Читать книгу "На грани возможного. Наука выживания - Фрэнсис Эшкрофт"

Невесомость

Невесомость заметно влияет на распределение жидкостей в организме. На Земле сила тяготения заставляет кровь и тканевые жидкости приливать к ногам и нижней части туловища, однако стоит покинуть гравитационное поле Земли, и эти жидкости устремляются вверх, вызывая очевидные и малоприятные перемены. Лицо надувается, вены на шее и на лбу набухают, глаза будто вылезают из орбит, нос закладывает, запахи и вкусы различаются хуже. Общее ощущение примерно такое же, как при сильной простуде. Ноги при этом теряют примерно одну десятую объема – отмечались случаи даже 30 %-ного уменьшения в обхвате голени. Иногда космонавты обматывают верхнюю часть ноги эластичным бинтом, чтобы уменьшить отток жидкостей снизу (кровяное давление в артериях выше, чем в венах, поэтому кровообращение при этом не перекрывается).

Перемещение жидкостей включает естественные датчики давления в голове и в груди, и уже через несколько дней организм приспосабливается к воздействию невесомости, сокращая объем крови и жидкостей повышенным мочеиспусканием и снижением потребности в питье. Астронавты за первые несколько дней на орбите теряют в весе – в основном за счет уходящей воды. Учащение позывов к мочеиспусканию доставляет немало неудобств, особенно если, как в ранних полетах, астронавт одет в скафандр. При этом ни прилив жидкостей организма к голове, ни компенсаторные механизмы, которые вслед за этим включаются, по имеющимся данным, не нарушают кровообращение в условиях космоса. По возвращении на Землю все обстоит иначе, но об этом позже.

Освобождаясь от оков земного тяготения, астронавты слегка вытягиваются в росте, поскольку исчезает давление на межпозвоночные диски. Большинство вырастает всего на один-два сантиметра, однако некоторые вытягиваются гораздо сильнее, как произошло с Джоном Гленном во втором его выходе в космос. В возрасте 77 лет он прибавил целых шесть сантиметров. О подобных переменах обязательно должны помнить инженеры. В исследовательской экспедиции на шаттле, предпринятой с целью изучения воздействия невесомости на нервную систему, конструкторы испытательного кресла, оборудованного датчиками для снятия нервных реакций, забыли оставить припуск «на вырост», и астронавты жаловались, что кресло стало слишком тесным. Легкие, сердце, печень и остальные внутренние органы тоже становятся невесомыми и плавают в полостях тела. Как отозвался один из астронавтов: «Чувствуешь, как кишки всплывают».

При микрогравитации значительно уменьшается выработка эритроцитов. Срок жизни эритроцита недолог – всего 120 дней, поэтому сокращение их воспроизводства приводит к снижению их общего количества в кровеносной системе. Сокращение начинается в течение четырех дней после погружения в невесомость и стабилизируется через 40–60 дней. За время десятидневной экспедиции космической лаборатории (модуля «Спейслэб») количество эритроцитов у участников снизилось примерно на 10 % – при более длительных полетах снижение бывало и больше.

Как мы помним из главы 1, выработка эритроцитов контролируется гормоном эритропоэтином, на секрецию которого влияет уровень кислорода в тканях. Чем выше содержание кислорода, тем меньше высвобождается эритропоэтина и соответственно меньше производится эритроцитов. Поэтому изначально считалось, что выработка эритроцитов сокращается из-за высокого содержания кислорода в первых космических аппаратах. Однако затем гипотезу эту пришлось пересмотреть, поскольку и в более поздних полетах, даже после перехода на дыхательные смеси, близкие к атмосферному составу, количество эритроцитов все равно продолжало падать. Сейчас причиной снижения количества эритроцитов считаются изменения в объеме крови, вызываемые микрогравитацией. Прилив крови к грудной клетке в состоянии невесомости предположительно вызывает обманчивое «ощущение» избытка крови у организма и заставляет его уменьшить производство кровяных телец. При этом падает и уровень эритропоэтина. Однако разительное снижение общей массы эритроцитов объясняется не только сокращением их воспроизводства – помимо этого гибнут красные кровяные тельца, готовящиеся появиться на свет из костного мозга.

