Как показали замечательные полеты космических кораблей «Восток-1» и «Восток-2», пальму первенства в разработке инженерных, а также медико-биологических проблем мирного освоения космического пространства надежно удерживают наши советские ученые. Но работы еще непочатый край, а цель ее одна — обеспечить человеку абсолютную безопасность в «осмосе.
В мировом пространстве людей подстерегают опасности, которых нет на Земле. К ним относятся космические лучи, метеоры, несущиеся с огромной скоростью. Кроме того, во время полета в кабине космического корабля возникают условия, которых не испытывают люди на нашей планете.
Как известно, в космическом полете вес человека резко меняется. Человек то мгновенно «прибавляет в весе», становясь во много раз тяжелее, чем на Земле, то совершенно теряет его. Значительное увеличение веса связано с огромными ускорениями, которые возникают при разгоне корабля до выхода его на орбиту, а также при торможении, когда корабль возвращается на Землю. Это явление получило название инерционной перегрузки.
Каждый знает, что всякое тело обладает инерцией, то есть стремится сохранить свое первоначальное положение или характер своего движения. При увеличении скорости инерция направлена в сторону, — противоположную движению, а при уменьшении — по ходу движения. Влияние небольших инерционных сил мы испытываем в трамвае, автобусе, автомобиле.
Однако по сравнению со скоростью космической ракеты скорость любого «земного» транспорта, конечно, ничтожно мала. Инерционные перегрузки, возникающие в космическом полете, могут оказаться опасными для здоровья.
Наши ученые накопили богатые исследовательские данные о воздействии перегрузок на живой организм.
В чем же проявляется их вредное воздействие?
Когда они направлены вдоль продольной оси тела (то есть от ног к голове или наоборот) могут возникнуть серьезные изменения системы кровообращения, нарушится питание таких жизненно важных внутренних органов, как мозг и сердце.
Если перегрузки действуют от головы к ногам, кровь, ставшая во много раз тяжелее, отливает от мозга и скапливается в нижней части тела. К сердцу будет поступать недостаточное количество крови и оно начнет работать как бы «вхолостую». Давление в сосудах шеи и головы падает, резко ухудшается кровоснабжение головного мозга и человек может потерять сознание. Столь же опасны перегрузки, направленные от ног к голове. В этом случае сосуды шеи и головы переполняются кровью. Могут возникнуть различные кровоизлияния, носовое кровотечение, отеки мягких тканей и головы.
Если же возросший вес человека распределяется на возможно большую поверхность, то есть когда перегрузки направлены поперек тела (грудь-спина или бок-бок), то в организме возникают несравненно меньшие и не столь опасные изменения. Они связаны в основном лишь с некоторым затруднением дыхания. Чем значительнее перегрузка, тем сильнее давление на грудную клетку и тем труднее, преодолев его, сделать новый вдох.
С увеличением перегрузки дыхание становится более усиленным и учащенным подобно тому, как это бывает при тяжелой физической работе. Однако так случается лишь при очень больших перегрузках, которые человек не мог бы перенести, если бы они действовали не поперек, а вдоль тела.
Итак, ученые установили, что организм легче переносит перегрузки, направленные поперек тела. Поскольку величина и длительность перегрузок на участках взлета космического корабля и его возвращения на Землю может достигать значительных величин, человек должен в это время находиться в горизонтальном положении или полулежать. Кроме того, необходимо, чтобы кресло космонавте было достаточно упругим и принимало форму лежащего на нем человека.
Действие перегрузок можно также уменьшить с помощью специальных устройств. Одним из радикальных средств защиты является сосуд, наполненный жидкостью с удельным весом, равным удельному весу тела человека. Во время разгона и торможения корабля космонавт может «укрываться» в таком сосуде.
Эта идея принадлежит К. Э. Циолковскому. Он проделывал такой опыт. Обычное куриное яйцо опускал в кружку, наполненную водой с таким же удельным весом, как и само яйцо. Затем, прикрыв кружку ладонью, К. Э. Циолковский приподнимал ее и с размаху ударял об стол. Яйцо оставалось целым!
Этот на первый взгляд удивительный результат опыта основан на том, что любое тело теряет в весе столько, сколько весит вытесненная им жидкость.
В наше время подобные эксперименты при помощи современной аппаратуры были успешно проведены на животных.
Таким образом, погрузившись в жидкость с удельным весом, равным удельному весу его тела, космонавт совершенно «потеряет» вес. А это значительно снизит влияние перегрузок.
Несомненно, огромное значение имеет подготовка космонавта. Устойчивость к перегрузкам может быть повышена проведением комплекса специальных тренировок.