Кто угрожает России? Вызовы будущего

В 1992 году на орбиту было отправлено 40 яиц и специальные мешки-фиксаторы для имитации гравитационного воздействия. Тогда вывелось шесть птенцов, которые были зафиксированы и доставлены на Землю, став ценным научным материалом для биологов.

В 1999 году на «Мире» продолжили эксперимент, который получил название «Перепел СК-6». На этот раз планировалось изучить поведения птенцов в первые сутки жизни в условиях искусственной гравитации, для чего использовалась специально изготовленная центрифуга, работавшая в диапазоне от 0,3 g до 0,8 g. Однако в ходе эксперимента центрифуга сломалась, проработав всего 15 часов, и его пришлось остановить. По рекомендациям ученых, десять птенцов разместили в спускаемом аппарате и отправили на Землю. Из них выжили только трое.

Как видите, результат этих экспериментов неоднозначен. Зародыши внутри яиц развиваются нормально, однако птенцы не могут приспособиться к условиям невесомости и погибают без специальных фиксаторов – их развитие затруднено. Очевидно, что и здесь требуются продолжительные исследования, которые позволят сделать окончательные выводы о приспособляемости новорожденных организмов к условиям невесомости.

* * *

Наверное, многие проблемы можно было бы решить, создав на корабле искусственную силу тяжести. Первый космический корабль, на котором планировалось испытать такого рода систему, мог отправиться на орбиту еще в рамках программы «Восход». Запуск «Восхода-3» с двумя космонавтами на борту был назначен на ноябрь 1965 года – корабль в космосе должна была сопровождать третья ступень ракеты-носителя (блок И), соединенная с ним 50-метровым тросом. После выхода на орбиту предполагалось развести их и раскрутить вокруг центра масс, получив искусственную силу тяжести за счет центробежной силы. Однако этот очень интересный эксперимент так и не состоялся.

Теоретики космонавтики считают, что никаких противопоказаний для замены силы тяжести центробежной силой нет. Уже подсчитано, что оптимальной скоростью вращения должна быть скорость 10 град/с с оптимальным радиусом вращения 90 метров – в этом случае искусственная сила тяжести приобретет величину, равную 0,25 – 0,35 g, что вполне достаточно для того, чтобы снять вредоносное воздействие невесомости на экипаж.

Однако те, кто видит панацею в раскрутке корабля, обычно забывают о силе Кориолиса, которая проявляет себя именно в раскрученных системах. Проявления эти весьма неприятны: брошенный предмет относит вбок, вытянутая рука сама отклоняется в сторону. Что если адаптация к такой среде окажется еще труднее, чем адаптация к невесомости? Может ли система искусственной гравитации гарантировать, что космонавты в этих условиях будут точно и быстро выполнять все необходимые операции?

На эти непростые вопросы попытались ответить ученые американского космического агентства НАСА. В 2004 году они начали серию экспериментов, чтобы понять, как мозг адаптируется к этой странной среде.

Поль Дизио и Джеймс Лакнер из Лаборатории пространственной ориентации Эштона Грейбиля наблюдают за добровольцами, работающими в специальной вращающейся комнате. Практически сразу было отмечено, что когда перед человеком, манипулирующим различными предметами и нажимающим на всевозможные кнопки, поставлена четкая задача, мозг мобилизуется и начинает компенсировать «неправильную» плывущую обстановку. Чем больше упражнений и усилий делает человек, тем быстрее он приспосабливается к новым условиям жизни. Причем после некоторого времени, проведенного во вращающейся комнате, люди вообще переставали чувствовать силу Кориолиса. Мозг автоматически, незаметно для сознания, вводил поправки в движения тела так, что человек переставал чувствовать дискомфорт. И наоборот, после возвращения в нормальный мир некоторое время человеку казалось, что кто-то тянет его руки в сторону – он не мог действовать нормально, словно эффект Кориолиса появлялся для испытуемого вновь, хотя тут-то его и не было. Но стоило только совершить с два десятка попыток какого-нибудь целенаправленного движения, как мозг приходил в норму, и «фантом Кориолиса» исчезал без всякого следа.

Дизио и Лакнер установили, что человек хорошо приспосабливается к вращению своего жилища со скоростью до 25 оборотов в минуту, чего должно с избытком хватить для создания вращающихся орбитальных станций и кораблей с искусственной гравитацией. То есть результат обнадеживающий, однако опять же никто не может сказать, как всё это будет выглядеть в условиях реального космоса. А следовательно, раньше или позже придется проводить эксперимент.

* * *

Следует также отметить, что до сих пор ни одно живое существо (микроорганизмы не в счет) не побывало за орбитой Луны. Это может оказаться принципиально важным, ведь мы, например, совсем ничего не знаем о том, как повлияет на наши организмы длительное нахождение вне геомагнитного поля.