Сон

Астронавты часто жалуются на то, что в космосе им трудно спать. Отчасти, конечно, это объясняется необычностью самой обстановки. Во-вторых, в космическом корабле довольно шумно, и коллеги, несущие вахту, не всегда соблюдают тишину. Однако, судя по всему, основная причина бессонницы состоит в нарушении так называемых циркадных ритмов организма (биологических часов). Многие физиологические процессы, в число которых входит и сон, управляются циркадными ритмами, которые, в свою очередь, реагируют на смену дня и ночи. Установлено, что в северных широтах во время полярного лета, когда солнце почти не заходит, люди спят гораздо меньше, чем во время полярной ночи зимой. Поскольку космический корабль делает виток вокруг Земли за 90 минут, солнце всходит и заходит с той же частотой, и смена дня и ночи у астронавта существенно сбивается.

Добавляет проблем и микрогравитация. Чтобы не плавать во сне по кораблю, астронавты упаковываются в прикрепленные к стенам спальные мешки. Для хорошего сна большинству людей необходимо ощущение безопасности, но при микрогравитации давление отсутствует, поэтому человек не чувствует, что лежит на поверхности. Некоторые астронавты, чтобы облегчить засыпание, надевают специальную повязку на лоб, создающую ощущение подушки под головой. Такие же повязки надевают на колени, чтобы можно было их согнуть во сне. Кроме того, астронавтам приходится спать в воздушном потоке, чтобы выдыхаемый углекислый газ не скапливался и не вызвал удушья. На Земле постоянную циркуляцию воздуха создает ветер или конвекционные потоки, но при микрогравитации конвекционного обмена, способного унести выдыхаемый углекислый газ, нет, поскольку теплый воздух никуда не поднимается (в космосе теплый и холодный воздух, как и все остальное, не имеют веса).

Инфекция

В каждом из нас живут миллионы микроорганизмов, сопровождающие нас повсюду, даже в космосе. На коже здорового человека находится более триллиона (1012) бактерий, и еще многие миллионы в кишечнике. Около десяти миллионов мы сбрасываем ежедневно вместе с чешуйками кожи. В космосе поговорка «кашляешь и чихаешь – заразу распространяешь» обретает особую актуальность. Если на Земле воздушно-капельная инфекция быстро оседает вниз и наносит меньше вреда, без гравитации она повисает в пространстве мелкой взвесью, которую вдыхают другие космонавты. Мелкие заболевания были бичом первых экспедиций – больше половины экипажа страдали от кожных, кишечных и дыхательных инфекций, но после того как в первых экспедициях программы «Аполлон» стали проводить предполетный карантин и тщательную дезинфекцию корабля до и во время полета, заболеваемость существенно уменьшилась.

Космическая болезнь

Движения астронавта, впервые попавшего в космос, раскоординированы, он промахивается, даже просто пытаясь ухватиться за нужный предмет или взять что-то в руки. У многих возникает ощущение кувырка или переворачивания вверх тормашками, может начаться головокружение. От космической болезни страдают примерно две трети астронавтов – иногда в довольно острой форме. В числе симптомов – головная боль, тошнота, головокружение, потеря аппетита, апатия, сонливость, раздражительность. Неожиданно может начаться рвота, зачастую даже без позывов – беспорядочными приступами, между которыми человек чувствует себя вполне нормально. Космическая болезнь способна серьезно отравить жизнь астронавту, мешая выполнять работу, а для человека, облаченного в скафандр, может окончиться и летальным исходом. Особенно плохо то, что космическая болезнь накрывает астронавта в первый же час после попадания в условия микрогравитации – на начальном, самом важном, этапе полета. К счастью, через два-три дня космическая болезнь, как правило, проходит.