения для оценки состояния организма – гарн. «Измерения» стали вести в диапазоне от 0 до 1. Обычно на орбите люди испытывают 0,1 гарн, во время качки – 0,01 гарн, а конгрессмен испытал на себе полноценный максимально возможный 1 гарн.
Тренировочно-нагрузочный костюм
Укачивало в космосе не только людей, но и обезьян. Во время седьмого запуска шаттла «Дискавери» на борту были две обезьяны саймири. Одна справлялась с укачиванием неплохо, а вот вторую тошнило. Она почти ничего не ела и сидела в углу клетки, сжавшись в комочек. Астронавт Уильям Торнтон сжалился и открыл дверцу, чтобы покормить обезьянку с рук. В этот момент все фекалии и остатки еды, скопившиеся от животного, вылетели наружу и разлетелись по кораблю. А там другой астронавт Норман Тагарт тоже переживал симптомы морской болезни. К укачиванию добавился еще один фактор, вызывающий тошноту, в виде отходов жизнедеятельности и резкого неприятного запаха. Возможно, имя Уильяма Торнтона показалось вам знакомым – в начале этой главы мы уже рассказывали про его приключения очень похожего плана с крысами. Интересно, что обезьяна через пару дней пришла в себя и накинулась на еду. Сначала она съела то, что дал астронавт, а потом попросила порцию у специального автомата. Корм выдавался раз за разом. Когда у обезьяны было 35 порций, во избежание типичного для шведского стола переедания, астронавты автомат отключили.
Вторая по важности медицинская проблема, возникающая в невесомости, – атрофия мышц. Правда, пока организм в космосе, ему легко и свободно, а все трудности начинаются потом на Земле. Атрофия мышц – это уменьшение объема мышечной массы. В невесомости она возникает из-за отсутствия нагрузки. Без периодических мышечных сокращений ухудшается приток крови к клеткам мягких тканей, а это вызывает деградацию мускулатуры. К тому же скелетные мышцы служат местом хранения аминокислот. Если нет нагрузки, а значит нет и потребности в синтезе белка, то мышечная масса будет расходоваться на метаболические потребности. В первых коротких полетах в космос атрофия мышц не проявлялась серьезно, но когда на аппарате «Космос-110» на орбиту на три недели отправили собак Ветерка и Уголька, последствия были налицо. Собаки вернулись уставшими и изможденными. Они не могли вставать, двигаться и даже лаять. Шерсти в местах пролежней не осталось, выпали клыки.
Наблюдалась атрофия почти всех мышц, в том числе и сердечной. Хотя исследования были проведены и задокументированы, выводы, видимо, ученые не сделали, ведь через четыре года в космос на корабле «Союз-9» на 18 дней полетели люди. Космонавты Андриян Николаев и Виталий Севастьянов по возвращении на Землю не смогли самостоятельно выбраться из корабля, не могли какое-то время ходить, и даже поднять руку им было невероятно сложно. Николаев несколько раз потерял сознание, пока космонавтов после посадки транспортировали в больницу. Кровь из-за ослабления сердца меньше приливала к голове. Объем сердца Николаева уменьшился на 12 %, а сам космонавт ощущал, что даже внутренние органы стали какими-то необычайно тяжелыми.
Впоследствии встал вопрос о том, какие действия могут помочь космонавтам в длительных миссиях, ведь многие космические задачи требуют для их выполнения больше трех недель. Врачи предложили множество методов (и даже уринотерапию), но решение оказалось простым. Космонавты должны были минимум по два часа в день заниматься спортом, пока они находятся на орбите. Инженеры сделали новые тренажеры и нагрузочные костюмы. Они работают благодаря магнитным силам или силе упругости и не требуют силы тяжести.
Также врачи предписывают космонавтам пить витамины и минеральные элементы. Но в этом тоже есть свои трудности. Так, медики в процессе полета экипажа корабля «Аполлон-15» обнаружили нарушения сердечной деятельности у астронавтов Скотта и Ирвина. Врачи связали это с потерей кальция. В паек экипажа следующей миссии «Аполлон-16» был добавлен апельсиновый сок, обогащенный этим микроэлементом. Астронавтам было предписано налегать на него. Двенадцать дней они пили только этот апельсиновый сок. Однако он содержал в се