Дальние миры

Миры вокруг нас. Космос дает много для человека. Параллельно с активно освещаемыми в средствах массовой информации испытаниями ракет-носителей проводятся исследования, часто более скромные по объемам финансирования, но в той же степени необходимые для выполнения космических программ. В случае пилотируемых миссий, по определению подразумевающих наличие экипажа из одного или нескольких космонавтов, на первый план выходят работы в области астробиологии и космической медицины, направленные на:

• изучение факторов экстремальной космической среды и их влияния на организм;

• определение скорости адаптации и предела адаптивных возможностей человека;

• пути снижения негативных последствий пребывания в космосе, например, с помощью лекарств и адаптивных упражнений;

• моделирование условий космического полета на Земле, проведение аналогий со схожими экстремальными условиями, включая полярные и спелеологические экспедиции.

Астробиология фокусируется на разнообразных формах жизни — например, ученые астробиологии выдвигают гипотезы о жизни на других планетах и исследуют физиологию растений в космосе. Объектом выступает и человек — космонавты самостоятельно производят заборы биологических жидкостей и отправляют на Землю, рапортуют о состоянии своего здоровья, ведут учет лекарств на борту. Обычно космонавты непрерывно находятся в космосе до полугода; в единичных случаях продолжительность полета составляет год или более. Однако в возможном недалеком будущем, где пилотируемые космические полеты на Марс из научной фантастики станут объективной реальностью, один только трансфер займет около трех лет. Организации-лидеры по размерам бюджета и штата специалистов планируют осуществить свои первые запуски на красную планету в ближайшее время.

В связи с этим особого внимания удостаиваются работы, анализирующие адаптивные изменения в организме человека при длительном пребывании в космосе. Кандидаты в космонавты неспроста проходят тщательный отбор — космос по праву считается особой средой, встречающей представителей живой земной природы отсутствием кислорода, радиацией, невесомостью и низкой температурой космического пространства. Помимо самого пребывания в космосе, опасными являются и перегрузки при взлете, и адаптации к нормальной гравитации после полета. Экстремальность условий не ограничивается перечисленными факторами среды. Среди дополнительных рисков обычно называют следующие:

• циркадные ритмы (наши внутренние «часы», регулируемые Солнцем) «сбиваются» в космосе, вследствие чего организм не понимает, когда происходит смена дня и ночи;

• существуют определенные ограничения в движении и питании в условиях тесного внутреннего пространства корабля и его труднодоступности для транспортировки грузов с Земли;

• ограниченность пространства, социальная изоляция и стрессовые ситуации также негативно влияют на психическое самочувствие, приводя к развитию депрессивных состояний, апатии и тревожности.

Во время длительных миссий некоторые изменения в физиологии выражены сильнее, и возвращение к исходному состоянию после космического полета занимает больше времени. К примеру, процесс уменьшения объема плазмы и количества красных клеток крови существенно не отличается в коротких и длительных миссиях, тогда как сердечно-сосудистые адаптации (например, увеличение массы левого желудочка и нарушения ортостатической толерантности) и потеря мышечной массы становятся более выраженными в длительных полетах. Многие неблагоприятные последствия пребывания в космосе после возвращения на Землю исчезают с течением времени, однако ученые описывают все больше хронических «профессиональных» болезней космонавтов.

От космического излучения экипаж станции частично защищен магнитным полем Земли, но при солнечных вспышках радиационные дозы возрастают. Межпланетные перелеты, таким образом, обладают еще большим радиационным риском, а с возрастанием их длительности будут возрастать и эффекты от влияния излучения. Космическое излучение опасно тем, что оно нарушает стабильность генома, вызывает разного рода изменения в структуре хромосом, в самой последовательности ДНК. В космосе увеличенной частотой могут похвастаться такие хромосомные перестройки (аберрации), как инверсии, когда участок хромосомы поворачивается на 180 градусов, вследствие чего последовательность меняется на обратную. Увеличивается и частота транслокаций, в ходе которых участок с одной хромосомы переходит на другую.