Мэри Роуч - Обратная сторона космонавтики
Если вам интересно, то можете посмотреть в февральском выпуске журнала «Авиационная медицина» за 1953 год, как могли бы выглядеть внутренние органы крысы, если бы гравитация Земли была в 10 или 19 раз больше настоящей (страница 54), но, честно говоря, не советую этого делать. Группа военно-морских исследователей создала в Лаборатории авиационной медицины по изучению ускорений оригинальную и поистине приводящую в ужас «технику быстрого замораживания». Для этого они брали накачанных наркотиками крыс и опускали их в жидкий азот, находящийся внутри вертящейся центрифуги. В 19 раз утяжеленная кровь опускалась на дно сердца и тянула вниз, растягивая его при этом, словно кусок пластилина. Органы брюшной полости падали в область таза, как мешки с песком; голова западала в плечи, а о яичках я и говорить не хочу. На следующей фотографии крысу сажали уже на центрифугу головой наружу. Теперь уже отяжелевшие органы забивались под грудную клетку, разрывая при этом легкие, а остальная часть тела становилась неестественно пустой.
Офицеры не просто забавлялись таким диким образом. Первые представители аэромедицины исследовали пределы человеческой выносливости в условиях повышенной гравитации, чтобы защитить летчиков-истребителей, а чуть позднее и астронавтов. Выходя из крутого пике или выполняя другие опасные маневры, летчики-истребители подвергаются силе гравитации, которая в 8-10 раз больше нормальной. Астронавты испытывают удвоенную или утроенную силу гравитации в течение первых нескольких секунд после старта ракеты и как минимум в четыре раза более сильную, когда входят обратно в атмосферу Земли. Во время перехода из вакуума космоса в воздушную атмосферу нашей планеты космический корабль сбрасывает скорость с 30 000 км/ч до пары сотен. При резком торможении любого транспортного средства находящиеся в нем пассажиры подаются вперед, в направлении движения. Главная опасность торможения космического корабля в условиях усиленной в несколько раз гравитации – это то, что длится оно около минуты (для сравнения: при автомобильной аварии это занимает всего доли секунды).
То, насколько сильную гравитацию может выдержать человек без серьезных для себя последствий, зависит от времени ее воздействия. В течение 1/10 секунды человек может перенести гравитацию в 15–45 раз более сильную, чем обычная (все будет зависеть от положения тела человека). Если же говорить о минутном воздействии, то здесь уже цифры будут куда меньше. Отяжелевшая кровь опускается, оставляя мозг на мгновение без кислорода, и человек на какое-то время «отключается». Но если эта «отключка» продлится достаточно долго, человек умрет. Джон Гленн так описывал свой опыт тренировок на центрифуге НАСА: «Когда гравитация усиливается в 16 раз, приходится собирать всю силу и умение, чтобы удержаться в сознании». Именно поэтому, возвращаясь в атмосферу Земли, астронавты ложатся на пол, чтобы кровь не отливала к ногам, а равномерно распределялась по организму. Но лежа на спине, вы как тот кит на берегу: в груди все болит, и каждый вдох дается с трудом. Во время одного из возвращений «Союза» командиру 16-й экспедиции МКС Пегги Уитсон пришлось пережить как раз такой чрезмерно резкий, чрезмерно быстрый вход в атмосферу. Тогда ей пришлось на протяжении целой минуты находиться под действием гравитации в восемь раз более сильной, чем земная, что вдвое превышает допустимую норму.
Во время тренировок на центрифуге астронавты учатся, как вести себя в подобных ситуациях – быстро и часто дышать, что-бы в легких всегда оставался воздух, используя при этом сильные мышцы диафрагмы, а не слабые межреберные. Но даже выполняя все эти рекомендации, Уитсон буквально сражалась за свою жизнь.
Рука взрослого человека в среднем весит около четырех килограмм. А это значит, что рука Пегги Уитсон весила тогда 32 килограмма. Как сказал один из основоположников аэрокосмической медицины Отто Гауэр, «при восьмикратной гравитации пошевелить можно разве что запястьем да пальцем руки». Другими словами, астронавт может легко погибнуть в таких условиях, ведь он будет просто не в состоянии дотянуться даже до панели управления. Однако Уитсон рассказывала обо всей этой ситуации довольно легко. Правда, через пару недель после нашего с ней разговора я встретилась с авиационным врачом, который показал мне фотографии, сделанные сразу после случившегося. Уитсон была просто «выжата», как выразился врач. А на еще одной фотографии я увидела кратер, который образовался после приземления «Союза»: казалось, будто кто-то решил построить бассейн посреди казахской степи.
Приземляться, оказывается, так же страшно, как и взлетать.
7. Труп в капсуле
Визит НАСА в краш-лабораторию
Установка имитационного моделирования аварийных ситуаций – это настоящий мир, мир людей и металла.
Моделирующее устройство Исследовательского центра транспортировки штата Огайо расположено в относительно небольшом, размером с ангар помещении, где постоянно что-то шумит и есть всего лишь пара ничем не обитых стульев. Посреди комнаты можно увидеть только большую установку разгона автомобиля да пару инженеров в защитных очках, которые ходят туда-сюда с кружками кофе в руках. Кругом все пестрит красными и оранжевыми цветами, которые, пожалуй, самые выразительные из всех, что только можно было придумать для предупредительных табличек и сигнализации.
Выбранный для испытаний труп выглядит совсем по-домашнему. На субъекте F надеты голубые трусы, рубашки нет – такое ощущение, что он просто отдыхает у себя в гостиной. Выглядит он тоже довольно расслабленно, в принципе, как все трупы. Сидит F, слегка развалившись в кресле, руки на коленях. Но если бы он оставался жив, не думаю, что он был бы сейчас так спокоен. Буквально через пару часов поршень размером с красное дерево запустит струю сжатого воздуха в его сторону. Сила давления поршня и положение сиденья регулируются в зависимости от запрашиваемого сценария событий: врезаться в стену со скоростью 100 км/ч или, скажем, въехать в бок другого автомобиля со скоростью 65 км/ч. Но сегодня сюжет другой: новая капсула НАСА «Орион» падает из космоса в море. Мистер F будет за астронавта.
Приземление капсулы – это всегда небольшая авария. В отличие от самолета или космического шаттла, у нее нет крыльев или каких-либо других посадочных приспособлений. Она не прилетает из космоса, она оттуда падает. У «Ориона» есть маневровый реактивный двигатель, который позволяет корректировать курс движения капсулы и замедлять его до скорости, необходимой, чтобы выпасть с орбиты, но нет ничего, что помогло бы смягчить само приземление. Когда капсула возвращается в атмосферу, ее дно буквально рассекает плотный воздух, сопротивление которого и снижает скорость падения до уровня, когда парашюты могут раскрыться без опасности быть разорванными. Капсула опускается на воду, и, если все пойдет хорошо, ощущение от приземления будет почти такое же, как при небольшой автомобильной аварии – силой этак в 2–3 (в крайнем случае 7) д.
Посадка на воду проходит гораздо мягче, чем на землю. Проблема только в том, что океан непредсказуем и капсулу может просто захлестнуть водой. Астронавтам понадобятся приспособления, которые будут их удерживать не только при падении, но и от швыряния из стороны в сторону уже на воде.
Именно для того, чтобы быть уверенными, что астронавты останутся целы и невредимы при любом раскладе, и проводятся все пробные краш-тесты. А сейчас наступает кульминационный момент испытаний: труп посадят в модель «Ориона» и сбросят в «океан». Исследования идут при сотрудничестве Центра транспортировки, НАСА и исследовательской лаборатории Университета биомеханики повреждений штата Огайо.
Мистер F сидит на высоком металлическом кресле рядом с поршневой установкой. Аспирант Юн-Сеок Канг стоит за его спиной и с помощью гаечного ключа прикрепляет к его позвоночнику небольшой, размером с наручные часы, набор датчиков. Как и другие измерительные приборы, присоединенные к костям передней части его тела, эти датчики должны фиксировать силу внешнего воздействия. Потом посредством сканирования и аутопсии будут выявлены и сами повреждения.
Вчера Канг до позднего вечера провозился с другим трупом и даже заканчивал работу сегодня рано утром, но он все еще полон сил и энтузиазма. Для меня Канг один из тех жизнерадостных и успешных людей, которых так часто обещают сделать из нас на курсах из серии «помоги себе сам». Он носит очки прямоугольной формы и длинную челку, которая свисает с обеих сторон головы. Перчатки на его руках блестят от жира. Из-за того что жира так много, задача Канга усложняется: ему понадобилось больше тридцати минут, чтобы закрепить датчики на спине трупа, который все это время оставался бесконечно терпелив.
Сегодня он должен получить удар по боковой оси. Чтобы понять, как это все произойдет, представьте себе маленькую деревянную фигурку из настольного футбола, через все тело которой проходит металлический опорный стержень. Можно сказать, это и есть та самая центральная ось человеческого тела. Допустим, этот «футболист» едет за рулем и на перекрестке в бок его машины под прямым углом врезается другая. Все его тело и внутренние органы устремятся направо (или налево) по линии опорного стержня. Если же машины столкнутся бамперами или одна из них врежется в зад другой, тела водителей двинутся по поперечной оси – вперед или назад. Третий из возможных вариантов – это продольная ось – движение вдоль позвоночника. Эта ситуация может возникнуть, если наш футболист будет лететь, скажем, на вертолете, а тот неожиданно заглохнет и начнет резко вертикально падать. Сердце футболиста тоже потянется на аорте вниз, как человек на эластичном тросе при прыжке с моста. (Видимо, спортом заниматься все-таки надо.)
